Litar pengatur voltan

Voltage Regulator, seperti namanya, adalah litar yang digunakan untuk mengatur voltan. Voltan terkawal adalah bekalan voltan yang lancar, bebas dari sebarang kebisingan atau gangguan. Keluaran dari pengatur voltan tidak bergantung pada arus beban, suhu dan variasi saluran AC. Pengatur voltan terdapat di hampir setiap peralatan elektronik atau peralatan rumah seperti TV, Peti Sejuk, komputer dan lain-lain, untuk menstabilkan voltan bekalan.

Pada dasarnya, pengatur voltan meminimumkan variasi voltan untuk melindungi peranti. Dalam sistem pengedaran elektrik, pengatur voltan berada di saluran pengumpan atau di pencawang. Terdapat dua jenis pengatur yang digunakan dalam baris ini, satu adalah pengatur langkah, di mana suis mengatur bekalan semasa. Yang lain adalah pengatur aruhan, yang merupakan mesin elektrik bergantian yang serupa dengan motor aruhan membekalkan tenaga sebagai sumber sekunder. Ia meminimumkan variasi voltan dan memberikan output yang stabil.

Terdapat pelbagai jenis pengatur voltan yang dijelaskan di bawah.

Jenis Litar Pengatur Voltan

Litar Pengatur Voltan Linear

• Pengatur Voltan Siri
• Pengatur Voltan Shunt

Litar Pengatur Voltan Zener

Litar Pengatur Tegangan Beralih

• Jenis Buck
• Jenis peningkatan
• Jenis Buck / Boost

Litar Pengatur Voltan Linear

Ini adalah pengatur yang paling biasa digunakan dalam elektronik untuk mengekalkan voltan output yang stabil. Pengatur voltan linear bertindak seperti litar pembahagi voltan, dalam rintangan pengatur ini berbeza-beza sehubungan dengan perubahan beban dan memberikan voltan keluaran yang tetap. Beberapa kelebihan dan kekurangan pengatur voltan linier diberikan di bawah:

Kelebihan

• Voltan riak output rendah
• Respons pantas
• Kurang bising

Kekurangan

• Kecekapan rendah
• Ruang besar diperlukan
• Voltan output akan selalu kurang daripada voltan input

1. Pengatur Voltan Siri

Voltan tidak terkawal berkadar terus dengan penurunan voltan merintangi rintangan yang dihubungkan secara bersiri dan penurunan voltan ini bergantung pada arus yang dimakan oleh beban. Sekiranya penggunaan semasa beban meningkat arus asas juga akan berkurang dan oleh kerana itu arus pemungut yang kurang akan mengalir melalui terminal pemancar pemungut dan oleh itu arus melalui beban akan meningkat dan sebaliknya.

Voltan keluaran pengatur voltan shunt yang ditakrifkan sebagai:

V _OUT = V _Z + V _BE

Pengatur Voltan Zener

Pengatur Voltan Zener lebih murah dan hanya sesuai untuk litar kuasa rendah. Ini dapat digunakan dalam aplikasi di mana jumlah daya yang terbuang selama peraturan tidak menjadi perhatian utama.

Perintang, dihubungkan secara bersiri dengan diod zener untuk menghadkan jumlah arus yang mengalir melalui dioda dan voltan masukan Vin (yang mesti lebih besar daripada voltan zener) disambungkan seperti yang ditunjukkan dalam gambar dan voltan output Vout, diambil merentasi diod zener dengan Vout = Vz (Zener Voltage). Seperti yang kita ketahui, diod Zener mula melakukan arah terbalik apabila voltan yang dikenakan lebih tinggi daripada voltan pemecahan Zener. Oleh itu, semasa permulaannya dijalankan, ia mengekalkan voltan yang sama di seberang dan mengalirkan arus tambahan, sehingga memberikan voltan output yang stabil.

Ketahui lebih lanjut mengenai Zener Diode bekerja di sini.

