Voltaj regülatörü - Voltage regulator
Bir gerilim regülatörü otomatik olarak korumak üzere tasarlanmış bir sistemdir sabit voltaj seviyesi. Bir gerilim regülatörü basit kullanabilir ileri beslemeli bir tasarım ya da içerebilir negatif geri besleme . Bir kullanabilir elektromekanik mekanizma veya elektronik bileşenler . Tasarıma bağlı olarak, bir veya daha fazla düzenlenmesi için kullanılabilir AC veya DC gerilimi.
Elektronik voltaj regülatörleri bilgisayar gibi cihazlar bulunan güç kaynağı bu işlemci ve diğer elemanlar tarafından kullanılan DC voltajlarını stabilize eder. Otomobil olarak alternatör ve merkezi güç istasyonu jeneratör mekanizmalar, voltaj regülatörleri bitki çıkışını kontrol eder. Bir In elektrik güç dağıtım sisteminde, voltaj regülatörleri bir monte edilebilir trafo veya birlikte dağıtım hatları , tüm müşterilerin hattan çekilen ne kadar güç bağımsız sabit voltaj alacak şekilde yerleştirin.
içindekiler
- 1 Elektronik voltaj regülatörleri
- 2 Elektromekanik düzenleyiciler
- 3 Otomatik voltaj regülatörü
- 4 AC gerilim stabilize
- 5 DC gerilim stabilize
- 6 Aktif düzenleyiciler
- 7 , Örnek lineer düzenleyiciler
- 8 Regülatör özellikleri
- 9 Ayrıca bakınız
- 10 Kaynaklar
- 11 Ek okumalar
Elektronik voltaj regülatörleri
Basit bir voltaj / akım regülatörü ile seri bağlı bir rezistans yapılabilir diyot (veya diyot dizi). Nedeniyle diyot VI eğrilerinin logaritmik şekline, diyot boyunca gerilim nedeniyle girişi çekilen akımda bir değişiklik veya değişiklikler sadece biraz değiştirir. Kesin gerilim kontrolü ve verimlilik önemli değil, bu tasarım ince olabilir. Bir diyodun ileri voltaj küçük olduğu için, gerilim regülatörü bu tür düşük voltaj regüle çıkışı için uygundur. Yüksek voltaj çıkışı gerektiğinde, bir zener diyodu Zener diyotları veya seri kullanılabilir. Zener diyodu regülatörleri oldukça büyük olabilir Zener diyodu sabit ters voltaj, faydalanmak.
Geri Bildirim voltaj regülatörleri bir sabit referans voltajına gerçek çıkış gerilimini karşılaştırarak yapmaktadır. Herhangi bir farklılık yükseltilir ve akım hatasını azaltmak için böyle bir şekilde düzenleme elemanını kontrol etmek için kullanılır. Bu oluşturan negatif bir geri besleme kontrol döngüsü ; artan açık döngü kazancı düzenleme doğruluğunu artırmak ancak kararlılık azaltma eğilimi gösterir. (Stabilite adım değişiklikleri sırasında salınım veya zil, kaçınmasıdır.) De denge ve değişikliklere yanıt hızı arasında bir iniş-çıkış vardır olacaktır. Çıkış gerilimi (azaltarak veya arttırarak yük akımı belki de giriş voltajına) çok düşük ise, düzenleme elemanı, kumanda edilir bir noktaya kadar doğrusal dizi regülatörleri (giriş voltajının az bırakarak voltaj daha yüksek bir çıktı üretmek için ve Buck regülatörleri değiştirme ) ya da daha uzun bir süre (püskürtme tipi için giriş akımını çekmek için regülatörleri geçiş ); çıkış gerilimi çok yüksek ise, düzenleme elemanı, normal olarak daha düşük bir voltaj üretmek için komutu verilir. Ancak, birçok düzenleyiciler onlar tamamen güncel kaynak stop (veya bir şekilde akımı sınırlamak) çıkış akımı çok yüksek ise ve giriş gerilimi belirli bir dışındaysa bazı düzenleyiciler de kapanabilir, böylece, aşırı akım koruması aralığı (ayrıca bakınız: kazayağı devreleri ).
elektromekanik regülatörler
Elektromekanik düzenleyiciler olarak, voltaj regülasyonu kolayca bir elektromıknatıs yapmak için algılama tel sarma gerçekleştirilir. Manyetik alan akımı tarafından üretilen bir yay gerilimi ya da yer çekimi altında geri düzenlenen hareketli bir demir çekirdeğe çeker. Voltaj arttıkça, bobini tarafından üretilen manyetik alan güçlendirme ve alana doğru çekirdek çekme akımı yapar. Mıknatıs mıknatıs alanına hareket ettikçe açılır mekanik bir güç anahtarı, fiziksel olarak bağlı olduğu. Gerilimi azaldıkça, bu akım, serbest yay gerilimini veya iç kısmın ağırlığı ve geri çekmesini yapar. Bu şalteri kapatır ve güç bir kez daha akmasına izin verir.
