Kako rade regulatori napona

Regulatori napona su bitne elektroničke komponente koje održavaju konstantan izlazni napon unatoč promjenama u ulaznom naponu ili uvjetima opterećenja. Osiguravaju da osjetljivi uređaji dobivaju stabilno napajanje za pouzdan rad.

Postoje dvije glavne vrste regulatori napona: linearni regulatori i sklopni regulatori. Evo kako svaki funkcionira, objašnjeno korak po korak.

Saznajte više: Zašto i kada trebamo regulator napona?

Kako rade linearni regulatori napona

Korak	Opis
Osjećaj izlaznog napona	Usporedite izlazni napon s referentnim
Otkrij pogrešku	Pronađite razliku između izlaza i reference
Kontrolni uređaj za prolaz	Podesite tranzistor za promjenu struje
Održavanje izlaza	Održavajte napon stabilnim unatoč promjenama
Bilješka	Jednostavan, tih, ali manje učinkovit

Osjećaj izlaznog napona

Regulator kontinuirano mjeri izlazni napon i uspoređuje ga s fiksnim referentnim naponom unutar kruga regulatora.

Otkrivanje grešaka

Diferencijalno pojačalo s visokim pojačanjem detektira razliku (pogrešku) između izlaznog napona i referentnog napona.

Upravljanje propusnicom

Regulator podešava aktivni prolazni uređaj (poput tranzistora) kako bi povećao ili smanjio struju koja teče kroz njega. Ovaj uređaj djeluje kao promjenjivi otpornik.

Održavanje konstantnog izlaza

Kontrolom otpora propusnog uređaja, regulator stabilizira izlazni napon na željenoj fiksnoj razini, kompenzirajući promjene ulaznog napona ili varijacije opterećenja.

Linearno regulatori su jednostavni i proizvode vrlo nisku buku, ali su manje učinkoviti jer se višak napona rasipa kao toplina.

Kako rade sklopni regulatori napona

Korak	Opis
Ulazni napon prekidača	Brzo uključite/isključite napon
Napon filtera	Glatki napon s induktorom i kondenzatorom
Izlaz monitora	Kontinuirano provjeravajte izlazni napon
PWM kontrola	Podesite vrijeme uključivanja/isključivanja kako bi napon bio stabilan
Prilagodite se promjenama	Promjena radnog ciklusa s promjenama ulaza/opterećenja
Bilješka	Učinkovito, dobro za jaku struju, više buke

Uključivanje i isključivanje ulaznog napona

Regulator brzo uključuje i isključuje ulazni napon pomoću tranzistora (MOSFET ili BJT). Ovo prebacivanje događa se na visokoj frekvenciji.

Filtriranje sklopljenog napona

Preklopni napon prolazi kroz filtar induktora i kondenzatora, ujednačavajući ga u stabilan istosmjerni izlazni napon.

Praćenje povratnih informacija

Izlazni napon se kontinuirano prati i vraća u upravljački krug.

Kontrola modulacije širine pulsa (PWM).

Upravljački krug prilagođava radni ciklus — omjer vremena uključivanja i vremena isključenja — sklopnog tranzistora kako bi izlazni napon ostao konstantan.

Prilagodba promjenama unosa i opterećenja

Kada se ulazni napon ili opterećenje promijeni, povratna sprega u skladu s tim mijenja radni ciklus kako bi se održao stabilan izlazni napon.

Preklopni regulatori su učinkovitiji od linearnih tipova i prikladni za veća strujna opterećenja, ali stvaraju više električnog šuma.

Sažetak

Regulatori napona održavati stabilan izlazni napon kroz povratnu kontrolnu petlju, bilo podešavanjem otpora u linearnim regulatorima ili kontroliranjem sklopnih radnih ciklusa u sklopnim regulatorima. Obje vrste osiguravaju da povezani uređaji dobivaju napon koji im je potreban za pravilan i siguran rad.