Penjelasan Tiga Jenis Pengawal Voltan yang berbeza
Apabila voltan yang mantap dan boleh dipercayai diperlukan, pengawal selia voltan adalah komponen masuk. Mereka mengambil voltan masukan dan membuat voltan keluaran terkawal tanpa mengira voltan masukan pada tahap voltan tetap atau voltan boleh laras (dengan memilih komponen luaran yang betul).
Peraturan automatik tahap voltan output ini dikendalikan oleh pelbagai teknik umpan balik, sesetengahnya mudah seperti diod Zener manakala yang lain termasuk topologi maklum balas yang kompleks yang boleh meningkatkan prestasi, kebolehpercayaan, kecekapan, dan menambah ciri-ciri lain seperti meningkatkan voltan keluaran di atas voltan input pengatur voltan.
Jenis Pengawal Voltan
Terdapat beberapa jenis pengawal selia voltan yang berkisar dari sangat berpatutan hingga sangat cekap. Yang paling berpatutan dan sering jenis pengatur voltan yang paling mudah digunakan ialah pengatur voltan linear.
Pengawal selia linear datang dalam beberapa jenis, sangat padat, dan sering digunakan dalam voltan rendah, sistem kuasa rendah.
Pengawal selia penukar lebih berkesan daripada pengawal selia voltan linear, tetapi mereka lebih sukar untuk bekerja dan lebih mahal.
Pengawal Selaras Linear
Salah satu cara yang paling asas untuk mengawal voltan dan menyediakan voltan yang stabil untuk elektronik adalah dengan menggunakan pengatur voltan linear 3-pin piawai seperti LM7805, yang menyediakan output 5 volt 1 amp dengan voltan input sehingga 36 volt ( bergantung kepada model).
Pengawal selia linear berfungsi dengan melaraskan rintangan siri berkesan pengawal selia berdasarkan voltan maklum balas, pada asasnya menjadi litar pembahagi voltan. Ini membolehkan pengawal selia mengeluarkan voltan malar yang berkesan tanpa mengira beban semasa yang diletakkan di atasnya, sehingga kapasiti semasa.
Salah satu kelemahan besar kepada pengawal selia voltan linear ialah kejatuhan voltan minimum yang besar di seluruh pengatur voltan, iaitu 2.0 voltan pada pengatur voltan linear LM7805 standard. Ini bermakna untuk mendapatkan keluaran 5 voltan stabil, sekurang-kurangnya input 7 volt diperlukan. Penurunan voltan ini memainkan peranan yang besar dalam kuasa yang hilang oleh pengatur linear, yang akan menghilangkan sekurang-kurangnya 2 watt jika ia menyampaikan 1 amp beban (2 volt voltan jatuh 1 amp).
Pelesapan kuasa semakin buruk semakin besar perbezaan antara voltan input dan output. Jadi, sebagai contoh, manakala sumber 7 volt yang dikawal selia kepada 5 volt menyampaikan 1 amp akan menghilangkan 2 watt melalui pengatur linear, sumber 10 volt yang dikawal selia kepada 5 volt yang menyampaikan arus yang sama akan menghilangkan 5 watt, menjadikan pengatur hanya 50% cekap .
Menukar Pengawal
Pengawal selia linear adalah penyelesaian yang baik untuk kuasa rendah, aplikasi kos rendah di mana perbezaan voltan antara input dan output adalah rendah dan tidak banyak kuasa diperlukan. Bahagian bawah terbesar kepada pengawal selar linear adalah bahawa mereka sangat tidak cekap, di mana pengawal selia bertukar masuk.
Apabila kecekapan yang tinggi diperlukan atau pelbagai voltan input dijangka, termasuk voltan masukan di bawah voltan keluaran yang diingini, pengatur suis menjadi pilihan terbaik. Pengawal selia voltan beralih mempunyai kecekapan kuasa 85% atau lebih baik berbanding dengan kecekapan pengatur voltan linear yang sering di bawah 50%.
Menukar pengawal selia secara amnya memerlukan komponen tambahan ke atas pengawal selar linear, dan nilai komponen mempunyai lebih banyak kesan kepada prestasi keseluruhan pengawal selia beralih daripada pengawal selar linear.
Terdapat juga cabaran reka bentuk yang lebih banyak dalam menggunakan pengawal selia bertukar dengan berkesan tanpa menjejaskan prestasi atau tingkah laku sisa litar disebabkan oleh bunyi elektronik yang boleh dihasilkan pengawal selia.
Zener Diodes
Salah satu cara paling mudah untuk mengawal voltan ialah dengan diod Zener. Walaupun pengawal selia linear adalah komponen yang cukup asas dengan beberapa komponen tambahan yang diperlukan untuk bekerja dan kompleksnya reka bentuk yang sangat kecil, sebuah diode Zener boleh menyediakan peraturan voltan yang mencukupi dalam beberapa kes dengan hanya satu komponen.
Oleh kerana dioda Zener menghancurkan semua voltan tambahan di atas ambang voltan pecahannya ke tanah, ia boleh digunakan sebagai pengawal voltan yang sangat mudah dengan voltan keluaran yang ditarik di sebalik petunjuk diod zener.
Malangnya, Zeners selalunya sangat terhad dalam keupayaan mereka untuk mengendalikan kuasa yang mengehadkan di mana mereka boleh digunakan sebagai pengawal selia voltan kepada aplikasi kuasa yang sangat rendah sahaja. Apabila menggunakan Zener diodes dengan cara ini, adalah lebih baik untuk mengehadkan kuasa yang ada yang boleh mengalir melalui Zener dengan memilih resistor yang bersaiz strategik dengan strategik.