Mekanik düzenleyici tasarımı küçük gerilim dalgalanmalarına hassas ise, manyetik çekirdeğin hareketi yavaş yavaş voltajı yukarı aşama ya da aşağı veya konumunu dönmesine karşı direnç ya da transformatör sargılarının bir aralığında bir selektör anahtarı hareket ettirmek için kullanılabilir bir hareketli sarmal AC regülatörü.
Erken otomobil jeneratörleri ve alternatör bir, iki ya da üç kullanılarak bir mekanik gerilim regülatörü vardı röleleri ve çeşitli rezistanslar fazla 6 veya 12 V, bağımsız olarak en az jeneratörünün çıkış stabilize etmek için , motor 'in devir ya da değişen yük aracın elektriksel sistemi. Esas olarak, röle (lar) kullanılan darbe genişlik modülasyonu üreteci (veya alternatör) ulaşan alan akımını kontrol eden, jeneratörün çıkışı regüle ve bu şekilde çıkış gerilimini geri jeneratörüne üretim ve bir şekilde çalıştırmak için çalışırken kontrol için motor. Doğrultucu diyot belirli bir röle gerekli değildir, böylece bir alternatör içinde bu fonksiyonu otomatik olarak yerine; Bu belirgin regülatör tasarımı basitleştirilmiş.
Daha modern tasarımlar artık kullanıma katı hal teknolojisi ( transistörler röleleri elektromekanik düzenleyiciler konser aynı işlevi gerçekleştirmek için).
Elektromekanik düzenleyiciler şebeke gerilimi stabilizasyonu için kullanılır - bakınız AC gerilim dengeleyiciler altındaki.
Otomatik voltaj regülatörü
Jeneratör, elektrik santralleri ya da hazır bekleyiş güç sistemlerinde kullanıldığı gibi, jeneratörler değişiklikler üzerindeki yük olarak gerilim stabilize etmek için, otomatik voltaj regülatörleri (AVR) sahip olacaktır. Jeneratörler için ilk otomatik voltaj regülatörleri elektromekanik sistemler, ama modern bir AVR katı hal cihazlarını kullanır. Bir AVR jeneratörün çıkış voltajını ölçer, bir geri besleme kontrol sistemi olup, bir ayar noktasına getirilerek bu çıkış karşılaştırır ve jeneratörün uyarma ayarlamak için kullanılan bir hata sinyali üretir. Jeneratör artar sarma alanında uyarma akımı olarak, terminal gerilimi artar. AVR güç elektronik cihazları kullanarak akımı kontrol edecek; genellikle jeneratör çıkışının küçük bir bölümü alan sargısı için mevcut sağlamak için kullanılır. Bir jeneratör, bir elektrik iletim ağı gibi diğer kaynaklardan paralel bir şekilde bağlandığı hallerde, uyarma değiştirme hakkında bir etki daha vardır reaktif güç çok bağlı güç sistemi ile ayarlanır terminal geriliminin hakkında daha jeneratör tarafından üretilen. Birden jeneratörler paralel bağlandığı durumlarda, AVR sistemi tüm jeneratörler aynı içinde çalışmalarını sağlamak üzere devreleri olacak güç faktörü . Şebekeye bağlı elektrik santrali jeneratörlerde AVR'ler ani yük kaybı veya hatalara rahatsızlıklarına karşı elektrikli ızgara dengelenmesine yardım etmek için ilave kontrol özelliklere sahip olabilir.
AC gerilim stabilizatörleri
Bobin-rotasyon AC gerilim regülatörü
Bu, sabit konumlu alan sargısı ve bir benzer sabit bobin ile paralel bir eksen üzerinde dönebilen bir ikinci alan sargısı prensibini kullanır 1920'lerde kullanılan regülatör eski tip variocoupler .
hareketli bobin, sabit bobin dik olarak yerleştirilmiş olduğunda, hareketli bobin üzerine etki eden manyetik kuvvetlerin birbirlerini dengeler ve voltaj çıkışı değişmez. bir yönde ya da arttırmak ya da ikincil hareket ettirilebilir bobinde gerilimi azaltacaktır merkez konumundan uzağa, diğer bobin döner.
