Spanningsreguleerders neem 'n insetspanning en skep 'n gereguleerde uitsetspanning op óf 'n vaste óf verstelbare vlak. Hierdie outomatiese regulering van die uitsetspanningsvlak word verskillend deur verskeie tipes spanningreguleerders hanteer.
tipes spanningreguleerders
Die mees bekostigbare en dikwels die maklikste tipe spanningsreguleerders om te gebruik, is lineêre spanningsreguleerders. Lineêre reguleerders is kompak en word dikwels in lae-spanning, lae-krag stelsels gebruik. Skakelreguleerders is meer doeltreffend as lineêre spanningsreguleerders, maar is moeiliker om mee te werk en is duurder. Zener-diodes is goedkoop en maklik om te gebruik, maar is minder doeltreffend as lineêre reguleerders.
Lineêre reguleerders
Een van die mees basiese maniere om 'n stabiele spanning vir elektronika te verskaf, is om 'n standaard 3-pen lineêre spanningsreguleerder te gebruik, soos die LM7805, wat 'n 5-volt, 1-amp uitset met 'n insetspanning verskaf tot 36 volt (afhangende van die model).
Lineêre reguleerders werk deur die ekwivalente reeksweerstand (ESR) van die reguleerder aan te pas op grond van 'n terugvoerspanning, wat in wese 'n spanningverdelerkring word. Dit laat die reguleerder 'n konstante spanning afstuur ongeag die huidige las wat daarop geplaas word, tot sy huidige kapasiteit.
Een van die groot nadele van lineêre spanningsreguleerders is die groot minimum spanningsval, wat 2,0 volt is op die standaard LM7805 lineêre spanningsreguleerder. Dit beteken dat om die stabiele 5 volt-uitset te kry, ten minste 'n 7-volt-invoer vereis word. Hierdie spanningsval speel 'n groot rol in die drywing wat deur die lineêre reguleerder afgelei word, wat ten minste 2 watt moet verdryf as dit 'n 1-amp-lading lewer (2-volt-spanningsval maal 1 amp).
Die kragdissipasie word erger namate die verskil tussen die inset- en uitsetspanning groter word. Byvoorbeeld, terwyl 'n 7-volt-bron wat gereguleer is na 5 volt wat 1 amp lewer, 2 watt deur die lineêre reguleerder verdryf, dissipeer 'n 10-volt-bron wat gereguleer is na 5 volt wat dieselfde stroom lewer 5 watt, wat die reguleerder slegs 50% doeltreffend maak.
Skakelreguleerders
Lineêre reguleerders is wonderlike oplossings vir lae-krag, laekoste-toepassings waar die spanningsverskil tussen die inset en uitset laag is, en nie veel krag benodig word nie. Die grootste nadeel van lineêre reguleerders is dat dit ondoeltreffend is, en dit is waar omskakelende reguleerders ter sprake kom.
Wanneer hoë doeltreffendheid benodig word, of 'n wye reeks insetspanning verwag word, word 'n skakelreguleerder die beste opsie. Skakelspanningreguleerders het kragdoeltreffendheid van 85% of beter in vergelyking met lineêre spanningreguleerderdoeltreffendheid wat dikwels onder 50% is.
Omskakeling van reguleerders vereis gewoonlik ekstra komponente bo lineêre reguleerders. Die waardes van die komponente het meer 'n effek op die algehele werkverrigting van skakelende reguleerders as lineêre reguleerders. Daar is ook ontwerpuitdagings om skakelreguleerders doeltreffend te gebruik sonder om die werkverrigting van die stroombaan in te boet as gevolg van die elektroniese geraas wat die reguleerder genereer.
Zener Diodes
Een van die eenvoudigste maniere om spanning te reguleer, is met 'n Zener-diode. Terwyl lineêre reguleerders gewoonlik basies in ontwerp is, verskaf 'n Zener-diode voldoende spanningsregulering in 'n enkele komponent.
Aangesien Zener-diodes alle ekstra spanning bo sy deurbreekspanningsdrempel na grond skuif, kan dit as 'n eenvoudige spanningsreguleerder gebruik word met die uitsetspanning oor die leidings van die Zener-diode getrek.
Zeners het egter dikwels 'n beperkte vermoë om krag te hanteer, wat dit beperk tot slegs lae-krag toepassings. Wanneer Zener-diodes op hierdie manier gebruik word, is dit die beste om die beskikbare krag wat deur die Zener kan vloei te beperk deur strategies 'n resistor van die regte grootte te kies.
