Paralel ve Seri Gerilim Düzenleyici Arasındaki Fark

Doğrusal gerilim düzenleyiciler genel olarak iki ana türde sınıflandırılır: şunt gerilim düzenleyicileri ve seri gerilim düzenleyicileri. Aralarındaki temel fark, kontrol elemanının bağlantısıdır: bir şunt gerilim düzenleyicide, kontrol elemanı yük ile paralel olarak bağlanır; buna karşılık, seri gerilim düzenleyicide, kontrol elemanı yük ile seri olarak bağlanır. Bu iki tip gerilim düzenleyici devresi farklı prensipler üzerinde çalıştığından, kendi avantajları ve dezavantajları vardır, bu konu bu makalede tartışılmaktadır.

Gerilim Düzenleyici Nedir?

Gerilim düzenleyici, yük akımı veya giriş gerilimindeki değişimlere rağmen çıkış gerilimini sabit bir değerde tutan bir cihazdır. Elektrik ve elektronik devrelerde önemli bir bileşendir, çünkü DC çıkış geriliminin belirli bir aralıkta kalmasını sağlar, giriş gerilimi veya yük akımındaki dalgalanmalardan etkilenmez.

Temel olarak, düzenlenmemiş DC besleme gerilimi, düzenlenmiş bir DC çıkış gerilimine dönüştürülür, burada çıkış gerilimi önemli ölçüde değişmez. Kontrol elemanın devrenin çekirdek bileşeni olduğunu ve bu iki tür düzenleyici arasında yerleştirilişinin farklı olduğunu unutmamak gerekir.

Şunt Gerilim Düzenleyicisi Tanımı

Aşağıdaki şekil şunt gerilim düzenleyicisini göstermektedir:

Yukarıdaki şekilden görüldüğü gibi, kontrol elemanı yük ile paralel olarak bağlanmıştır - bu nedenle "şunt gerilim düzenleyici" adını almıştır.

Bu yapıda, düzenlenmemiş giriş gerilimi yükü beslerken, bir kısmının kontrol elemanından (yükün paralel bir kolundan) geçmesi sağlanır. Bu dağılım, yük üzerinde istikrarlı bir gerilim korumaya yardımcı olur. Yük gerilimi dalgalanırken, bir örnekleme devresi karşı geribildirim sinyali gönderir. Karşılaştırıcı bu geribildirim sinyalini bir referans girişle karşılaştırır; elde edilen fark, yük geriliminin sabit kalması için kontrol elemanından ne kadar akımın geçmesi gerektiğini belirler.

Seri Gerilim Düzenleyicisi Tanımı

Aşağıdaki şekil bir seri gerilim düzenleyicisini göstermektedir:

Bu tür gerilim düzenleyicide, kontrol elemanı yük ile seri olarak bağlanır, bu nedenle "seri gerilim düzenleyici" adını alır.

Bir seri gerilim düzenleyicide, kontrol elemanı, düzenlenmemiş giriş geriliminden çıkış ucuna ulaşan gerilim bölümünü düzenlemekten sorumludur, düzenleme bileşeni olarak düzenlenmemiş giriş gerilimi ile çıkış gerilimi arasında yer alır. Şunt düzenleyicilere benzer şekilde, burada da çıkış sinyalinin bir kısmı, bir örnekleme devresi aracılığıyla karşılaştırıcıya geri beslenir, karşılaştırıcı burada referans giriş sinyalini geri besleme sinyaliyle karşılaştırır.

Daha sonra, karşılaştırıcının çıkışı sonucunda bir kontrol sinyali oluşturulur ve kontrol elemanına iletilir, böylece yük gerilimi uygun şekilde düzenlenir.

Şunt ve Seri Gerilim Düzenleyicileri Arasındaki Ana Farklar

• Kontrol Elemanının Bağlantısı：Ana fark, kontrol elemanının yerleştirilişindedir: şunt düzenleyicilerde, yük ile paralel olarak bağlanır; seri düzenleyicilerde, yük ile seri olarak bağlanır.

• Akım Akış Özellikleri：Şunt düzenleyicilerde, toplam akımın sadece bir bölümü, istikrarlı bir DC çıkış sağlamak için kontrol elemanından geçer. Buna karşılık, seri düzenleyiciler, tüm yük akımının kontrol elemanından geçmesine izin verir.

• Düzenleme Performansı：Seri gerilim düzenleyiciler, şunt gerilim düzenleyicilere göre daha iyi düzenleme doğruluğu sağlar.

• Değerlendirme Mekanizması：Yük gerilimini sabit tutmak için, şunt düzenleyiciler kontrol elemanından geçen akımı ayarlar. Seri düzenleyiciler ise, çıkış gerilimindeki dalgalanmaları telafi etmek için kontrol elemanı üzerindeki gerilimi değiştirir.

• Verimlilik Bağımlılığı：Şunt düzenleyicilerin verimliliği, yük akımına bağlıdır, bu yüzden değişken yük koşulları için uygunsuzdur. Seri düzenleyiciler ise, verimliliği çıkış gerilimine bağlıdır.

• Tasarım Karmaşıklığı：Şunt gerilim düzenleyiciler, seri gerilim düzenleyicilere göre daha basittir.

• Gerilim İşlem Aralığı：Şunt düzenleyiciler, sabit gerilim işlemlerine sınırlıdır, seri düzenleyiciler ise hem sabit hem de değişken gerilim uygulamalarına uygundur.

• Kontrol Elemanı Sınıflaması：Şunt yapılandırmalarda, kontrol elemanı düşük akım, yüksek gerilim bileşenidir (çünkü toplam yük akımının sadece bir bölümü ondan geçirilir). Seri yapılandırmalarda, kontrol elemanı düşük gerilim, yüksek akım bileşenidir (tüm yük akımı ondan geçirilir).

Sonuç

Sonuç olarak, hem şunt hem de seri gerilim düzenleyiciler, gerilim düzenleme görevini yerine getirir, ancak kontrollerinin devredeki yerleştirilişleri, farklı işleyiş mekanizmalarına neden olur. Bağlantı, akım yönetimi, düzenleme performansı ve uygulama senaryolarındaki farklılıkları, her birinin belirli kullanım durumları için uygun hale getirir, yukarıdaki analizde ayrıntılı olarak anlatılmıştır.