Regülatörün Bu tür voltaj artış veya azalma sağlamak amacıyla hareketli bobin konumunu ilerletmek için bir servo kontrol mekanizması yoluyla otomatik hale getirilebilir. Bir frenleme mekanizması veya yüksek oran dişli hareket bobin üzerine etki eden kuvvetli manyetik güçlere karşı yerine dönen bobin tutmak için kullanılır.
elektromekanik
Adı Elektromekanik düzenleyiciler gerilim stabilize edici ya da kademe değiştiricileri de ac voltajı regüle etmek üzere kullanılmış olan güç dağıtım çizgileri. Bu regülatörler bir kullanarak çalışır servomekanizma bir uygun dokunun seçmek için ototransformatör birden musluklar ile ya da sürekli olarak değişken bir otomatik dönüşüm alanları üzerinde sileceği taşıyarak. Çıkış gerilimi kabul edilebilir bir aralık içinde değilse, servomekanizma olarak kabul edilebilir bir bölgeye ikincil voltaj hareket ettirmek için, transformatörün sarım oranının değiştirilmesi, dokunun geçer. Kontrolleri temin ölü bant denetleyicisi kabul edilebilir az miktarda değişir, sürekli ( "sallanma" denmektedir) gerilimi ayarlama kontrolörü önlenmesi, hareket olmaz olmasıdır.
PWM statik voltaj regülatörü
Bu tür ani ve EMI / RFI elektrik sesler gibi diğer güç kalitesi sorunlarını kontrol etmek de voltaj dalgalanması, sarkmaya, dalgalanma gerçek zamanlı kontrol sağlamak ve voltaj regülasyonu en son teknolojidir. Bu yüksek anahtarlama frekansında (PWM) AC gerilim ile modüle edilmiş bir IGBT regülatör motoru üreten darbe genişliği kullanır. Bu AC PWM dalga tam regüle edilmiş bir AC voltajı sağlamak için, bir Buck-Boost transformatör aracılığıyla ana gelen dalga bindirilir. bu teknolojiye düzenleme dolayısıyla hassas regüle güç ihtiyacı elektronik makineleri için uygun hale anlıktır.
Sabit gerilim transformatörü
Ferroresonant transformatör , ferroresonant regülatör ya da sabit bir gerilim transformatörü bir voltaj regülatörü olarak kullanılan transformatör doyurulması türüdür. Bu transformatörler bir kullanımı tank devresi , rezonans sarmal sargının yüksek seviyede-voltaj ve oluşan kapasitör değişen bir giriş akımı veya değişen yük ile hemen hemen sabit bir ortalama çıkış voltajı elde edilir. Devre diğer tarafta bir mıknatıs şantın bir tarafında bir birincil ve ayarlı devre bobin ve ikincil sahiptir. Düzenleme, ikincil çevresinde bölümünde manyetik doyma kaynaklanmaktadır.
ferroresonant yaklaşım ortalama giriş voltajında varyasyonları absorbe tank devresinin kare döngülü doyma özelliklerine güvenen bağlı olarak aktif bileşenler olarak eksikliği çekicidir. Doyurarak transformatörler AC güç kaynağını stabilize etmek için basit sağlam yöntem sağlar.
Ferroresonant transformatörleri Eski tasarımları yüksek bir çıkış vardı harmonik çarpık çıkış dalga yol açan içeriğin. Modern cihazlar mükemmel oluşturmak için kullanılan sinüs dalga . Ferroresonant eylemi olan akış sınırlayıcı yerine bir voltaj regülatörü, ancak sabit bir besleme frekansı ile bu giriş voltajı yaygın olarak değişir bile hemen hemen sabit bir ortalama çıkış voltaj sağlayabilir.
bunlar yüksek izolasyon ve içsel kısa devre koruma sağlayacak şekilde de Sabit Gerilim Transformatörler (CVTs) ya da demirli şekilde bilinmektedir ferroresonant transformatörler, aynı zamanda iyi bir akım regülatörleri bulunmaktadır.
Bir ferroresonant transformatör nominal voltajın% 40 ya da daha fazla ± giriş gerilimi aralığında çalışabilir.
