Pagkakaiba ng Shunt at Series Voltage Regulator

Ang mga linear voltage regulators ay pangunahing nakaklase sa dalawang uri: shunt voltage regulators at series voltage regulators. Ang pangunahing pagkakaiba sa kanila ay nasa koneksyon ng control element: sa shunt voltage regulator, ang control element ay konektado sa parallel sa load; sa kabaligtaran, sa series voltage regulator, ang control element ay konektado sa series sa load. Ang mga itong dalawang uri ng voltage regulator circuits ay gumagana batay sa iba't ibang prinsipyo at kaya may sarili nilang mga positibo at negatibong aspeto, na ito ay sasalamin sa artikulong ito.

Ano ang Voltage Regulator?

Ang isang voltage regulator ay isang aparato na panatilihin ang output voltage sa isang constant value bagaman may pagbabago sa load current o input voltage. Ito ay isang mahalagang komponente sa electrical at electronic circuits, sapagkat ito ang nag-aasure na ang DC output voltage ay nananatiling nasa ispesipikong range, hindi maapektuhan ng mga pagbabago sa input voltage o load current.

Sa esensya, ang unregulated DC supply voltage ay ina-convert sa isang regulated DC output voltage, kung saan ang output voltage ay hindi nagpapakita ng malaking pagbabago. Dapat tandaan na ang control element ay ang core component ng circuit, at ang posisyon nito ay nag-iiba-iba sa pagitan ng dalawang uri ng regulators.

Pagtatakda ng Shunt Voltage Regulator

Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng shunt voltage regulator:

Tulad ng maliwanag sa figure sa itaas, ang control element ay konektado sa parallel sa load—kaya ang pangalan "shunt voltage regulator."

Sa setup na ito, ang unregulated input voltage ay sumusupply ng current sa load, habang bahagi ng current ay umuusbong sa pamamagitan ng control element (na nasa branch na parallel sa load). Ang distribusyon na ito ay tumutulong upang panatilihin ang isang matatag na voltage sa load. Kapag ang load voltage ay nagfluctuate, isang sampling circuit ay nagpapadala ng feedback signal sa comparator. Ang comparator ay pagkatapos ay kinokompara ang feedback signal na ito sa isang reference input; ang resulta ng pagkakaiba ay nagtukoy kung gaano karaming current ang dapat umuusbong sa pamamagitan ng control element upang panatilihin ang load voltage na constant.

Pagtatakda ng Series Voltage Regulator

Ang figure sa ibaba ay kumakatawan sa isang series voltage regulator:

Sa uri ng voltage regulator na ito, ang control element ay konektado sa series sa load, kaya ang pangalan "series voltage regulator."

Sa isang series voltage regulator, ang control element ay responsable sa regulasyon ng bahagi ng input voltage na umabot sa output end, gumaganap bilang isang intermediate regulating component sa pagitan ng unregulated input voltage at output voltage. Tulad ng sa shunt regulators, isang bahagi ng output signal dito ay din padadaanin sa comparator sa pamamagitan ng isang sampling circuit, kung saan ang comparator ay kinokompara ang reference input signal sa feedback signal.

Pagkatapos, isang control signal ay ginagawa batay sa resulta ng output ng comparator at ipinapadala sa control element, kung saan ito ay nagreregulate ng load voltage nang angkop.

Pangunahing Pagkakaiba sa Shunt at Series Voltage Regulators

• Koneksyon ng Control Element：Ang pangunahing pagkakaiba ay nasa posisyon ng control element: sa shunt regulators, ito ay konektado sa parallel sa load; sa series regulators, ito ay konektado sa series sa load.

• Characteristics ng Current Flow：Sa shunt regulators, lamang isang bahagi ng kabuuang current ang umuusbong sa pamamagitan ng control element upang panatilihin ang matatag na DC output. Sa kabaligtaran, sa series regulators, ang buong load current ay umuusbong sa pamamagitan ng control element.

• Regulation Performance：Mas magandang regulation accuracy ang ibibigay ng series voltage regulators kumpara sa shunt voltage regulators.

• Compensation Mechanism：Upang panatilihin ang load voltage na constant, ang shunt regulators ay nag-adjust ng current sa pamamagitan ng control element. Sa kabaligtaran, ang series regulators ay nag-modify ng voltage sa control element upang kompensahin ang mga pagbabago sa output voltage.

• Dependence ng Efficiency：Ang efficiency ng shunt regulators ay depende sa load current, kaya sila ay hindi angkop para sa mga pagbabago sa load conditions. Sa kabaligtaran, ang series regulators ay may efficiency na depende sa output voltage.

• Design Complexity：Mas simple ang disenyo ng shunt voltage regulators kumpara sa series voltage regulators.

• Voltage Operation Range：Ang shunt regulators ay limitado sa fixed-voltage operations, samantalang ang series regulators ay angkop para sa parehong fixed at variable voltage applications.

• Ratings ng Control Element：Sa shunt configurations, ang control element ay isang low-current, high-voltage component (dahil lamang isang bahagi ng load current ang nai-divert sa pamamagitan nito). Sa series configurations, ang control element ay isang low-voltage, high-current component (dahil ang buong load current ay umuusbong sa pamamagitan nito).

Kakulangan

Sa kabuoan, parehong ang shunt at series voltage regulators ay naglilingkod sa pangunahing layunin ng voltage regulation, ngunit ang posisyon ng control element sa kanilang mga circuits ay nagresulta sa distinct operational mechanisms. Ang kanilang mga pagkakaiba sa koneksyon, handling ng current, regulation performance, at application scenarios ay gumagawa ng bawat isa ang angkop para sa partikular na use cases, tulad ng detalyadong analisis sa itaas.