Pengatur Voltan Beralih

Terdapat tiga jenis pengatur voltan beralih:

• Pengatur Voltan Beralih Buck atau Step-Down
• Pengatur Voltan Beralih Boost atau Step-Up
• Pengatur Voltan Beralih Buck / Boost

Pengatur Voltan Beralih Buck atau Step-Down

Buck Regulator digunakan untuk menurunkan voltan pada output, kita bahkan dapat menggunakan rangkaian pembahagi voltan untuk mengurangkan voltan keluaran tetapi kecekapan rangkaian pembahagi voltan rendah, kerana perintang membuang tenaga sebagai haba. Kami menggunakan kapasitor, diod, induktor dan suis dalam litar. Gambarajah litar untuk Pengatur Voltan Beralih Buck diberikan di bawah:

Apabila suis ON, diod tetap terbalik bias dan bekalan kuasa disambungkan ke induktor. Apabila suis terbuka, kekutuban induktor terbalik dan diod menjadi bias ke hadapan dan sambungkan induktor ke tanah. Kemudian arus melalui induktor berkurang dengan cerun:

d I _L / dt = (0-V _OUT) / L

Kapasitor digunakan untuk mengelakkan voltan jatuh ke sifar di seluruh beban. Sekiranya kita terus membuka dan menutup suis, voltan rata-rata merentasi beban akan lebih rendah daripada voltan input yang dibekalkan. Anda boleh mengawal voltan output dengan mengubah kitaran tugas peranti pensuisan.

Voltan Keluaran = (Voltan Input) * (peratusan masa suis dihidupkan)

Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai Buck converter daripada ikuti pautan.

Pengatur Voltan Beralih Boost atau Step-Up

Boost Regulator digunakan untuk meningkatkan voltan merentasi beban. Gambarajah litar untuk pengatur peningkatan diberikan di bawah:

Apabila suis ditutup, diod berperilaku sebagai bias terbalik dan arus di seluruh induktor terus meningkat. Sekarang apabila suis dibuka, induktor akan membuat daya yang menyebabkan arus terus mengalir dan kapasitor mula mengecas. Dengan terus menghidupkan dan mematikan suis, kita akan menerima voltan pada beban yang lebih tinggi daripada voltan input. Kita boleh mengawal voltan keluaran dengan mengawal masa hidup (ON) suis.

Voltan Keluaran = Voltan Input / Peratusan masa semasa suis dibuka

Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai Boost converter daripada ikuti pautan.

Pengatur Voltan Beralih Buck-Boost

Buck-Boost Switching Regulator adalah gabungan kedua-dua Buck dan Boost Regulator, ia memberikan output terbalik yang boleh lebih besar atau kurang daripada voltan input yang disediakan.

Apabila suis dihidupkan, diod berperilaku sebagai bias terbalik dan induktor menyimpan tenaga dan apabila suis MATI, induktor mula melepaskan tenaga dengan kekutuban terbalik, yang mengenakan kapasitor. Apabila tenaga yang tersimpan di induktor menjadi sifar kapasitor mula melepaskan ke dalam beban dengan polaritas terbalik. Oleh kerana pengatur penguat ini juga disebut sebagai pengatur pembalik.

Voltan keluaran ditakrifkan sebagai

Vout = Vin (D / 1-D) Di mana, D adalah kitaran Tugas

Oleh itu, jika Duty Cycle rendah, regulator berperilaku seperti Buck Regulator dan ketika Duty Cycle tinggi, regulator berperilaku sebagai Boost Regulator.

Contoh Praktikal untuk Litar Pengatur

Litar Pengatur Voltan Linear Positif

Kami telah merancang litar pengatur voltan linier positif menggunakan 7805 IC. IC ini mempunyai semua litar untuk menyediakan bekalan yang dikawal selia 5volt. Voltan input sekurang-kurangnya lebih dari 2v dari nilai yang dinilai seperti untuk LM7805, kita harus sekurang-kurangnya memberikan 7v.

Voltan input yang tidak terkawal dibekalkan ke IC dan kami mendapat voltan terkawal di terminal output. Nama IC menentukan fungsinya, 78 mewakili tanda positif dan 05 mewakili nilai voltan keluaran yang diatur. Seperti yang anda lihat dalam gambarajah litar, kami memberikan 9V ke 7805IC dan mendapat pengaturan + 5V pada output. Kapasitor C1 dan C2 digunakan untuk penapisan.

Litar Pengatur Voltan Zener

Di sini, kami telah merancang Zener Voltage Regulator menggunakan 5.1V Zener diode. Diod Zener berfungsi sebagai elemen penginderaan. Apabila voltan bekalan melebihi voltan pemecahannya, permulaannya akan berlari ke arah terbalik dan mengekalkan voltan yang sama di seberang dan mengalirkan kembali arus tambahan, sehingga memberikan voltan keluaran yang stabil. Di litar ini kita memberikan voltan masukan 9V dan mendapatkan hampir 5.1 voltan output terkawal.