Çıkış gücü faktörü 0.96 aralığında kalır veya tam yüke yarısından daha yüksek.
bir çıkış gerilimi dalga formu rejenere için, tipik olarak% 4'den daha az olan çıkış bozulma, çentik içeren bir giriş gerilimi bozulma, bağımsızdır.
Tam yükte verimlilik% 93% 89 aralığında, tipik olarak. Ancak, düşük yüklerde, verimlilik% 60 altına düşebilir. Akım sınırlayıcı özelliği de CVT yüksek orta ve bir uygulamada kullanılan bir engel olur ani akımın motorlar, transformatörler ve mıknatıs gibi. Bu durumda, CVT dolayısıyla düşük yüklerde ve düşük verimlilikle çalışacak şekilde zorlayarak, pik akımını karşılamak için boyutlandırılabilir zorundadır.
transformatörler ve kapasitörler çok güvenilir olabildiğince minimum bakım gereklidir. Bazı birimler birkaç kapasitörler cihazın performansı üzerinde hiçbir etki yaşamadan denetimler arasında başarısız olmasına izin vermek için gereksiz kapasitörler dahil ettik.
Çıkış voltaj besleme frekansında her% 1 değişiklik için yaklaşık% 1.2 arasında değişir. Örneğin, çok büyük jeneratör sıklığında 2Hz değişiklik gelen yükler için çok az bir etkiye sahiptir sadece% 4 bir çıkış gerilim değişikliği ile sonuçlanır.
Tüm doğal bileşenler dahil olmak üzere güç azalması için herhangi bir gereksinim olmadan,% 100 tek fazlı anahtar-modlu güç tedarik yükleme kabul eder.
Giriş akımı distorsiyon% 8'den az kalır THD % 100'den fazla akım THD ile doğrusal olmayan yükleri besleyen bile.
CVTs dezavantajları onların daha büyük boyutlu, sesli uğultu sesi ve doygunluk neden olduğu yüksek ısı üretimi bulunmaktadır.
Ticari kullanım
Voltaj regülatörleri ya da stabilizatörler, şebeke güç gerilimi dalgalanmaları telafi etmek için kullanılır. Büyük düzenleyiciler kalıcı dağıtım hatlarında yüklü olabilir. Küçük portatif düzenleyiciler hassas ekipman ve bir prize arasına takılı olabilir. Otomatik voltaj regülatörleri güç talebindeki dalgalanmaları dengelemek için vb ve petrol tankerleri üzerinde, acil güç kaynakları, gemilerde jeneratör setlerinde kullanılır. Büyük bir makine açıldığında Örneğin, güç talebi aniden çok daha yüksektir. Voltaj regülatörü yük değişikliği telafi eder. Ticari gerilim düzenleyici maddeler normal olarak, örneğin, bir voltaj aralığı üzerinde işlem 150-240 V veya 90-280 V servo stabilizatörler de üretilen ve Asya'da geniş ölçüde kullanılmaktadır. Servo Sabitleyici girişinden gerilim dalgalanmalarını yakalar ve doğru çıkış akımı regüle eden bir Buck \ Kuvvetlendirme transformatör yükseltici kullanarak en uygun gerilim kaynağı gerçekleştiren bir servo motor kontrollü sabitleme sistemidir. Bir AC senkron motor saat yönünde ya da saat yönünün tersine gerilimi ayarlar ve kontrol kartı, dimer, karşılaştırıcı, transistörler, MOKSL vb gibi bileşenler ile çıkış gerilimi yönetir https://www.servostabilizer.org.in/what-is-servo- sabitleyici /
Voltaj regülatörleri giriş voltajı dalgalı korumak amacıyla klimalar, buzdolapları, televizyonlar vs. gibi cihazlarda kullanılır. karşılaştığı önemli bir sorun voltaj regülatörleri de röleleri kullanılmasıdır. Röleler üründe arızalara neden kıvılcım oluşturmak.
