Razlika između paralelnog i serijskog regulatora napona

Linearni regulatori napona uglavnom se dele na dve vrste: šunt regulatori napona i serijesni regulatori napona. Ključna razlika između njih leži u povezanju kontrolnog elementa: u šunt regulatoru napona, kontrolni element je povezan paralelno sa opterećenjem; na suprotno, u serijesnom regulatoru napona, kontrolni element je povezan serije sa opterećenjem. Ove dve vrste regulatora napona rade na različitim principima i stoga imaju svoje prednosti i mane, o čemu će biti diskutovano u ovom članku.

Šta je regulator naponskih?

Regulator naponskih je uređaj koji održava izlazni napon na konstantnoj vrednosti, bez obzira na variranja struje opterećenja ili ulaznog napona. To je ključni komponent električnih i elektronskih sklopova, jer osigurava da izlazni napon postoji unutar određenog opsega, nezavisno od fluktuacija ulaznog napona ili struje opterećenja.

U suštini, neregulirani napon iz DC izvora se pretvara u regulirani izlazni napon, gde izlazni napon ne pokazuje značajne varijacije. Treba napomenuti da je kontrolni element ključni deo sklopa, a njegovo mesto se razlikuje između ove dve vrste regulatora.

Definicija šunt regulatora napona

Sledeća slika prikazuje šunt regulator napona:

Kao što je vidljivo na prethodnoj slici, kontrolni element je povezan paralelno sa opterećenjem - stoga i naziv "šunt regulator naponskih."

U ovom postavljanju, neregulirani ulazni napon snabdijevaju strujom opterećenje, dok deo struje teče kroz kontrolni element (koji se nalazi u grani paralelno sa opterećenjem). Ova distribucija pomaga održati stabilan napon preko opterećenja. Kada se napon opterećenja fluktua, uzorkujući sklop šalje povratni signal komparatoru. Komparator zatim upoređuje ovaj povratni signal sa referentnim ulazom; rezultujuća razlika određuje koliko struje mora proći kroz kontrolni element kako bi se napon opterećenja održao konstantan.

Definicija serijesnog regulatora napona

Sljedeća slika prikazuje serijesni regulator napona:

U ovom tipu regulatora napona, kontrolni element je povezan serije sa opterećenjem, stoga i naziv "serijesni regulator naponskih."

U serijesnom regulatoru napona, kontrolni element je odgovoran za regulisanje dela ulaznog napona koji stiže do izlaznog kraja, delujući kao međusprostorno regulacioni komponent između neregulisanog ulaznog napona i izlaznog napona. Slično šunt regulatorima, deo izlaznog signala ovdje takođe se vraća komparatoru putem uzorkujućeg sklopa, gde komparator upoređuje referentni ulazni signal sa povratnim signalom.

Nakon toga, generiše se kontrolni signal na osnovu izlaznog rezultata komparatora i prenosi se na kontrolni element, koji zatim reguliše napon opterećenja.

Ključne razlike između šunt i serijesnih regulatora napona

• Povezanje kontrolnog elementa：Primarna razlika leži u položaju kontrolnog elementa: u šunt regulatorima, on je povezan paralelno sa opterećenjem; u serijesnim regulatorima, on je povezan serije sa opterećenjem.

• Karakteristike protoka struje：U šunt regulatorima, samo deo ukupne struje teče kroz kontrolni element kako bi se održao stabilan izlazni napon. U suprotnosti, serijesni regulatori dozvoljavaju da ceo struja opterećenja prođe kroz kontrolni element.

• Performanse regulacije：Serijesni regulatori napona pružaju bolju tačnost regulacije u poređenju sa šunt regulatorima napona.

• Mehanizam kompenzacije：Da bi se održao napon opterećenja konstantan, šunt regulatori prilagođavaju struju kroz kontrolni element. Serijesni regulatori, pak, menjaju napon preko kontrolnog elementa kako bi kompensovali fluktuacije izlaznog napona.

• Efikasnost zavisnost：Efikasnost šunt regulatora zavisi od struje opterećenja, što ih čini nepravim za varijabilne uslove opterećenja. Serijesni regulatori, na drugu stranu, imaju efikasnost koja zavisi od izlaznog napona.

• Kompleksnost dizajna：Šunt regulatori napona su jednostavniji za dizajniranje nego serijesni regulatori napona.

• Opseg radnog napona：Šunt regulatori su ograničeni na fiksne napone, dok su serijesni regulatori pogodni za fiksne i promenljive napone.

• Ocena kontrolnog elementa：U šunt konfiguracijama, kontrolni element je komponenta sa niskom strujom i visokim naponom (jer se samo deo struje opterećenja odvaja kroz njega). U serijesnim konfiguracijama, kontrolni element je komponenta sa niskim naponom i visokom strujom (jer ceo struja opterećenja prođe kroz njega).

Zaključak

Ukratko, i šunt i serijesni regulatori napona služe ključnu svrhu regulacije napona, ali položaj kontrolnog elementa u njihovim odgovarajućim sklopovima dovodi do različitih operativnih mehanizama. Njihove razlike u povezanju, obradi struje, performansama regulacije i scenarijima primene čine svaki od njih pogodnim za specifične primene, kao što je detaljno analizirano u prethodnom tekstu.