Feszültségszabályozók

Villamos áramkörökben néha szükségünk van egystabil feszültség egy adott terhelésen keresztül. A terhelésen keresztüli feszültség nem változhat a bemeneti feszültség változása vagy a terhelés miatt. Ilyen alkalmazásokhoz a szükséges feszültségszabályozó. Manapság a feszültségszabályozók csúnya, és a különböző feszültségszabályozók típusát vizsgáljuk.
Ha megbízható feszültségforrás szükséges, feszültségszabályozót használunk. Nagyon egyszerű előremutató kialakítással rendelkezik, és negatív visszacsatolási hurkot használ. További információkért tekintse meg az alábbi ábrát:

A szabályozatlan feszültség belép a vezérlőbe. A kimenet egy részét a mintavevő áramkörbe tápláljuk, amely viszont a komparátor áramkörhöz vezet. A feszültségszintet összehasonlítjuk a referenciafeszültséggel. Megfelelő korrekciókat végeznek, és visszaküldik a vezérlőnek. Ily módon a feszültség szabályozva van.

Különböző típusú feszültségszabályozók

Többnyire kettő van feszültségszabályozók típusai:

Lineáris feszültségszabályozók
Kapcsolási feszültségszabályozók

Lineáris feszültségszabályozók

A lineáris feszültségszabályozók feszültségként működnekosztó. Az ohmikus régióban használja a FET-t. A lineáris feszültségszabályozó ellenállása a terheléssel változik és állandó feszültséget ad. Az alábbiakban az LM7805 képe látható, amely az egyik legnépszerűbb lineáris feszültségszabályozó. Ezek alacsony költségű, alacsony energiafelhasználású alkalmazásokra épülnek.
Van két lineáris feszültségszabályozók típusai:

Sorozat feszültségszabályozó
Shunt feszültségszabályozó

Sorozat feszültségszabályozó

Egyszerű sorozat feszültségszabályozó olyan változó elemet tartalmaz, mint egy tranzisztor, amelynek ellenállása változó bemeneti feszültségen változik, így a kimeneti feszültség állandó és állandó marad.

Shunt feszültségszabályozó

Ez hasonló a soros feszültségszabályozóhoz, de az áramkörben párhuzamosan vagy shunt-kapcsolaton keresztül kapcsolódik. Az összes túlfeszültség a földre kerül. Shunt feszültségszabályozók főleg precíziós áramkorlátozók, feszültségellenőrzés, hibaerősítők stb.

Összefoglalva, itt vannak a a lineáris feszültségszabályozók előnyei és hátrányai

A lineáris feszültségszabályozók előnyei

Olcsó
Alacsonyabb elektromágneses interferencia és zaj, mint a kapcsolási feszültségszabályozók.
Állandó kimeneti feszültséget biztosít kis teljesítményű alkalmazásokhoz

A lineáris feszültségszabályozók hátrányai

Nagyon nem hatékony
További hőelnyelőre van szükség a keletkező hőmennyiség miatt
Nem érhető el a bemenetnél magasabb kimenet.

Feszültségszabályozók kapcsolása

Kapcsolási feszültségszabályozók szabályozott kapcsolóval szabályozza a feszültségetinnen ered a neve. Ezeket akkor használják, ha nagy a különbség a bemeneti és kimeneti feszültség között. Ezek hatékonyabbak, de az áramkörben sokkal bonyolultabbak.

A kapcsolási szabályozók gyorsan be- és kikapcsolnak, hogy megváltoztassák a kimenetet a követelménynek megfelelően. A kívánt feszültségszinttől függően tranzisztorokat használnak, amelyek be- és kikapcsolnak.
A kapcsolási szabályozók különböző módon használhatók:

Növeli (fokozatosan)
Ez a bemeneti feszültség növelésével magasabb szabályozott kimeneti feszültség előállítására szolgál.

A fenti képen egy 5V-os bemenet 12V-os kimenetre van növelve.

Bucking (lépj le)
Ez a bemeneti feszültségnél alacsonyabb szabályozott kimeneti feszültség előállítására szolgál.

A fenti képen egy 8-40V-os lépést tettünk 5V-os kimenetre.

Támogatás / Bucking (Inverter)
Ebben a konfigurációban mind a felgyorsul, mind aa szabályozott kimeneti feszültség leállítása lehetséges. Ezt akkor használják, ha van szükség a kimeneti feszültség növelésére vagy csökkentésére. A kimeneti feszültség megfordítása szintén lehetséges.
A kapcsolási szabályozók akkor használatosak, ahol az energiahatékonyság nagy aggodalomra ad okot, és amikor nagyobb vagy alacsonyabb kimeneti feszültségre van szükség.

A kapcsoló feszültségszabályozók előnyei

Nagyobb teljesítményátalakítási hatékonysággal rendelkezik, mint a lineáris feszültségszabályozók
Ne igényeljen hűtőbordákat
Használható, ha hatalmas különbség van a bemeneti és kimeneti feszültség között.