DC gerilim stabilize
Bir çok basit bir doğru akım güç kaynağı seri veya paralel bağlanma düzenleyiciler kullanılarak voltajı regüle, ancak en kullanarak bir voltaj referansı uygulanır paralel regülatörü gibi a Zener diyotu , çığ göçme diyodunu veya voltaj regülatörü tüpü . Bu cihazların her biri, belirli bir gerilimde yürütmek başlayan ve davranış genellikle nispeten düşük bir değer ile, toprağa İdeal olmayan bir güç kaynağından aşırı akım yönlendirme ile bu belirtilen elektrik gerilimine terminal voltajını tutmak için gerekli olan, mevcut kadar direnç için fazla enerji dağılımı. Güç kaynağı sadece şönt düzenleyen cihazın güvenli işletim kapasitesi dahilinde geçerli bir maksimum miktarda sağlamak üzere tasarlanmıştır.
stabilizatör fazla güç sağlamak gerekir, şant regülatörü yalnızca çıkış gerilim stabilizeri olarak bilinen elektronik cihaz için standart gerilim referans sağlamak için kullanılır. Gerilim sabitleyici talep üzerine çok daha büyük akımları teslim edebilmek elektronik cihazdır.
Aktif regülatörler
Aktif regülatörleri gibi, bir transistor veya operasyon yükselticisinin gibi en az bir aktif (yükseltme) bileşen kullanılabilir. onlar (aslında) yüke uygun olmadığı aşırı akım dökümü çünkü Şant düzenleyiciler (her zaman değil) sıklıkla pasif ve basit, ama her zaman yetersizdir. daha fazla güç sağlanmalıdır zaman daha sofistike devreler kullanılmaktadır. Genel olarak, bu aktif düzenleyiciler çeşitli sınıflara ayrılabilir:
- Doğrusal serisi regülatörler
- düzenleyiciler Switching
- SCR regülatörler
Doğrusal regülatörler
Lineer regülatörler doğrusal bölgede çalışan cihazlardan dayanmaktadır (tersine, bir anahtar düzenleyici bir açma / kapama düğmesi olarak hareket etmek zorunda bir cihaz dayanmaktadır). Doğrusal regülatörler ayrıca iki tipte sınıflandırılır:
- serisi regülatörler
- şönt regülatörleri
Geçmişte, bir veya daha fazla vakum tüpleri yaygın değişken direnç olarak kullanılmıştır. Modern tasarımlar, bir ya da daha fazla kullanımı transistörler , belki de bir mesafede, bunun yerine , entegre devre . Lineer tasarımlar onların DC çıkışı içine az gürültü ile çok "temiz" çıktı avantajı var, fakat çoğu zaman çok daha az verimli ve-up adım veya anahtarlamalı kaynakları gibi giriş voltajını ters mümkün değildir. Tüm lineer regülatör çıkışı daha yüksek bir giriş yapılmalıdır. Giriş gerilimi istenen çıkış voltajını yaklaşırsa, regülatör "terk" olacaktır. Bu durumun cereyan ettiği giriş çıkış voltaj ayırıcı regülatörün bırakma gerilimi olarak da bilinir. Düşük bırakma regülatörleri (yerel durum yoğunluklarındaki) çok daha düşük olabilir, bir giriş voltajı (yani, geleneksel doğrusal regülatörleri daha az enerji boşa) izin verir.
Bütün lineer regülatör olarak mevcuttur entegre devreler . Bu yongalar, sabit ya da ayarlanabilir gerilim türlerine ya gelir. Bazı örnekler entegre devreler 723 genel amaçlı düzenleyici ve 78 XX / 79 XX serisi
düzenleyiciler Switching
Anahtarlama düzenleyiciler hızla açılıp bir dizi cihazı açın. Görev döngüsü anahtarının ne kadar ayarlar şarj yükü aktarılır. Bu bir lineer regülatör gibi benzer bir geri besleme mekanizması ile kontrol edilir. Dizi elemanı ya tamamen iletken, ya da kapalı olduğu için, hemen hemen hiç enerji yayar; Bu anahtarlama onun verimliliğini tasarım veren şeydir. Doğrusal tasarımı ile mümkün olmayan bir şey - Anahtarlama düzenleyiciler ya da karşıt polaritenin girişi daha yüksek çıkış voltajları üretmek mümkün bulunmaktadır. Anahtarlamalı düzenleyiciler olarak, geçiş transistor bir "kontrol anahtarı" olarak kullanılır ve kesme veya doymuş durumda, ya çalıştırılır. Bu nedenle geçiş cihaz üzerinde iletilen güç ayrı darbeleri yerine sabit bir akım akışı bulunmaktadır. Pas cihazı, düşük empedanslı anahtarı olarak kullanıldığı için daha fazla verimlilik elde edilir. Geçişli cihaz kesmedeki olduğunda, orada hiçbir geçerli ve hiçbir güç dağıtır. Pas cihazı doyma olduğunda Yine, ihmal edilebilir bir voltaj düşüşü genelinde görüntülenir ve böylece yük, maksimum akımı sağlayan ortalama gücünün sadece küçük bir kısmını yok eder. Her iki durumda da, geçiş cihazda boşa güç çok az ve neredeyse tüm güç yüküne iletilir olduğunu. Böylece bir anahtar-modlu güç kaynağının verimi oldukça yüksek olarak% 70-90 aralığında olduğunu.
