Шта су регулатори напона и како раде у електроници?
Регулатори напона узмите улазни напон и створите регулисани излазни напон без обзира на улазни напон било на фиксном нивоу напона или на подесивом нивоу напона. Овом аутоматском регулацијом нивоа излазног напона управљају различите технике повратне спреге. Неке од ових техника су једноставне као Зенер диода. Други укључују сложене топологије повратних информација које побољшавају перформансе, поузданост и ефикасност и додају друге карактеристике као што је повећање излазног напона изнад улазног напона регулатору напона.
Регулатори напона су уобичајена карактеристика многих кола како би се осигурало да се осетљивој електроници напаја константан, стабилан напон.
Како раде линеарни регулатори напона
Одржавање фиксног напона са непознатим и потенцијално бучним улазом захтева повратни сигнал да би се разјаснило која подешавања треба да се изврше. Линеарни регулатори користе а транзистор снаге као променљиви отпорник који се понаша као прва половина мреже разделника напона. Излаз разделника напона покреће транзистор снаге на одговарајући начин да одржава константан излазни напон.
Пошто се транзистор понаша као отпорник, троши енергију претварајући је у топлоту - често много топлоте. Пошто је укупна снага претворена у топлоту једнака паду напона између улазног напона и излазни напон пута струја која се испоручује, расипана снага често може бити веома висока, што захтева добро хладњаци.
Алтернативни облик линеарног регулатора је шант регулатор, као што је а Зенер диода. Уместо да делује као променљиви серијски отпор као што то чини типични линеарни регулатор, шант регулатор обезбеђује пут до земље за проток вишка напона (и струје). Овај тип регулатора је често мање ефикасан од типичног серијског линеарног регулатора. Практично је само када је потребно и испоручено мало енергије.
Како раде прекидачки регулатори напона
Прекидачки регулатор напона ради на другачијем принципу од линеарних регулатора напона. Уместо да делује као понор напона или струје да обезбеди константан излаз, прекидачки регулатор складишти енергије на дефинисаном нивоу и користи повратне информације како би осигурао да се ниво пуњења одржава са минималним напоном таласање. Ова техника омогућава да прекидачки регулатор буде ефикаснији од линеарног регулатора окретањем а транзистор у потпуности укључен (са минималним отпором) само када је потребно кола за складиштење енергије енергије. Овај приступ смањује укупну потрошњу енергије у систему на отпор транзистора током пребацивања прелази из проводног (веома низак отпор) у непроводни (веома велики отпор) и друге мале губитке кола.
Што се прекидачски регулатор брже пребацује, то му је мање потребно за складиштење енергије да би одржао жељени излазни напон, што значи да се мање компоненте могу користити. Међутим, цена бржег пребацивања је губитак у ефикасности јер се више времена троши на прелаз између проводног и непроводног стања. Више енергије се губи због отпорног грејања.
Још један нежељени ефекат бржег пребацивања је повећање електронске буке коју генерише прекидачки регулатор. Коришћењем различитих техника пребацивања, прекидачки регулатор може:
- Смањите улазни напон (помањшана топологија).
- Повећајте напон (топологија појачања).
- Обоје смањују или повећавају напон (буцк-боост) по потреби да би се одржао жељени излазни напон.
Ова флексибилност чини прекидачке регулаторе одличним избором за многе апликације на батерије јер прекидачки регулатор може појачати или појачати улазни напон из батерије као батерије пражњења.