Тохиомол амперметрийн хооронд болон ээлтэй напац регуляторын ялгаа

تنظیم‌کننده‌های ولتاژ خطی به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: تنظیم‌کننده‌های ولتاژ شانل و تنظیم‌کننده‌های ولتاژ سری. تفاوت کلیدی بین آنها در نحوه اتصال المان کنترلی است: در تنظیم‌کننده ولتاژ شانل، المان کنترلی با بار موازی است؛ در مقابل، در تنظیم‌کننده ولتاژ سری، المان کنترلی با بار سری است. این دو نوع مدار تنظیم‌کننده ولتاژ بر اساس اصول مختلف عمل می‌کنند و بنابراین دارای مزایا و معایب خاص خود هستند که در این مقاله بحث خواهد شد.

چیست تنظیم‌کننده ولتاژ؟

تنظیم‌کننده ولتاژ یک دستگاه است که ولتاژ خروجی را در یک مقدار ثابت حفظ می‌کند، صرف نظر از تغییرات جریان بار یا ولتاژ ورودی. این مولفه ضروری در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی است زیرا مطمئن می‌شود که ولتاژ خروجی DC در محدوده مشخصی باقی بماند و توسط نوسانات ولتاژ ورودی یا جریان بار تأثیر نخورد.

در واقع، یک ولتاژ تامین غیرمنظم DC به یک ولتاژ خروجی منظم DC تبدیل می‌شود که در آن ولتاژ خروجی تغییرات قابل توجهی نشان نمی‌دهد. باید توجه داشت که المان کنترلی مولفه اصلی مدار است و مکان آن در بین دو نوع تنظیم‌کننده متفاوت است.

تعریف تنظیم‌کننده ولتاژ شانل

شکل زیر تنظیم‌کننده ولتاژ شانل را نشان می‌دهد:

همانطور که از شکل بالا مشهود است، المان کنترلی با بار موازی است - بنابراین نام "تنظیم‌کننده ولتاژ شانل" به آن داده شده است.

در این ساختار، ولتاژ ورودی غیرمنظم جریان را به بار تامین می‌کند، در حالی که بخشی از جریان از طریق المان کنترلی (که در یک شاخه موازی با بار است) عبور می‌کند. این توزیع کمک می‌کند تا ولتاژ پایداری روی بار حفظ شود. هنگامی که ولتاژ بار نوسان می‌کند، یک مدار نمونه‌برداری سیگنال بازخوردی را به مقایسه‌کننده ارسال می‌کند. مقایسه‌کننده سپس این سیگنال بازخوردی را با ورودی مرجع مقایسه می‌کند؛ تفاوت حاصل تعیین می‌کند که چقدر جریان باید از طریق المان کنترلی جریان یابد تا ولتاژ بار ثابت بماند.

تعریف تنظیم‌کننده ولتاژ سری

شکل زیر تنظیم‌کننده ولتاژ سری را نشان می‌دهد:

در این نوع تنظیم‌کننده ولتاژ، المان کنترلی با بار سری است، بنابراین نام "تنظیم‌کننده ولتاژ سری" به آن داده شده است.

در تنظیم‌کننده ولتاژ سری، المان کنترلی مسئول تنظیم بخشی از ولتاژ ورودی که به سمت خروجی می‌رسد است و به عنوان یک مولفه تنظیم‌کننده میانی بین ولتاژ ورودی غیرمنظم و ولتاژ خروجی عمل می‌کند. مشابه تنظیم‌کننده‌های شانل، بخشی از سیگنال خروجی در اینجا نیز از طریق یک مدار نمونه‌برداری به مقایسه‌کننده بازخورد داده می‌شود، که مقایسه‌کننده سیگنال مرجع را با سیگنال بازخورد مقایسه می‌کند.

سپس یک سیگنال کنترلی بر اساس نتیجه خروجی مقایسه‌کننده تولید شده و به المان کنترلی ارسال می‌شود که سپس ولتاژ بار را تنظیم می‌کند.

تفاوت‌های کلیدی بین تنظیم‌کننده‌های ولتاژ شانل و سری

• اتصال المان کنترلی: تفاوت اصلی در مکان المان کنترلی است: در تنظیم‌کننده‌های شانل، آن با بار موازی است؛ در تنظیم‌کننده‌های سری، آن با بار سری است.

• ویژگی‌های جریان: در تنظیم‌کننده‌های شانل، فقط بخشی از جریان کل از طریق المان کنترلی جریان یافته تا ولتاژ خروجی DC ثابت بماند. در مقابل، تنظیم‌کننده‌های سری اجازه می‌دهند که کل جریان بار از طریق المان کنترلی عبور کند.

• عملکرد تنظیم: تنظیم‌کننده‌های ولتاژ سری دقت تنظیم بهتری نسبت به تنظیم‌کننده‌های ولتاژ شانل ارائه می‌دهند.

• مکانیسم جبران: برای حفظ ولتاژ ثابت بار، تنظیم‌کننده‌های شانل جریان را از طریق المان کنترلی تنظیم می‌کنند. در مقابل، تنظیم‌کننده‌های سری ولتاژ روی المان کنترلی را برای جبران نوسانات ولتاژ خروجی تغییر می‌دهند.

• وابستگی به کارایی: کارایی تنظیم‌کننده‌های شانل به جریان بار بستگی دارد، که آنها را برای شرایط بار متغیر مناسب نمی‌سازد. در مقابل، تنظیم‌کننده‌های سری کارایی‌ای دارند که به ولتاژ خروجی بستگی دارد.

• پیچیدگی طراحی: تنظیم‌کننده‌های ولتاژ شانل ساده‌تر از تنظیم‌کننده‌های ولتاژ سری طراحی می‌شوند.

• محدوده عملکرد ولتاژ: تنظیم‌کننده‌های شانل به عملیات ولتاژ ثابت محدود هستند، در حالی که تنظیم‌کننده‌های سری برای کاربردهای ولتاژ ثابت و متغیر مناسب هستند.

• مشخصات المان کنترلی: در ساختارهای شانل، المان کنترلی یک المان با جریان کم و ولتاژ بالا است (زیرا فقط بخشی از جریان بار از طریق آن می‌گذرد). در ساختارهای سری، المان کنترلی یک المان با ولتاژ کم و جریان بالا است (زیرا کل جریان بار از طریق آن می‌گذرد).

نتیجه‌گیری

به طور خلاصه، هر دو تنظیم‌کننده ولتاژ شانل و سری هدف اصلی تنظیم ولتاژ را دارند، اما مکان المان کنترلی در مدارهای مربوطه منجر به مکانیزم‌های عملیاتی متمایز می‌شود. تفاوت‌های آنها در اتصال، مدیریت جریان، عملکرد تنظیم و سناریوهای کاربردی آنها را برای موارد استفاده خاص مناسب می‌سازد، همانطور که در تحلیل قبلی بیان شد.