Hoe werken spanningsregelaars

Spanningsregelaars zijn essentiële elektronische componenten die een constante uitgangsspanning behouden ondanks veranderingen in de ingangsspanning of belastingsomstandigheden. Ze zorgen ervoor dat gevoelige apparaten stabiele stroom ontvangen voor een betrouwbare werking.

Er zijn twee hoofdtypen spanningsregelaars: lineaire regelaars en schakelende regelaars. Hier ziet u hoe elk werkt, stap voor stap uitgelegd.

Meer informatie: Waarom en wanneer hebben we een spanningsregelaar nodig?

Hoe lineaire spanningsregelaars werken

Stap	Beschrijving
Detectie van uitgangsspanning	Vergelijk uitgangsspanning met referentie
Fout detecteren	Zoek het verschil tussen uitvoer en referentie
Controlepasapparaat	Pas de transistor aan om de stroom te veranderen
Uitvoer behouden	Houd de spanning stabiel ondanks veranderingen
Opmerking	Eenvoudig, weinig geluid, maar minder efficiënt

Het detecteren van de uitgangsspanning

De regelaar meet continu de uitgangsspanning en vergelijkt deze met een vaste referentiespanning binnen het regelaarcircuit.

Foutdetectie

Een differentiële versterker met hoge versterking detecteert het verschil (fout) tussen de uitgangsspanning en de referentiespanning.

Het Pass-apparaat besturen

De regelaar past een actief doorlaatapparaat (zoals een transistor) aan om de stroom die er doorheen vloeit te verhogen of te verlagen. Dit apparaat werkt als een variabele weerstand.

Behoud van constante output

Door de weerstand van het doorlaatapparaat te regelen, stabiliseert de regelaar de uitgangsspanning op het gewenste vaste niveau, waardoor veranderingen in de ingangsspanning of belastingsvariaties worden gecompenseerd.

Lineair toezichthouders zijn eenvoudig en produceren zeer weinig ruis, maar zijn minder efficiënt omdat overtollige spanning als warmte wordt afgevoerd.

Hoe schakelende spanningsregelaars werken

Stap	Beschrijving
Schakel ingangsspanning	Schakel de spanning snel in/uit
Filterspanning	Gladde spanning met spoel en condensator
Monitor-uitvoer	Controleer de uitgangsspanning voortdurend
PWM-besturing	Pas de aan/uit-tijd aan om de spanning stabiel te houden
Aanpassen voor wijzigingen	Wijzig de werkcyclus bij wijzigingen in de invoer/belasting
Opmerking	Efficiënt, goed voor hoge stroom, meer ruis

De ingangsspanning in- en uitschakelen

De regelaar schakelt de ingangsspanning snel aan en uit met behulp van een transistor (MOSFET of BJT). Dit schakelen gebeurt met een hoge frequentie.

Het filteren van de geschakelde spanning

De geschakelde spanning wordt door een inductor- en condensatorfilter geleid, waardoor deze wordt afgevlakt tot een stabiele DC-uitgangsspanning.

Feedbackmonitoring

De uitgangsspanning wordt continu bewaakt en teruggekoppeld naar een regelcircuit.

Controle van pulsbreedtemodulatie (PWM).

Het regelcircuit past de duty-cycle (de verhouding tussen aan- en uittijd) van de schakeltransistor aan om de uitgangsspanning constant te houden.

Aanpassen aan invoer- en belastingwijzigingen

Wanneer de ingangsspanning of belasting verandert, verandert de feedback de werkcyclus dienovereenkomstig om een ​​stabiele uitgangsspanning te behouden.

Schakelregelaars zijn efficiënter dan lineaire typen en geschikt voor hogere stroombelastingen, maar genereren meer elektrische ruis.

Samenvatting

Spanningsregelaars behoud van een stabiele uitgangsspanning via een feedbackregellus, hetzij door de weerstand in lineaire regelaars aan te passen, hetzij door de schakelcyclussen in schakelende regelaars te regelen. Beide typen zorgen ervoor dat aangesloten apparaten de spanning krijgen die ze nodig hebben voor een goede en veilige werking.