Jiyanên Nêrînên Linear, Nêrînên Switching û Nêrînên Series
1.Regulatorên Serbest vs. Regulatorên Switching
Regulatorê serbest dîsa wekheya voltageyê bikiyer ku piçey voltageyê werger. Li gor bilindayishê yên voltageyê input û output—ke diket bi nav dropout voltage—dibe ku impedanceyê endamê nîvendî (wese transistor) biguhezine.
Biraz bînin ku regulatorê serbest wek “bircarên kontrolê voltageyê” dike. Deger çi voltageyê input yek şitî be, ew tewrî “xebitandane” dikare ku “darke” vê ya ku ji sathê voltageyê output ve keve, ku hûn dikarin ku voltageyê output bêtîne. Voltageyê ke “darke” dibit, li dema herêmê wek har dikar hatî ye, ku hûn dikarin ku voltageyê output bêtîne.
Li gor rêzikê circuit, birresmî regulatorê serbest serbest li gor amplifierê error, sourceyê reference voltage, û pass transistor bikin da ku systemê feedback closed-loop form bike ku continuously monitor bikin û correct bikin voltageyê output li dema real.
Regulatoran serbest pirîn jî tiştên regulatoran ên three-terminal û LDO (Low Dropout) regulator. Ev parastîn wekî architectureyê cih û piçey voltageyê input û output (herêmî ≥2 V) dibe, ku hûn dikarin ku efficiency bêtîne, û li ser medium- û high-power applications yekşîn. Herêmî, LDO regulators li ser minimal dropout voltage optimize kirin (herêmî 0.1 V), ku hûn dikarin ku li ser scenarios yekşîn ku voltageyê input û output nêzîk in—wese di devices battery-powered de—li ser ku design thermal bêtîne.
Şekil 1 operating principles yekarî bikin da linear û switching regulators.
Herêmî, switching regulators, li gor timing conduction û turn-off power switches (e.g., MOSFETs) control bikin da duty cycle energy transfer adjust bikin. Voltageyê input li ser stable average output voltage convert bikin li ser energy storage û filtering by inductors û capacitors.
Xasî core wan wek “chopper-style” regulation: voltageyê input li ser high frequency chop bikin, û energy delivered to output controlled bikin li ser adjusting switch duty cycle. This approach achieves significantly higher efficiency compared to linear regulators.
Common topologies of switching regulators include Buck (step-down), Boost (step-up), û others, supporting wide input voltage ranges û making them well-suited for high-power applications or environments with significant input voltage fluctuations.
Şekil 2 provides a comparison between linear û switching regulators. You can select the appropriate type based on your specific needs: choose a linear regulator when low noise û circuit simplicity are priorities; opt for a switching regulator when high efficiency û high power delivery are required.
| Xasîyên | Regulator Lineer | Regulator Switching |
| Efîsînasyon | Bêd (herdemî çi têrîfê ya bedenê yekbû) | Berk (80%-95%) |
| Dema Derbarêya Xwarîna Dihistinê | Dihistan xwarîn dixwazî (xwarîn derbar dihîst direct) | Bêd (xwarîn bi herdemî switching loss indirect dixwazî) |
| Ciranda | Derbarê pêşî, tune ciranda ripela herdemî | Ciranda switching hate, optimizekirina filter dixwazî |
| Mînakên Serokkirinê | Berzaniya wekhevi, berzaniya pêşî (mîn, sensors) | Berzaniya mezin, vêjeyê ya derbar (mîn, power modules) |
2. Sêriya Regulatorên Daneyê
Regulatorê sêriya di navbera çavkaniyê û barê de yekşîn da, wek "parastîna daneyê yên serkeftin." Prinsîpa xebitandina wê li ser biguheztina nîvekirîna rizistorê varîabî hatine derbas bikin da ku bi rêjeya daneyê ya derbas û dengê ya derbas re were taybet kirin, ji bo piştguh kirina daneyê ya derbas bixweber ji vê biçûk.
Di teknolojiyê elektronîk modern de, IC-yan ên regulatoran sêriya wergerên aktîf—wesayî MOSFET-an an transistoran pîvajoyi (BJT)—bikar hene bi hevjarekî ku rizistoran varîabî yên gotorî werbigihin, ji bo gerandina performansa û guhertoya regulatorê.
Konfigurasyona sînora regulatorê sêriya duz û têkşîn e, ew şeriyê jî yên cih û çarê zanyarî:
● Transistorê Derbas: Li navbera pinên input û output ya regulatorê yekşîn da, wek ponteke ke çavkaniyê û barê ye. Di dema ku biguhezîn bike di daneyê ya input û dengê ya output de, îmara xeta bikişînin da ku gate voltage (ji bo MOSFET) an base current (ji bo BJT) ya wan transistorek kontrol bike.
● Çavkanî Daneyê: Wek parastîna bistîra ji bo îmara xeta, çavkanî daneyê rolê kritîkî hate ne. Îmara xeta bi vê çavkanî bista daneyê re bexweber bikişînin da ku gate an base ya transistorê derbas kontrol bike, ji bo destpêkirina daneyê ya derbas bixweber.
● Rizistoran Feedback: Ew rizistoran daneyê ya derbas bidevekirin da ku feedback voltage bike. Îmara xeta daneyê ya feedback (ji bo daneyê ya navendî di navbera rizistoran feedback de) bi çavkanî daneyê re berband bike da ku bixweber daneyê ya derbas kontrol bike. Dû rizistoran feedback li navbera VOUT û GND pinên yekşîn da, û daneyê ya navendî bi îmara xeta re bidevekirin.
● Îmara Xeta: Wek "dimaga malpera" ya regulatorê sêriya, îmara xeta daneyê ya feedback (ji bo daneyê ya navendî di navbera rizistoran feedback de) bi çavkanî daneyê re berband bike. Ji bo dema ku daneyê ya feedback ji çavkanî daneyê herî zêdetir be, îmara xeta drive strength-a ji bo MOSFET-a zêde bike, drain-source voltage-ya wê rakat bike û daneyê ya derbas zêde bike. Ji bo dema ku daneyê ya feedback ji çavkanî daneyê herî berder bike, îmara xeta drive strength-a ji bo MOSFET-a berbike, drain-source voltage-ya wê zêde bike û daneyê ya derbas berbike.
Di navbera vê nivîsê de, bizimîn li prinsîpan, funksyonan û konfigurasyonên sînora regulatoran daneyê yên jî yên pir dikin. Di navbera din de, bizimîn mekanîzmeya regulaçeyê dinamîk a regulatoran linear ve bibînin û ferqên di navbera regulatoran sê pin û LDO (Low Dropout) regulatoran re taybet bikin.