Anahtarlamalı regülatörleri bir tekrar darbe dalga biçimi çıkışı voltage.The ortalama değeri ortalama değeri görev döngüsü orantılı gerilim değişiklikleri ortalama değeri zengindir waveform.If altındaki alan bağlıdır kontrol etmek için darbe genişliği modülasyonu kullanır.
Lineer düzenleyiciler gibi, neredeyse tam bir anahtarlama regülatörler de entegre devreler olarak mevcuttur. Lineer düzenleyiciler farklı olarak, bu, genellikle bir ihtiyaç indüktör Öğenin IC regülatörleri referans voltaj kaynağı, hata op-amp birleştiren bir enerji deposu olarak görev yapar, sınırlayıcı kısa devre akımı ve termik aşırı yük koruması transistor geçmektedir.
geçiş düzenleyici karşı doğrusal karşılaştırılması
düzenleyicilerin iki tür onların farklı avantajları vardır:
- Düşük çıkış gürültüsü (düşük olduğunda doğrusal düzenleyiciler en iyi RFI gürültü yayılan) gereklidir
- giriş ve çıkış bozuklukları hızlı tepki gerektiğinde Doğrusal regülatörler en iyisidir
- Düşük güç seviyelerinde, lineer düzenleyiciler daha ucuz ve daha az kalan, baskılı devre kartı alan
- Güç verimi (örneğin olduğu gibi, kritik olduğu geçiş düzenleyiciler en iyi taşınabilir bilgisayarlar ), ancak bu lineer düzenleyiciler gibi genellikle 6 V akü beslenen "uyku" moduna 5 V mikro-işlemci gibi (vakaların az sayıda daha verimlidir, eğer anahtar devresi ve bağlantı kapasitesi şarj akımının karmaşıklığı) anahtarlama regülatörü yüksek pasif akım anlamına gelmektedir
- sadece bir güç kaynağı, bir DC gerilim olduğunda geçiş düzenleyiciler gerekmektedir, ve daha yüksek bir çıkış gerilimi gereklidir.
- Birkaç watt üzerinde güç seviyelerinde, anahtarlama regülatörleri ucuzdur (örneğin, üretilen ısıyı gidermede maliyeti daha azdır)
SCR regülatörler
AC güç devrelerinden güç regülatörler kullanabilir silikon kontrollü redresörler dizisi cihazı gibi (SCR). Çıkış voltajı istenen değerin altında olduğunda, SCR AC şebeke gerilimi sıfır geçinceye kadar (yarım çevrimi sona eren) yük içine akmasına elektrik sağlayan, tetiklenir. SCR düzenleyiciler hem çok etkin ve çok basit olma avantajları vardır, ancak iletim devam eden bir yarım çevrimi sona erdirmek çünkü, hızla yük değiştirme yanıt çok hassas gerilim düzenleme yeteneğine sahip değildir. Bir seçenek cihaz direnci üzerinde düşük olduğu gibi seri ve paralel tasarımları gürültülü, ancak güçlü bir tetikleyici olarak regülatör çıkışı kullanan SCR şönt düzenleyicisidir.
Kombinasyon veya hibrid regülatörleri
Birçok güç kaynakları seri olarak birden fazla düzenleyen yöntemini kullanın. Örneğin, bir anahtarlama regülatörden çıkışı, bir lineer regülatör ile kontrol edilebilir. Sviçleme regülatör giriş gerilimlerinin geniş bir yelpazede kabul ve etkin bir biçimde (biraz gürültülü) nihai olarak istenen çıkış biraz üzerinde voltaj oluşturur. Bu tam olarak arzu edilen voltaj oluşturur ve neredeyse tüm ortadan kaldıran bir lineer regülatör tarafından takip edilir gürültü anahtarlama regülatörünün. Diğer tasarımlar regülatör başka tür ve ardından "ön düzenleyici" olarak SCR regülatörü kullanabilir. Değişken gerilim yaratma etkili bir yöntem, doğru bir çıkış güç kaynağı ayarlanabilir bir doğrusal sonrası regülatör ile bir çok-uçlu transformatör birleştirmektir.
