Diferència entre el regulador de tensió en derivació i el regulador de tensió en sèrie

Els reguladors de tensió lineals es classifiquen principalment en dos tipus: els reguladors de tensió paral·lels i els reguladors de tensió en sèrie. La diferència clau entre ells rau en la connexió de l'element de control: en un regulador de tensió paral·lel, l'element de control està connectat en paral·lel amb la càrrega; en canvi, en un regulador de tensió en sèrie, l'element de control està connectat en sèrie amb la càrrega. Aquests dos tipus de circuits de regulació de tensió funcionen segons principis diferents i, per tant, tenen les seves pròpies avantatges i desavantatges, que es discutiran en aquest article.

Què és un Regulador de Tensió?

Un regulador de tensió és un dispositiu que manté la tensió de sortida a un valor constant malgrat les variacions de la corrent de càrrega o la tensió d'entrada. És un component essencial en circuits elèctrics i electrònics, ja que assegura que la tensió de sortida CC romangui dins d'un rang especificat, sense veure's afectada per fluctuacions en la tensió d'entrada o la corrent de càrrega.

Essencialment, una tensió d'entrada CC no regulada es converteix en una tensió de sortida CC regulada, on la tensió de sortida no presenta variacions significatives. Cal notar que l'element de control és el component central del circuit, i la seva ubicació difereix entre els dos tipus de reguladors.

Definició de Regulador de Tensió Paral·lel

La figura següent mostra el regulador de tensió paral·lel:

Com es pot veure en la figura anterior, l'element de control està connectat en paral·lel amb la càrrega, d'on el nom de "regulador de tensió paral·lel."

En aquesta configuració, la tensió d'entrada no regulada subministra corrent a la càrrega, mentre una part de la corrent flueix a través de l'element de control (que està en una branca paral·lela a la càrrega). Aquesta distribució ajuda a mantenir una tensió estable a través de la càrrega. Quan la tensió de càrrega fluctua, un circuit de mostreig envia un senyal de retroalimentació al comparador. El comparador aleshores compara aquest senyal de retroalimentació amb una entrada de referència; la diferència resultant determina quanta corrent ha de fluir a través de l'element de control per mantenir la tensió de càrrega constant.

Definició de Regulador de Tensió en Sèrie

La figura següent representa un regulador de tensió en sèrie:

En aquest tipus de regulador de tensió, l'element de control està connectat en sèrie amb la càrrega, d'on el nom de "regulador de tensió en sèrie."

En un regulador de tensió en sèrie, l'element de control és responsable de regular la porció de la tensió d'entrada que arriba a la fi de la sortida, actuant com a component de regulació intermediària entre la tensió d'entrada no regulada i la tensió de sortida. Similar als reguladors paral·lels, una part del senyal de sortida aquí també es retroalimenta al comparador a través d'un circuit de mostreig, on el comparador compara la senyal d'entrada de referència amb la senyal de retroalimentació.

Posteriorment, es genera un senyal de control basat en el resultat de la sortida del comparador i es transmet a l'element de control, que aleshores regula la tensió de càrrega en conseqüència.

Diferències Clau Entre Reguladors de Tensió Paral·lels i en Sèrie

• Connexió de l'Element de Control：La distinció principal rau en la ubicació de l'element de control: en els reguladors paral·lels, està connectat en paral·lel amb la càrrega; en els reguladors en sèrie, està connectat en sèrie amb la càrrega.

• Característiques de Fluïda de Corrent：En els reguladors paral·lels, només una fracció de la corrent total flueix a través de l'element de control per mantenir una sortida DC estable. En canvi, els reguladors en sèrie permeten que tota la corrent de càrrega passi a través de l'element de control.

• Rendiment de Regulació：Els reguladors de tensió en sèrie proporcionen una major precisió de regulació en comparació amb els reguladors de tensió paral·lels.

• Mecanisme de Compensació：Per mantenir la tensió de càrrega constant, els reguladors paral·lels ajusten la corrent a través de l'element de control. En canvi, els reguladors en sèrie modifiquen la tensió a través de l'element de control per compensar les fluctuacions de la tensió de sortida.

• Dependència de l'Eficiència：L'eficiència dels reguladors paral·lels depèn de la corrent de càrrega, fent-los inapropiats per a condicions de càrrega variables. En canvi, l'eficiència dels reguladors en sèrie depèn de la tensió de sortida.

• Complexitat de Disseny：Els reguladors de tensió paral·lels són més fàcils de dissenyar que els reguladors de tensió en sèrie.

• Interval de Funcionament de la Tensió：Els reguladors paral·lels estan limitats a operacions de tensió fixa, mentre que els reguladors en sèrie són adequats tant per a aplicacions de tensió fixa com variable.

• Classificació de l'Element de Control：En configuracions paral·leles, l'element de control és un component de baixa corrent i alta tensió (ja que només una porció de la corrent de càrrega es desvia a través seu). En configuracions en sèrie, l'element de control és un component de baixa tensió i alta corrent (ja que tota la corrent de càrrega passa a través seu).

Conclusió

En resum, tant els reguladors de tensió paral·lels com en sèrie serveixen el propòsit fonamental de la regulació de tensió, però la ubicació de l'element de control en els seus circuits respectius resulta en mecanismes operatius distintos. Les seves diferències en connexió, maneig de corrent, rendiment de regulació i escenaris d'aplicació fan que cadascun sigui adequat per a casos d'ús específics, tal com s'ha detallat en l'anàlisi anterior.