ประเภทของตัวปรับแรงดันไฟฟ้า

คำอธิบายสามประเภทของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า

เมื่อต้องการ แรงดันไฟฟ้าที่ มั่นคงและเชื่อถือได้ตัว ควบคุมแรงดันไฟฟ้า จะเป็นส่วนประกอบไปสู่ พวกเขาใช้แรงดันไฟฟ้าขาเข้าและสร้างแรงดันขาออกที่มีการควบคุมโดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ระดับแรงดันไฟฟ้าคงที่หรือระดับแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้ (โดยเลือกส่วนประกอบด้านขวาที่เหมาะสม)

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทโดยอัตโนมัติจะถูกจัดการโดยเทคนิคการตอบรับต่างๆโดยง่ายเช่นไดโอด Zener ขณะที่ส่วนอื่น ๆ รวมถึง topologies ข้อคิดเห็นที่ซับซ้อนซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพความน่าเชื่อถือประสิทธิภาพและเพิ่มคุณสมบัติอื่น ๆ เช่นการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขาออกเหนือแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า

ประเภทของตัวปรับแรงดันไฟฟ้า

มีหลายประเภทของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีตั้งแต่ราคาไม่แพงมากที่จะมีประสิทธิภาพมาก ที่เหมาะสมที่สุดและมักจะเป็นประเภทที่ง่ายที่สุดของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่จะใช้เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น

ตัวควบคุมเชิงเส้นมาในสองประเภทมีขนาดกะทัดรัดและใช้บ่อยในระบบไฟฟ้าแรงต่ำและต่ำ

ตัวควบคุมการสลับมีประสิทธิภาพมากกว่าตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น แต่พวกเขาจะทำงานได้ยากและมีราคาแพงกว่า

ตัวควบคุมเชิงเส้น

หนึ่งในวิธีพื้นฐานที่สุดในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและให้แรงดันไฟฟ้าที่มั่นคงสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือการใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบ 3 ขามาตรฐานเช่น LM7805 ซึ่งให้เอาต์พุต 5 โวลต์ 1 แอมป์ที่มีแรงดันไฟฟ้าเข้าที่ 36 โวลต์ ( ขึ้นอยู่กับรุ่น)

ตัวควบคุมเชิงเส้นทำงานโดยการปรับความต้านทานชุดที่มีประสิทธิภาพของตัวควบคุมตามแรงดันป้อนกลับซึ่งโดยส่วนใหญ่จะกลายเป็นวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า ซึ่งจะช่วยให้แรงดันไฟฟ้าคงที่มีผลต่อแรงดันคงที่อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่คำนึงถึงว่ามีโหลดกระแสไฟฟ้าอยู่ที่เท่าไรถึงความจุในปัจจุบัน

หนึ่งในข้อเสียใหญ่ที่จะควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นเป็นแรงดันไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่ลดลงอย่างน้อยทั่วควบคุมแรงดันไฟฟ้าซึ่งเป็น 2.0 โวลต์ในมาตรฐาน LM7805 ควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น ซึ่งหมายความว่าเพื่อให้ได้กระแสไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพ 5 โวลต์ต้องใช้แรงดันไฟฟ้า 7 โวลต์อย่างน้อย การลดแรงดันนี้มีบทบาทสำคัญในการจ่ายพลังงานโดยตัวควบคุมเชิงเส้นซึ่งจะต้องกระจายอย่างน้อย 2 วัตต์หากนำส่งแอมป์ 1 แอมป์ (แรงดันไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้า 2 โวลต์ 1 ครั้ง)

การกระจายพลังงานจะแย่ยิ่งกว่าความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออก ดังนั้นตัวอย่างเช่นในขณะที่แหล่งจ่ายไฟ 7 โวลต์ถึง 5 โวลต์ให้แอมป์ 1 ตัวจะเปล่งกำลัง 2 วัตต์ผ่านตัวควบคุมเชิงเส้นซึ่งเป็นแหล่งจ่ายไฟ 10 โวลต์ที่ให้กระแสไฟฟ้า 5 โวลต์ให้กระแสไฟเดียวกันจะเปล่งกำลัง 5 วัตต์ทำให้ตัวควบคุมมีประสิทธิภาพเพียง 50% .

สวิตช์ควบคุม

ตัวควบคุมเชิงเส้นเป็นทางออกที่ดีสำหรับการใช้งานที่มีต้นทุนต่ำและมีต้นทุนต่ำซึ่งความต่างศักย์ระหว่างอินพุตและเอาต์พุตต่ำและไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานมากนัก ด้านที่ยิ่งใหญ่ที่สุดลงไปยังหน่วยงานกำกับดูแลสายตรงคือพวกเขามีประสิทธิภาพมากซึ่งเป็นที่ที่หน่วยควบคุมการเปลี่ยนมาลงเล่น

เมื่อจำเป็นต้องมีประสิทธิภาพสูงหรือคาดว่าจะมีแรงดันไฟฟ้าเข้าที่หลากหลายรวมถึงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ต่ำกว่าแรงดันขาออกที่ต้องการตัวควบคุมการสลับจะกลายเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด การควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบสวิตช์มีประสิทธิภาพการใช้พลังงาน 85% หรือดีกว่าเมื่อเทียบกับประสิทธิภาพของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นซึ่งมักต่ำกว่า 50%

การควบคุมการเปลี่ยนโดยทั่วไปจำเป็นต้องมีส่วนประกอบพิเศษมากกว่าตัวควบคุมเชิงเส้นและค่าของส่วนประกอบมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพโดยรวมของตัวควบคุมการสลับมากกว่าตัวควบคุมเชิงเส้น

นอกจากนี้ยังมีความท้าทายด้านการออกแบบเพิ่มเติมในการใช้ตัวควบคุมการสลับตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพหรือพฤติกรรมของวงจรที่เหลือลดลงเนื่องจากเสียงอิเล็กทรอนิกส์ที่เครื่องควบคุมสามารถสร้างได้

ไดโอด Zener

หนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดในการควบคุมแรงดันคือกับไดโอด Zener ในขณะที่ตัวควบคุมเชิงเส้นเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่สวยมากโดยมีส่วนประกอบพิเศษเพียงเล็กน้อยที่ต้องใช้ในการทำงานและความซับซ้อนในการออกแบบเพียงเล็กน้อยไดโอด Zener สามารถให้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้เพียงพอในบางกรณีด้วยส่วนประกอบเพียงชิ้นเดียว

เนื่องจาก ไดโอด Zener จะหลีกเลี่ยงแรงดันไฟฟ้าภายนอกทั้งหมดเหนือเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่แตกหักกับพื้นดินจึงสามารถใช้เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ง่ายมากโดยมีแรงดันขาออกดึงผ่านตะกั่วของไดโอด zener

แต่น่าเสียดายที่ Zeners มักจะถูก จำกัด มากในความสามารถในการจัดการพลังงานซึ่ง จำกัด ที่พวกเขาสามารถใช้เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าไปใช้พลังงานต่ำมากเท่านั้น เมื่อใช้ไดโอด Zener ในลักษณะนี้เป็นการดีที่สุดที่จะ จำกัด กำลังที่มีอยู่ซึ่งสามารถไหลผ่าน Zener โดยการเลือกใช้ตัวต้านทานขนาดที่เหมาะสม