Diferenza entre regulador de voltaxe en derivación e en serie

Os reguladores de voltaxe lineal clasifícanse principalmente en dous tipos: reguladores de voltaxe paralelos e reguladores de voltaxe serie. A diferenza clave entre eles atópase na conexión do elemento de control: no regulador de voltaxe paralelo, o elemento de control está conectado en paralelo coa carga; en contraste, no regulador de voltaxe serie, o elemento de control está conectado en serie coa carga. Estes dous tipos de circuitos de regulador de voltaxe funcionan segundo principios diferentes e, polo tanto, teñen as súas propias vantaxes e desvantaxes, que se discutirán neste artigo.

Que é un Regulador de Voltaxe?

Un regulador de voltaxe é un dispositivo que mante a tensión de saída a un valor constante a pesar das variacións na corrente de carga ou na tensión de entrada. É un compoñente esencial nos circuitos eléctricos e electrónicos, xa que asegura que a tensión de saída CC permanezca dentro dun rango especificado, non afectada polas fluctuacións na tensión de entrada ou na corrente de carga.

Esencialmente, unha tensión de alimentación CC non regulada convértese nunha tensión de saída CC regulada, onde a tensión de saída non presenta variacións significativas. Debe notarse que o elemento de control é o compoñente central do circuito, e a súa colocación difire entre os dous tipos de reguladores.

Definición de Regulador de Voltaxe Paralelo

A figura de abaixo amosa o regulador de voltaxe paralelo:

Como é evidente na figura superior, o elemento de control está conectado en paralelo coa carga, polo que se denomina "regulador de voltaxe paralelo."

Nesta configuración, a tensión de entrada non regulada fornece corrente á carga, mentres que unha parte da corrente fluye a través do elemento de control (que está nunha rama paralela á carga). Esta distribución axuda a manter unha tensión estable a través da carga. Cando a tensión da carga fluctúa, un circuito de muestreo envía unha señal de retroalimentación ao comparador. O comparador, a continuación, compara esta señal de retroalimentación con unha entrada de referencia; a diferenza resultante determina canta corrente debe fluir a través do elemento de control para manter a tensión da carga constante.

Definición de Regulador de Voltaxe Serie

A figura seguinte representa un regulador de voltaxe serie:

Neste tipo de regulador de voltaxe, o elemento de control está conectado en serie coa carga, polo que se denomina "regulador de voltaxe serie."

No regulador de voltaxe serie, o elemento de control é responsable de regular a porción da tensión de entrada que chega ao extremo de saída, actuando como un compoñente de regulação intermedio entre a tensión de entrada non regulada e a tensión de saída. Semellante aos reguladores paralelos, unha parte da sinal de saída tamén se retroalimenta ao comparador a través dun circuito de muestreo, onde o comparador compara a sinal de entrada de referencia coa sinal de retroalimentación.

Posteriormente, xérase unha sinal de control baseada no resultado de saída do comparador e transmítese ao elemento de control, que regula a tensión da carga en consecuencia.

Diferenzas Clave Entre Reguladores de Voltaxe Paralelos e Serie

• Conexión do Elemento de Control: A principal distinción atópase na colocación do elemento de control: nos reguladores paralelos, está conectado en paralelo coa carga; nos reguladores serie, está conectado en serie coa carga.

• Características do Flujo de Corrente: Nos reguladores paralelos, só unha fracción da corrente total fluye a través do elemento de control para manter unha saída DC estable. En contraste, os reguladores serie permiten que toda a corrente de carga pase a través do elemento de control.

• Rendemento de Regulación: Os reguladores de voltaxe serie ofrecen unha maior precisión de regulação en comparación cos reguladores de voltaxe paralelos.

• Mecanismo de Compensación: Para manter a tensión da carga constante, os reguladores paralelos axustan a corrente a través do elemento de control. Os reguladores serie, por outro lado, modifican a tensión a través do elemento de control para compensar as fluctuacións da tensión de saída.

• Dependencia da Eficiencia: A eficiencia dos reguladores paralelos depende da corrente de carga, facéndoos inadecuados para condicións de carga variables. Os reguladores serie, en contraste, teñen unha eficiencia que depende da tensión de saída.

• Complexidade de Diseño: Os reguladores de voltaxe paralelos son máis sinxellos de deseñar que os reguladores de voltaxe serie.

• Rango de Funcionamento de Tensión: Os reguladores paralelos están limitados a operacións de tensión fixa, mentres que os reguladores serie son adecuados para aplicacións de tensión fixa e variable.

• Calificacións do Elemento de Control: Nas configuracións paralelas, o elemento de control é un compoñente de baixa corrente e alta tensión (xa que só unha porción da corrente de carga se desvia a través del). Nas configuracións serie, o elemento de control é un compoñente de baixa tensión e alta corrente ( xa que toda a corrente de carga pasa a través del).

Conclusión

En resumo, ambos os reguladores de voltaxe paralelos e serie cumpriron o propósito central de regulação de voltaxe, pero a colocación do elemento de control nos seus respectivos circuitos resulta en mecanismos operativos distintos. As súas diferenzas en conexión, manejo de corrente, rendemento de regulação e escenarios de aplicación fácan cada un adecuado para casos de uso específicos, como se detallou na análise anterior.