Örnek doğrusal düzenleyiciler
transistör regülatör
En basit durumda bir ortak toplayıcı da emitör takipçisi olarak bilinen amplifikatör voltaj referansı doğrudan bağlı düzenleyici transistörünün baz ile kullanılır:
Basit bir transistör regülatörü, nispeten sabit bir çıkış voltajı sağlayacak U üzerinden güç kaynağının gerilimindeki değişiklikler, U içinde ve yük değişiklikleri R L , şu şartla ki , U de aşıyor U üzerinden yeterli bir marj ile, ve transistörün güç kapasitesi aşılmamasını.
Stabilize çıkış voltajı eşit Zener diyodu gerilim eksi transistörün baz emiter voltajı, U Z - u BE burada, u , BE genellikle yaklaşık 0.7 V silikon transistörü için, yük akımına bağlı olarak. Çıkış voltajı örneğin yük tarafından çekilen akımda bir artışı olarak, herhangi bir dış nedenle düşerse, transistörün baz emiter voltajı ((KVL gözlemlemek kollektör-yayıcı geriliminde bir azalmaya neden) u , BE dönüm) artar daha fazla ve teslim daha güncel üzerindeki transistör tekrar yük voltajını arttırmak.
R, v , bir sağlar önyargı Zener diyot ve transistör hem de akım. Yük akımı maksimum olduğunda diyot akım minimumdur. Devre tasarımcısı arasında tolere edilebilir bir minimum gerilim seçmelidir R v göz önünde bulundurarak, gerekli giriş gerilimi yüksek, bu gerilimi gereksinimi olan daha yüksek olduğu , U olarak düzenleyici etkinliği daha düşük dolayısıyla, vb. Diğer yandan, düşük değerler R v kurşun diyot ve aşağı düzenleyici özelliklerine daha fazla güç tüketimi için.
R, v ile elde edilir:
burada V R min arasında muhafaza edilecek olan minimum gerilim R, v
I dk D Zener diyodu vasıtasıyla muhafaza edilecek olan minimum akım
I L max azami tasarım yükü akım
h FE (transistörün ileri akım kazancı bir Cı / I B ).
işlevsel bir amplifikatör regülatör
Çıkış geriliminin önemli ölçüde kullanılarak artırılabilir operasyon amplifikatörü :
Bunu evirmeyen girişine gerilim evirmeyen girişindeki voltaj referans çıkışının altına düştüğünde, bu durumda, işlem amplifikatörü daha fazla akım ile transistor tahrik eder. Kullanma gerilim bölücü (R1, R2 ve R3), U arasında istenen çıkış voltajının seçim sağlar z ve U de .
regülatör şartname
çıkış gerilimi için belirlenen sınırlar dahilinde sabit tutulabilir. yönetmelik iki ölçümleriyle belirtilir:
- Yük düzenleme (örneğin, "tipik olarak bazı belirli sıcaklık ve giriş voltajı 15 mV 5 mA ile 1.4 A arasında yük akımları için en fazla 100 mV") yük akımındaki belirli bir değişiklik için çıkış gerilimindeki değişikliktir.
- Hat düzenleme ya da giriş ayarı derecesi olan girişle çıkış gerilimi değişir (besleme) bir gerilim değişiklikleri - (örneğin, "tipik olarak 13 mV / V") giriş değişime çıktı bir oranda ya da tüm fazla çıkış gerilim değişikliği olarak giriş voltaj aralığı (örneğin, "artı veya eksi giriş için% 2 gerilimleri V 90 ile 260 V, 50-60 Hz").
Diğer önemli parametreler şunlardır:
- Sıcaklık katsayısı çıkış voltajının sıcaklık ile değişim (belki de, belirli bir sıcaklık aralığında ortalama) 'dir.
- Başlangıç doğruluğu , bir voltaj regülatörü (veya basitçe "gerilim hassasiyeti") olarak ısı derecesindeki alınarak veya çıkış doğruluğunu etkileyen yaşlanma olmayan sabit bir regülatör için çıkış gerilimi hata yansıtır.
