Sự Khác Biệt Giữa Điều Chỉnh Điện Áp Song Song và Dãy Liên Kết

Các bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính chủ yếu được phân loại thành hai loại: bộ điều chỉnh điện áp song song và bộ điều chỉnh điện áp nối tiếp. Sự khác biệt chính giữa chúng nằm ở cách kết nối phần tử điều khiển: trong bộ điều chỉnh điện áp song song, phần tử điều khiển được kết nối song song với tải; ngược lại, trong bộ điều chỉnh điện áp nối tiếp, phần tử điều khiển được kết nối nối tiếp với tải. Hai loại mạch điều chỉnh điện áp này hoạt động dựa trên các nguyên tắc khác nhau và do đó có những ưu điểm và nhược điểm riêng, sẽ được thảo luận trong bài viết này.

Bộ điều chỉnh điện áp là gì?

Bộ điều chỉnh điện áp là thiết bị duy trì điện áp đầu ra ở một giá trị không đổi bất chấp sự thay đổi của dòng tải hoặc điện áp đầu vào. Đây là thành phần quan trọng trong các mạch điện và điện tử, vì nó đảm bảo rằng điện áp DC đầu ra vẫn nằm trong phạm vi quy định, không bị ảnh hưởng bởi sự dao động của điện áp đầu vào hoặc dòng tải.

Nói chung, điện áp cung cấp DC không được điều chỉnh được chuyển đổi thành điện áp đầu ra DC được điều chỉnh, nơi mà điện áp đầu ra không có sự biến thiên đáng kể. Cần lưu ý rằng phần tử điều khiển là thành phần cốt lõi của mạch, và vị trí của nó khác nhau giữa hai loại bộ điều chỉnh.

Định nghĩa của Bộ điều chỉnh điện áp song song

Hình dưới đây cho thấy bộ điều chỉnh điện áp song song:

Như có thể thấy từ hình trên, phần tử điều khiển được kết nối song song với tải—vì vậy tên gọi là "bộ điều chỉnh điện áp song song."

Trong cấu hình này, điện áp đầu vào không được điều chỉnh cung cấp dòng điện cho tải, trong khi một phần của dòng điện đi qua phần tử điều khiển (nằm trên nhánh song song với tải). Việc phân phối này giúp duy trì điện áp ổn định trên tải. Khi điện áp tải dao động, mạch lấy mẫu gửi tín hiệu phản hồi đến so sánh. So sánh sau đó so sánh tín hiệu phản hồi này với tín hiệu tham chiếu; sự khác biệt kết quả quyết định lượng dòng điện phải đi qua phần tử điều khiển để giữ cho điện áp tải không đổi.

Định nghĩa của Bộ điều chỉnh điện áp nối tiếp

Hình dưới đây đại diện cho bộ điều chỉnh điện áp nối tiếp:

Trong loại bộ điều chỉnh điện áp này, phần tử điều khiển được kết nối nối tiếp với tải, vì vậy tên gọi là "bộ điều chỉnh điện áp nối tiếp."

Trong bộ điều chỉnh điện áp nối tiếp, phần tử điều khiển chịu trách nhiệm điều chỉnh phần của điện áp đầu vào đến đầu ra, hoạt động như một thành phần điều chỉnh trung gian giữa điện áp đầu vào không được điều chỉnh và điện áp đầu ra. Tương tự như bộ điều chỉnh song song, một phần của tín hiệu đầu ra ở đây cũng được phản hồi về so sánh thông qua mạch lấy mẫu, nơi so sánh so sánh tín hiệu tham chiếu với tín hiệu phản hồi.

Sau đó, tín hiệu điều khiển được tạo ra dựa trên kết quả đầu ra của so sánh và truyền đến phần tử điều khiển, sau đó điều chỉnh điện áp tải theo đó.

Sự khác biệt chính giữa Bộ điều chỉnh điện áp song song và Bộ điều chỉnh điện áp nối tiếp

• Kết nối Phần tử Điều khiển: Sự khác biệt chính nằm ở cách đặt phần tử điều khiển: trong bộ điều chỉnh song song, nó được kết nối song song với tải; trong bộ điều chỉnh nối tiếp, nó được kết nối nối tiếp với tải.

• Đặc tính Dòng Điện: Trong bộ điều chỉnh song song, chỉ một phần nhỏ của tổng dòng điện đi qua phần tử điều khiển để duy trì điện áp DC đầu ra ổn định. Ngược lại, bộ điều chỉnh nối tiếp cho phép toàn bộ dòng tải đi qua phần tử điều khiển.

• Hiệu suất Điều Chỉnh: Bộ điều chỉnh điện áp nối tiếp cung cấp độ chính xác điều chỉnh tốt hơn so với bộ điều chỉnh điện áp song song.

• Cơ chế Bù Đảm: Để giữ cho điện áp tải ổn định, bộ điều chỉnh song song điều chỉnh dòng điện qua phần tử điều khiển. Trong khi đó, bộ điều chỉnh nối tiếp sửa đổi điện áp qua phần tử điều khiển để bù đắp cho sự biến đổi của điện áp đầu ra.

• Tính Hiệu Quả: Hiệu quả của bộ điều chỉnh song song phụ thuộc vào dòng tải, khiến chúng không phù hợp với các điều kiện tải thay đổi. Ngược lại, hiệu quả của bộ điều chỉnh nối tiếp phụ thuộc vào điện áp đầu ra.

• Độ Phức Tạp Thiết Kế: Bộ điều chỉnh điện áp song song đơn giản hơn để thiết kế so với bộ điều chỉnh điện áp nối tiếp.

• Phạm Vi Hoạt Động Điện Áp: Bộ điều chỉnh song song giới hạn ở các hoạt động điện áp cố định, trong khi bộ điều chỉnh nối tiếp phù hợp cho cả ứng dụng điện áp cố định và biến đổi.

• Đánh Giá Phần Tử Điều Chỉnh: Trong cấu hình song song, phần tử điều khiển là thành phần dòng điện thấp, điện áp cao (vì chỉ một phần của dòng tải được chuyển hướng qua nó). Trong cấu hình nối tiếp, phần tử điều khiển là thành phần dòng điện cao, điện áp thấp (vì toàn bộ dòng tải đi qua nó).

Kết luận

Tóm lại, cả bộ điều chỉnh điện áp song song và bộ điều chỉnh điện áp nối tiếp đều phục vụ mục đích chính là điều chỉnh điện áp, nhưng cách đặt phần tử điều khiển trong các mạch tương ứng của chúng dẫn đến cơ chế hoạt động riêng biệt. Những khác biệt về kết nối, xử lý dòng điện, hiệu suất điều chỉnh và kịch bản ứng dụng làm cho mỗi loại phù hợp cho các trường hợp sử dụng cụ thể, như đã được phân tích ở trên.