Razlika između paralelnog i niznog regulatora napona

Linearni regulatori napona uglavnom se klasiču u dvije vrste: shunt regulatori napona i serijalni regulatori napona. Ključna razlika između njih leži u povezivanju kontrolnog elementa: u shunt regulatoru napona, kontrolni element je spojen paralelno s opterom; na suprotno, u serijalnom regulatoru napona, kontrolni element je spojen serijalno s opterom. Ove dvije vrste regulatora napona rade na različitim principima i stoga imaju svoje prednosti i nedostatke, o čemu će biti raspravljano u ovom članku.

Što je regulator napon?

Regulator napon je uređaj koji održava izlazni napon na konstantnoj vrijednosti neovisno o varijacijama struje opterećenja ili unaprijednog napona. To je ključan komponent električnih i elektroničkih krugova, jer osigurava da izlazni napon opstane unutar određenog raspona, neovisno o fluktuacijama unaprijednog napona ili struje opterećenja.

U suštini, neuregulirani DC napon pretvara se u regulirani DC izlazni napon, gdje izlazni napon ne pokazuje značajne varijacije. Treba napomenuti da je kontrolni element ključni komponent kruga, a njegovo postavljanje razlikuje se između dvije vrste regulatora.

Definicija shunt regulatora napona

Sljedeća slika prikazuje shunt regulator napona:

Kao što je vidljivo na gornjoj slici, kontrolni element je spojen paralelno s opterom – stoga i naziv "shunt regulator napona."

U ovom postavljanju, neuregulirani ulazni napon snabdjeva struju opteru, dok se dio struje protječe kroz kontrolni element (koji je u grananju paralelno s opterom). Ovo distribucija pomaže u održavanju stabilnog napona preko optera. Kada se napon optera mijenja, uzorkovalni krug šalje povratni signal komparatoru. Komparator tada uspoređuje ovaj povratni signal s referentnim ulazom; rezultirajuća razlika određuje koliko struje mora protjecati kroz kontrolni element kako bi se napon optera održao konstantan.

Definicija serijalnog regulatora napona

Sljedeća slika prikazuje serijalni regulator napona:

U ovom tipu regulatora napona, kontrolni element je spojen serijalno s opterom, stoga i naziv "serijalni regulator napona."

U serijalnom regulatoru napona, kontrolni element je odgovoran za reguliranje dijela unaprijednog napona koji stiže do izlaznog kraja, djelujući kao međunapred regulerajući komponent između neureguliranog unaprijednog napona i izlaznog napona. Slično shunt regulatorima, dio izlaznog signala ovdje također se povraća na komparator kroz uzorkovalni krug, gdje komparator uspoređuje referentni ulazni signal s povratnim signalom.

Nakon toga, generira se kontrolni signal na temelju izlaznog rezultata komparatora i prenosi se na kontrolni element, koji tada regulira napon optera.

Ključne razlike između shunt i serijalnih regulatora napona

• Povezivanje kontrolnog elementa：Primarnu razliku čini postavljanje kontrolnog elementa: u shunt regulatorima, on je spojen paralelno s opterom; u serijalnim regulatorima, on je spojen serijalno s opterom.

• Karakteristike protoka struje：U shunt regulatorima, samo dio ukupne struje protječe kroz kontrolni element kako bi se održao stabilni DC izlaz. Na suprotno, serijalni regulatori omogućuju da cijela struja opterećenja prođe kroz kontrolni element.

• Performanse regulacije：Serijalni regulatori napona pružaju bolju preciznost regulacije u usporedbi s shunt regulatorima napona.

• Mehanizam kompenzacije：Da bi se održao konstantan napon optera, shunt regulatori prilagođavaju struju kroz kontrolni element. Serijalni regulatori, pak, mijenjaju napon preko kontrolnog elementa kako bi kompenzirali fluktuacije izlaznog napona.

• Ovisnost učinkovitosti：Učinkovitost shunt regulatora ovisi o strujnom opteru, što ih čini neprikladnim za varijabilne uvjete opterećenja. Serijalni regulatori, na druge strane, imaju učinkovitost koja ovisi o izlaznom naponu.

• Složenost dizajna：Shunt regulatori napona su jednostavniji za dizajniranje u usporedbi s serijalnim regulatorima napona.

• Raspon radnog napona：Shunt regulatori ograničeni su na fiksne napone, dok su serijalni regulatori prikladni za fiksne i varijabilne napone.

• Karakteristike kontrolnog elementa：U shunt konfiguracijama, kontrolni element je komponent s niskom strujom i visokim naponom (jer se samo dio struje optera preusmjerava kroz njega). U serijalnim konfiguracijama, kontrolni element je komponent s niskim naponom i visokom strujom (jer ceo napon optera prođe kroz njega).

Zaključak

Sažeto, oba shunt i serijalni regulatori napona služe ključnoj svrsi regulacije napona, ali postavljanje kontrolnog elementa u njihovim odgovarajućim krugovima rezultira različitim operativnim mehanizmima. Njihove razlike u povezivanju, obradi struje, performansama regulacije i scenarijima primjene čine svaki prikladnim za specifične primjene, kao što je detaljno analizirano u prethodnom tekstu.