Skillnad mellan parallell- och serie-spänningsregulator

Linjära spänningsregulatorer delas huvudsakligen in i två typer: shunt-spänningsregulatorer och serie-spänningsregulatorer. Den viktigaste skillnaden mellan dem ligger i anslutningen av styrande komponenten: i en shunt-spänningsregulator är styrande komponenten ansluten parallellt med lasten; i kontrast är i en serie-spänningsregulator styrande komponenten ansluten serie med lasten. Dessa två typer av spänningsregulatorerkretsar fungerar på olika principer och har därför sina egna fördelar och nackdelar, vilket kommer att diskuteras i denna artikel.

Vad är en Spänningsregulator?

En spänningsregulator är en enhet som håller utgångsspänningen vid ett konstant värde trots variationer i lastström eller ingångsspänning. Det är en viktig komponent i elektriska och elektroniska kretsar, eftersom den säkerställer att DC-utgångsspänningen förblir inom en angiven gräns, oförändrad av svängningar i ingångsspänning eller lastström.

I grund och botten omvandlas en oreglerad DC-försörjningsspänning till en reglerad DC-utgångsspänning, där utgångsspänningen inte visar betydande variationer. Det bör noteras att styrande komponenten är den centrala komponenten i kretsen, och dess placering skiljer sig mellan de två typerna av regulatorer.

Definition av Shunt-Spänningsregulator

Figuren nedan visar shunt-spänningsregulatorn:

Som synes från figuren ovan är styrande komponenten ansluten parallellt med lasten - därför namnet "shunt-spänningsregulator."

I detta uppdrag levererar den oreglerade ingångsspänningen ström till lasten, medan en del av strömmen flödar genom styrande komponent (som är i en gren parallellt med lasten). Denna distribution hjälper till att bibehålla en stabil spänning över lasten. När lastspänningen svänger, skickar en provtagningskrets ett återkopplingsignal till jämföraren. Jämföraren jämför sedan detta återkopplingsignal med en referensingång; det resulterande skillnaden bestämmer hur mycket ström som måste flöda genom styrande komponent för att hålla lastspänningen konstant.

Definition av Serie-Spänningsregulator

Den nedan presenterade figuren representerar en serie-spänningsregulator:

I denna typ av spänningsregulator är styrande komponenten ansluten serie med lasten, därför namnet "serie-spänningsregulator."

I en serie-spänningsregulator ansvarar styrande komponent för att reglera den del av ingångsspänningen som når utgångssidan, fungerar som en mellanliggande regleringskomponent mellan den oreglerade ingångsspänningen och utgångsspänningen. Liksom shunt-regulatorer, en del av utgångssignalen här matas också tillbaka till jämföraren genom en provtagningskrets, där jämföraren jämför referensingångssignalen med återkopplingsignalen.

Därefter genereras ett styrsignal baserat på jämförarens utgångsresultat och skickas till styrande komponent, som sedan reglerar lastspänningen enligt detta.

Viktiga Skillnader Mellan Shunt- och Serie-Spänningsregulatorer

• Anslutning av Styrande Komponent：Den primära skillnaden ligger i placeringen av styrande komponent: i shunt-regulatorer är den ansluten parallellt med lasten; i serie-regulatorer är den ansluten serie med lasten.

• Strömningskaraktär：I shunt-regulatorer flödar endast en liten del av den totala strömmen genom styrande komponent för att bibehålla en stabil DC-utgång. I kontrast låter serie-regulatorer hela lastströmmen passera genom styrande komponent.

• Regleringsprestanda：Serie-spänningsregulatorer ger bättre regleringsprecision jämfört med shunt-spänningsregulatorer.

• Kompensationsmekanism：För att hålla lastspänningen konstant, justerar shunt-regulatorer strömmen genom styrande komponent. Serie-regulatorer ändrar däremot spänningen över styrande komponent för att kompensera för utgångsspänningssvängningar.

• Effektivitetsberoende：Effektiviteten hos shunt-regulatorer beror på lastströmmen, vilket gör dem olämpliga för varierande lastförhållanden. Serie-regulatorer, i kontrast, har effektivitet som beror på utgångsspänningen.

• Designkomplexitet：Shunt-spänningsregulatorer är enklare att designa än serie-spänningsregulatorer.

• Spänningsverksamhetsspann：Shunt-regulatorer begränsas till fast-spänningsoperationer, medan serie-regulatorer är lämpliga för både fast- och variabel-spänningsapplikationer.

• Styrande Komponentens Specifikationer：I shunt-konfigurationer är styrande komponent en lågström, högspänning-komponent (eftersom endast en del av lastströmmen dirigeras genom den). I serie-konfigurationer är styrande komponent en lågspänning, högström-komponent (eftersom hela lastströmmen passerar genom den).

Slutsats

Sammanfattningsvis tjänar både shunt- och serie-spänningsregulatorer till att reglera spänningen, men placeringen av styrande komponent i deras respektive kretsar resulterar i distinkta driftmekanismer. Deras skillnader i anslutning, strömbearbetning, regleringsprestanda och användningsscenarier gör varje typ lämplig för specifika användningsfall, som detaljerats i den föregående analysen.