Forskjellen mellom parallelle og serie spenningsregulator

Lineære spenningstilpassere er hovedsakelig inndelt i to typer: shunt-spenningstilpassere og serie-spenningstilpassere. Den viktigste forskjellen mellom dem ligger i tilkoblingen av styrelementet: i en shunt-spenningstilpasser er styrelementet koblet parallelt med belastningen; imidlertid, i en serie-spenningstilpasser, er styrelementet koblet i serie med belastningen. Disse to typene spenningstilpasserkrefter fungerer basert på ulike prinsipper og har derfor sine egne for- og ulemper, som vil bli diskutert i denne artikkelen.

Hva er en spenningstilpasser?

En spenningstilpasser er et enhet som beholder utgangsspenningen ved en konstant verdi uavhengig av variasjoner i belastningsstrøm eller innspenning. Det er en nødvendig komponent i elektriske og elektroniske kretser, da den sikrer at DC-utgangsspenningen forbli innenfor en angitt rekkevidde, uforandret av fluktuasjoner i innspenning eller belastningsstrøm.

Essensielt sett blir en uregulert DC-forsyningsspenning konvertert til en regulert DC-utgangsspenning, hvor utgangsspenningen ikke viser betydelige variasjoner. Det bør merkes at styrelementet er det sentrale komponentet i kretsen, og plasseringen av dette varierer mellom de to typene regulatorer.

Definisjon av shunt-spenningstilpasser

Figuren nedenfor viser shunt-spenningstilpasseren:

Som fremgår av figuren over, er styrelementet koblet parallelt med belastningen – derav navnet "shunt-spenningstilpasser."

I denne oppsettet leverer den uregulerte innspenningen strøm til belastningen, mens en del av strømmen går gjennom styrelementet (som er i en gren parallelt med belastningen). Denne distribusjonen bidrar til å opprettholde en stabil spenning over belastningen. Når belastningsspenningen fluktuerer, sender en samplingssirkel et tilbakemeldingsignal til sammenligner. Sammenligner sammenligner så dette tilbakemeldingssignalet med et referanseinnspenning; den resulterende forskjellen bestemmer hvor mye strøm som må gå gjennom styrelementet for å holde belastningsspenningen konstant.

Definisjon av serie-spenningstilpasser

Den underliggende figuren representerer en serie-spenningstilpasser:

I denne typen spenningstilpasser er styrelementet koblet i serie med belastningen, derav navnet "serie-spenningstilpasser."

I en serie-spenningstilpasser er styrelementet ansvarlig for å regulere den delen av innspenningen som når utgangsenden, fungerer som et mellomregulerende komponent mellom den uregulerte innspenningen og utgangsspenningen. Likt som shunt-regulatorer, sendes også her en del av utgangssignalet tilbake til sammenligner via en samplingssirkel, der sammenligner sammenligner referanseinnspenningssignalet med tilbakemeldingssignalet.

Deretter genereres et kontrollsignal basert på sammenligningsresultatet fra sammenligner og sendes til styrelementet, som deretter regulerer belastningsspenningen i henhold til dette.

Vedvarende forskjeller mellom shunt- og serie-spenningstilpassere

• Tilkobling av styrelementet: Den primære forskjellen ligger i plasseringen av styrelementet: i shunt-regulatorer er det koblet parallelt med belastningen; i serie-regulatorer er det koblet i serie med belastningen.

• Strømflyt karakteristika: I shunt-regulatorer går bare en liten andel av totalstrømmen gjennom styrelementet for å opprettholde en stabil DC-utgang. Imidlertid lar serie-regulatorer hele belastningsstrømmen passere gjennom styrelementet.

• Reguleringsytelse: Serie-spenningstilpassere gir bedre regulering presisjon sammenlignet med shunt-spenningstilpassere.

• Kompensasjon mekanisme: For å beholde belastningsspenningen konstant, justerer shunt-regulatorer strømmen gjennom styrelementet. Serie-regulatorer, imidlertid, endrer spenningen over styrelementet for å kompensere for utgangsspenning fluktuasjoner.

• Effektivitetsavhengighet: Effektiviteten til shunt-regulatorer avhenger av belastningsstrømmen, noe som gjør dem mindre egnet for variende belastningsforhold. Serie-regulatorer, derimot, har effektivitet som avhenger av utgangsspenningen.

• Designkompleksitet: Shunt-spenningstilpassere er enklere å designe enn serie-spenningstilpassere.

• Spenning operasjonsområde: Shunt-regulatorer er begrenset til fast-spenning operasjoner, mens serie-regulatorer er egnet for både faste og variabel spenning applikasjoner.

• Styrelement klassifisering: I shunt-konfigurasjoner, er styrelementet et lavstrøm, høy-spenning komponent (siden bare en del av belastningsstrømmen blir ledet gjennom det). I serie-konfigurasjoner, er styrelementet et lav-spenning, høystrøm komponent (da hele belastningsstrømmen passerer gjennom det).

Konklusjon

Samlet sett serverer både shunt- og serie-spenningstilpassere kjernefunksjonen med spenningstilpasning, men plasseringen av styrelementet i deres respektive kretser fører til distinkte driftsmekanismer. Deres forskjeller i tilkobling, strømhåndtering, regulering ytelse, og anvendelsesscenarier gjør hver egnet for spesifikke bruksområder, som er detaljert i den foregående analysen.