Mismunir á millum línulegar stjórnendur sveiflunarstjórnendum og röðunargestjórnendum

1. Línuleg stjórningarvélir gegn skiptingastjórningarvelum

Línuleg stjórningarvél þarf að hafa inntaksspannet sem er hærri en úttaksspannet. Hún fer með mismuninn á inntaks- og úttaksspanninu—það sem kallast dreifispannet—með því að breyta viðmótshlutverki síns innri reglunaratriðs (eins og tránzísti).

Þinkja má um línulega stjórningarvél sem nákvæma „spansstýringarefni“. Þegar hún kemur í veg fyrir of mikil inntaksspann, gerist hún aförum með því að „skera af“ hlutinn sem fer yfir öskruðu úttaksspannet, til að tryggja að úttaksspannet verði stöðugt. Of mikið spann sem er „skorið af“ dreifast síðan sem hita, með því að halda stöðugt úttak.

Með tilliti til rásar skipulag, notar venjuleg röðarlínuleg stjórningarvél villuvél, spangvísamál og passa tránzíst til að formannlega lokahenda bakhleðsluskipulag, sem óhléðilega vaktar og réttir úttaksspannet í rauntíma.

Línulegar stjórningarvelar eru áður en áður þrívíddarstjórningarvelar og LDO (Low Dropout) stjórningarvelar. Fyrirgangurinn notar venjulegt skipulag sem krefst að minnsta kosti stórs mismuns á inntaksspann og úttaksspann (venjulega ≥2 V), sem gerir hann laussælis, og er hægt að nota fyrir mið- til háorða tækjaverkefni. Á móti því eru LDO stjórningarvelar optímalar fyrir lág dreifispann (sem lágir sem 0.1 V), sem gera þær besta val fyrir tilfelli þegar inntaksspann og úttaksspann eru næstum jafnt—svo sem í akubátaraðraðu tækjum—en þarf að vera varkár við hitaformun.

Mynd 1 sýnir virkni línulegra og skiptingastjórningarvela.

Skiptingastjórningarvelar, á hina hliðina, stýra gefingu og slökun orku skiptinga (t.d. MOSFET) til að stilla dýrka orkuflutnings. Inntaksspannet er svo brottfært í stöðugt meðals úttaksspann með orku geymslu og síaframsendur af spöngum og kapasítum.

Ker eiginleiki þeirra er „kljúfa stýring“: inntaksspannet er kljúfat við hár tímaplöt, og orka sem er send úttaki er stýrð með því að stilla skiptingadýrku. Þessi aðferð ná í mikið hærri laussælis samanburði við línulegar stjórningarvelar.

Venjuleg skipulag skiptingastjórningarvela eru Buck (níður), Boost (upp), og aðrir, sem styðja víða inntaksspannsvið og eru góð fyrir háorða tækjaverkefni eða umhverfi með mikilbreytileg inntaksspann.

Mynd 2 veitir samanburð á línulegru og skiptingastjórningarvelum. Þú getur valið viðeigandi tegund eftir ákveðnum þörfum: veldu línulega stjórningarvél þegar lækkar hljóð og einfald rás eru fyrirrangar; veldu skiptingastjórningarvél þegar hár laussælis og hár orkaflutningur eru nauðsynlegir.

2. Röðunarspennureglar

Röðunarspennuregla er staðsett á milli raforkunnar og hleðslunnar, sem virkar eins og nákvæm "vaktmenni fyrir spennureglun." Aðferð hennar byggir á því að bæta eða minnka viðeigandi motstand í samspil við breytingar á inntaksspennu eða úttaksströmu, þannig að halda úttaksspennu stöðug á ákveðnu, fyrirreiknaðri gildi.

Í nútíma rafmyndartekni notast röðunarspennureglur IC af aktívum hlutum—líkt og MOSFET eða tvíbindipunktatransistor (BJT)—til að skilfaraðlega skipta út hefðbundnum viðeigandi motstöðum, sem markísa aukar prestun og traust sem reglurnar sýna.

Skipulag röðunarspennureglu er nákvæmt og vel skipað, meðal annars með eftirtöld fjögur kerefnislegar atriði:

● Úttakstransistor: Tengdur í röð á milli inntaks- og úttakspins reglunnar, hann virkar eins og brú á milli uppruna raforkunnar og niðurlendingshleðslunnar. Þegar fluktuationar eru á inntaksspennu eða úttakssströmu, stýrir merki fra viltreglari nákvæmlega grindaspennu (fyrir MOSFET) eða grunnstraum (fyrir BJT) þess transistors.

● Upprunaspennuskrár: Sem staðbundið miðmark fyrir villureglara, spilar upprunaspennuskrár mikilvægar hlutverk. Villureglarinn byggir á þessari fastri tilgangspunkti til að nákvæmlega stjórna grind eða grund transistors, þannig að tryggja stöðugan úttaksspennu.

● Baksendingarmotstöður: Þessar motstöður deila úttaksspennu til að búa til baksendingarspennu. Villureglarinn sameinar þessa baksendingarspennu við upprunaspennu til að ná nákvæmri úttaksgreiningu. Tvær baksendingarmotstöður eru tengdar í röð á milli VOUT og GND pins, og spenna í miðpunkt þeirra er gefin inn í villureglaran.

● Villureglarar: Sem "intelligent hjarni" röðunarspennureglunnar, villureglararinn metur nákvæmlega baksendingarspennu (sem er spenna í miðpunkti baksendingarmotstöðunnar) við upprunaspennu. Ef baksendingarspennan fer undir upprunaspennu, aukar villureglarinn styrkleika til MOSFET, lágmarkar spennu á milli dreins og kjarns og þar með hækka úttaksspennu. Eftir móti, ef baksendingarspennan fer yfir upprunaspennu, minnkar villureglarinn styrkleika til MOSFET, hækka spennu á milli dreins og kjarns og lækkar úttaksspennu.

Í þessu greinum höfum við skoðað nánar hvernig röðunarspennureglur vinna, hvaða hlutverk þær taka á sig og hvernig rafrásaruppskýringar þeirra eru. Næst skulum við skýra hvernig línulegar reglur vinna og skilgreina muninn á þriggjalpins reglum og LDO (Low Dropout) reglum.