Spannungsregler sinn eng gemeinsam Feature an ville Circuits, fir datt eng konstante, stabile Spannung an sensibel Elektronik geliwwert gëtt. Wéi se schaffen, ass typesch fir vill analog Schaltkreesser, déi justifiabel an elegant Hëllef vu Feedback fir d'Ausgab zu engem gewënschten Niveau anzehalen.
Voltage Regulator Iwwerblick
Wann eng feste, zuverlässeg Spannung néideg ass, spuere Regulatoren d'Go-zu Komponenten. Spannungsregler huelen eng Input Spannung an eng reglementéiert Ausgabspannung unzegesinn unzefänken un der Input Spannung op entweder e festen Spannungspegel oder e justierbaren Spannungsniveau (andeems Dir déi richteg extern Komponenten auswielen). Dës automatesch Regelung vum Ausgangsspannungsniveau gëtt duerch verschidde Feedbacktechniken behandelt, sou e sou einfach wéi eng Zen-Diode, aner aner Komplexe Feedback-Topologien, déi d'Performance, d'Zouverlässegkeet, d'Effizienz verbesseren an aner Fënstere wéi d'Erhéijung vun der Ausgangsspannung iwwert der Input Spannung ze erhéijen de Spannungsregler.
Wéi Linear Voltage Reguléierer funktionnéieren
Fir e fixen Spannungszoustand mat engem onbekannte a potenziell räichen (oder méi schlëmm) Input ze fuerderen e Feedbacksignal unzefänken fir ze wëssen, wéi eng Ännerung muss gemaach ginn. Linear Reguléierer benotzen e Pouvoir Transistor (entweder BJT oder MOSFET jee no der verwendeter Komponente) als e variablen Widerstands wéi den éischten Hälfte vun engem Spannungsteeler Netz. D'Ausgabe vum Spannungsteeler gëtt als Feedback fir den Kondens Transistor applizéiert an entsprëcht eng konstanter Ausgabspannung ze pflegen. Leider, well de Transistor sech wéi e Widerstand verhält, huet et vill Energie ausgeliwwert andeems se et erwierken, oft vill Hëtzt. Well d'total Energie, déi zu Wärme ëmgewandelt gëtt, ass gläich wéi den Spannungsabfall tëscht der Input Spannung an der Ausgabspannung d'Stréimung vun der aktueller Stroum, kann d'Verzéissetzung oft oft ganz héich sinn a vu gudde Geschirr ofhëlt.
Eng alternativ Form vu Linearregler ass e Shuntregler, wéi eng Zener-Diode . Anstatt e variabelen Reihenwäit wéi de typesche Linearregler handelt, ass e Shuntregler e Wee fir d'Iwwerspannung (an d'Stroum) ze fléien. Leider ass dës Zort vun Reguléierer oft nach manner manner effizient wéi eng typesch Serie Linearregler an ass nëmme praktesch wann e wéineg wéinech Kraaft brauch a liefert.
Wéi schaltend Spannungsregler Aarbecht
Eng Switching Spannungsregler arbeitet op engem ganz anere Grondhär wéi Linear Spannungsregler. Anstatt als Spannung oder Stroum ze féieren fir eng konstante Ausgab ze hunn, schéisst en Schaltregulator Energie op enger definéiert Stufe an benotft Feedback fir ze garantéieren datt de Charge Niveau mat minimal Spannungswellwelle behalen ass. Dës Technik erméiglecht de Reguléierungsregler méi effizient ze sinn datt den Linearregler duerch en Drehen vun engem Transistor ganz op (mat minimalem Widderstand) nëmmen wann de Energiespeicher-Schaltung e Energieausstouss braucht. Dëst reduzéiert d'total Muecht déi am System verschwendet gëtt an de Widderstand vum Transistor während de Schalt zitt, wéi se ët hëlt (ganz nidderegen Widderstand) an net-leitend (ganz héich Resistenz) an aner kleng Verréckelunge verléieren.
De méi schnell een Schaltregler schalt, de manner Energiespeicher Kapazitéit et muss d'Wënsch vun der Ausgangsspannung erhéicht ginn déi manner Elementer benotzt kënne ginn. Allerdings ass de Käschte vum méi séier Verréckelung e Effizienz vun enger Effizienz, well méi Zäit gëtt ofgeschnidden tëscht den Leit a Leit déi net leitend sinn, wat méi Muecht verléiert wéinst Widderhuelung.
Eng aner Seiteneffekt vun méi schnelle Verännerung ass d'Erhéijung vun elektronesche Lär mam Zuelregler generéiert. Duerch d'Verwaltung vu verschiddene Schalttechniken kann e Schaltregulator d'Input Spannung (Bach-Topologie) dréihen, d'Spannung erhéijen (Boost-Topologie) oder e béid Stuf oder d'Spannung (Buck-Boost) noutwenneg wann déi néideg Wissensausgangsspannung behalen déi de Reguléierungsschalter eng grouss Auswiel fir vill batteresch Applikatioune maachen, well de Schalterregler d'Input-Spannung vun der Batterie erhéigen oder d'Schwéngung erhéijen wéi d'Batterie entléisst. Dëst erlaabt d'Elektronik weider ze wäit hannendrun ze bestëmmen, woubäi d'Batterie direkt d'Spannung fir de Schaltkreeslaf opginn huet.