- Bırakma voltaj regülatörü, yine de belirtilen akımı temin edebilir olan giriş voltajı ve çıkış gerilimi arasında en az bir farktır. Voltaj regülatörü artık düzenleme koruyacaktır hangi giriş-çıkış diferansiyel bırakma gerilimidir. Giriş voltajında daha da azaltılması azaltılmış çıkış geriliminin neden olur. Bu değer, yük akımı ile bağlantı sıcaklığına bağlıdır.
- Ani akım ya da akım veya açma dalga giriş dalga ilk açıldığında, bir elektrikli cihaz tarafından çekilen maksimum anlık giriş akımıdır. Ani akım genellikle yarım saniye, ya da birkaç milisaniye sürer, ancak genellikle hiçbir ani akım koruma yoktur, özellikle aşağılamak ve (aylar veya yıllar içinde) yavaş yavaş bileşenleri yakabilir çünkü tehlikeli yapar, çok yüksek. İlk olarak enerji ya da açıldığında, otomatik gerilim akım transformatörleri veya elektrik motorları Alternatif giren dalga formunun birkaç tur çekmek ve çıkış birkaç kez normal tam yük akımı olabilir. Güç dönüştürücüler de sık sık giriş kapasitansı şarj akımı nedeniyle kararlı durum akımları çok daha yüksek giriş akımları var.
- Mutlak maksimum değerler vb, belirli bir sıcaklıkta, en (bazen sınırlanmıştır) olarak kullanılabilir sürekli ve pik çıkış akımları maksimum giriş voltajı maksimum güç dağılımı belirterek, regülatör bileşenleri için tanımlandığı gibidir
- Çıkış gürültü (termik beyaz gürültü ) ve çıkış dinamik empedans çıkışı ise, frekansa karşı grafik olarak belirtilebilir dalgalanma gürültü (şebeke "Hum" veya anahtar-modlu "karma" gürültü) tepe-tepe-veya olarak verilebilir RMS gerilimleri, veya spektrumların açısından.
- Pasif akım yüksüz bağlıdır ve verimsizliği dolayısıyla kaynak sırasında bir regülatör devresi normal olarak giriş akımı olarak ölçülen yük için dahili, mevcut değildir çekilen akım (bazı lineer düzenleyiciler çok düşük akım yüklerde, şaşırtıcı bir şekilde, daha verimlidir bu nedenle anahtar tarzı tasarımlar) daha.
- Geçici yanıt bir (denilen yük akımının (ani) değişim bir regülatör reaksiyonudur yük geçici ) ya da giriş voltajı (denilen hat geçici ) meydana gelir. Bazı düzenleyiciler salınır veya bazı durumlarda istenmeyen sonuçlara yol açabilecek yavaş tepki süresine sahip olan eğiliminde olacaktır. O kararlı durum tanımıdır olarak bu değer, yönetmelik parametreleri farklıdır. Geçici yanıt değişikliği ile ilgili regülatör davranışını göstermektedir. Bu veriler, genelde bir regülatör teknik belgelerde verilen ve aynı zamanda çıkış kapasitansının bağlıdır edilir.
- Ayna görüntülü ekleme koruma bir düzenleyici bir voltaj regülatör maksimum giriş geriliminden daha genellikle daha yüksek çıkış pimi uygulandığı zaman, giriş terminali düşük bir gerilimde, voltajsızdır- iken kullanım için tasarlanmış veya topraklanmış olduğu anlamına gelir . Bazı düzenleyiciler sürekli bu durumu dayanabilir. Diğerleri sadece (genellikle veri sayfası belirtilen) bir süre örneğin 60 saniye için yönetmek olabilir. Üç terminal düzenleyici yanlış düzensiz DC girişine ve yüke bağlı girişine bağlı çıkış terminali ile, bir PCB monte edildiğinde Örneğin, bu durum meydana gelebilir. Bir regülasyon devresi şarj devreleri pil kullanıldığında ayna görüntüsü ekleme koruması da önemlidir, dış güç kesildiğinde ya da açık değildir ve çıkış terminali Pil gerilimde kalarak zaman.
Ayrıca bakınız
- Şarj kontrol cihazı
- Sabit akım regülatörü
- DC-DC dönüştürücü
- LM serisi entegre devreler Listesi
- Üçüncü fırça dinamo
- Voltaj regülatörü modülü
Referanslar
daha fazla okuma
|Vikipedi ile ilgili çoklu ortam olan Voltaj regülatörü entegre devreler .|
- Lineer & Switching Voltaj Regülatörü El Kitabı ; Semiconductor AÇIK; 118 sayfa; 2002; HB206 / D. (Serbest PDF indir)