Објашњење три различите врсте регулатора напона
Када је потребан сталан, поуздан напон , регулатори напона су компонента која се помера. Узимају улазни напон и стварају регулирани излазни напон без обзира на улазни напон или на фиксном нивоу напона или подесивом нивоу напона (одабиром праве спољашње компоненте).
Ова аутоматска регулација нивоа излазног напона обрађује се различитим техникама повратне спреге, неке једноставне као Зенерове диоде, док друге укључују сложене тополошке повратне информације које могу побољшати перформансе, поузданост, ефикасност и додати друге функције попут повећања излазног напона изнад улазног напона на регулатор напона.
Врсте регулатора напона
Постоји низ типова регулатора напона који се крећу од врло приступачне до веома ефикасне. Најјефтинији и често најлакши тип регулатора напона који се користи су линеарни регулатори напона.
Линеарни регулатори долазе у неколико типова, врло су компактни и често се користе у нисконапонским системима ниске снаге.
Пребацивање регулатора су много ефикасније од регулатора напона, али су теже радити и скупље.
Линеарни регулатори
Један од најнапреднијих начина регулисања напона и обезбеђивање стабилног напона за електронику јесте коришћење стандардног 3-пински линеарног регулатора напона као што је ЛМ7805, који даје излаз 5 ампера 1 ампер са улазним напоном до 36 волта ( у зависности од модела).
Линеарни регулатори раде тако што подешавају ефикасну серијску отпорност регулатора на основу напона повратне спреге, у суштини постају круг разводника напона. Ово омогућава регулатору излазни ефективни константни напон без обзира на то колико је тренутна оптерећења на њој, до тренутног капацитета.
Једна од великих недостатака линеарним регулаторима напона је велики минимални пад напона преко регулатора напона, што је 2,0 волти на стандардном регулатору напона ЛМ7805. То значи да је за добијање стабилног излаза 5 волти потребно најмање 7 волт инпута. Овај пад напона игра велику улогу у снагу која се распрши помоћу линеарног регулатора, што би морало да дисипира најмање 2 вати ако је испоручило оптерећење од 1 амп (напон падњења 2 волта 1 амп).
Дисипација снаге погоршава већу разлику између улазног и излазног напона. Тако, на примјер, док би 7 волтни извор регулисан на 5 волти, који испоручује 1 ампер, распршити 2 вати преко линеарног регулатора, извор од 10 волти регулисан на 5 волти који испоручује исту струју би дисипирали 5 вата, чинећи регулатор само 50% ефикасним .
Прекидачи регулатора
Линеарни регулатори су одлична решења за ниску потрошњу, ниске трошкове где је разлика напона између улаза и излаза ниска и није потребна велика снага. Највећа доле на линијским регулаторима је то што су веома неефикасни, у којима се укључују регулатори преласка.
Када је потребна велика ефикасност или се очекује широк опсег улазног напона, укључујући улазне напоне испод жељеног излазног напона, регулатор преласка постаје најбоља опција. Регулатори преклопног напона имају ефикасност снаге 85% или боље у односу на ефикасност регулатора линеарног напона који су често испод 50%.
Пребацивање регулатора углавном захтијева додатне компоненте преко линеарних регулатора, а вриједности компоненти имају много више утјецаја на укупне перформансе регулатора преласка од линеарних регулатора.
Постоје и више изазова у дизајну како би ефикасно коришћени регулатори прекидања без угрожавања перформанси или понашања остатка кола због електронске буке коју регулатор може генерирати.
Зенер Диодес
Један од најједноставнијих начина за регулацију напона је Зенерова диода. Док је линеарни регулатор прилично основна компонента са неколико додатних компоненти потребних за рад и врло мало сложености дизајна, Зенерова диода може у неким случајевима обезбедити адекватну регулацију напона са само једном компонентом.
Пошто Зенерова диода скида све додатни напон изнад прага напона напона на земљу, може се користити као врло једноставан регулатор напона са излазним напоном повученим преко проводника зенер диоде.
Нажалост, Зенери су често веома ограничени у својој способности за руковање снагом који ограничава гдје се могу користити као напонски регулатори само за апликације са ниском снагом. Када користите Зенерове диоде на овај начин, најбоље је ограничити расположиву снагу која може проћи кроз Зенер стратешким одабиром отпорника са одговарајућим величинама.