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전압 조정기 회로

전압 조정기 회로

전압 조정기는 전자 전원 공급 회로에 널리 사용됩니다. 효율성 수준은 스위치 모드 레귤레이터라고하는 다른 일반적인 형태의 레귤레이터보다 훨씬 낮지 만 매우 높은 수준의 레귤레이션과 낮은 리플 수준을 제공합니다. 그러나 선형 레귤레이터는 상대적 단순성과 높은 수준의 성능 때문에 여전히 대량으로 사용됩니다.

두 개별 구성 요소에서 전압 조정기 회로를 만들 수있을뿐만 아니라 IC 조정기를 사용할 수 있습니다. IC 레귤레이터를 사용하면 비교적 적은 수의 부품을 사용하여 매우 높은 수준의 성능을 달성 할 수 있지만 종종 많은 프로젝트에서 몇 가지 사용 가능한 부품을 사용하여 완벽하게 적절한 전압 레귤레이터 회로를 만드는 것이 가능합니다.

전압 조정기 회로의 기본 개념

다양한 전압 조정기 회로와 집적 회로 조정기가 있지만 이러한 회로의 기본 개념은 다음 두 가지 기본 범주 중 하나에 속합니다.

  • 직렬 레귤레이터 회로
  • 병렬 또는 분로 조정기 회로.

모든 전압 조정기 회로는이 범주 중 하나에 속하지만, 두 가지 중 전체 전압 조정기 회로에서 가장 일반적인 유형은 직렬 조정기입니다.

전압 조정기가 직렬 및 션트 조정기로 분류되는 것 외에도 작동 모드에 따라 두 가지 다른 범주로 분류 할 수도 있습니다.

  • 선형 전압 조정기.
  • 스위칭 전압 조정기.

선형 및 스위칭 조정기 회로가 모두 널리 사용됩니다. 각 유형에는 고유 한 장점과 단점이 있으므로 예상되는 애플리케이션에 따라 조정기 유형을 선택해야합니다.

직렬 전압 조정기 회로

직렬 전압 조정기 회로는 바이폴라 트랜지스터 또는 전계 효과 트랜지스터와 같은 직렬 제어 요소를 사용하여 작동합니다. 회로 작동의 기본은 제어 전압에 의해이 직렬 요소의 컨덕턴스를 제어하는 ​​것입니다. 출력 전압이 상승하는 경향이있는 경우이를 감지하고 제어 전압을 조정하여 직렬 요소의 컨덕턴스를 감소시켜 직렬 요소의 전압을 상승시킵니다. 직렬 요소와 부하가 전위 분배기 회로를 형성하기 때문에 직렬 제어 요소의 전압이 증가하면 부하의 전압이 떨어집니다.

마찬가지로 부하 양단의 전압이 너무 낮은 경향이있는 경우이를 감지하고 직렬 요소에 대한 제어 전압으로 인해 직렬 요소의 컨덕턴스가 상승하고 부하 양단의 전압이 유지됩니다.

이것은 부정적인 피드백 시스템의 전형적인 형태입니다. 제어 전압에는 출력을 비교할 수있는 기준이 있어야합니다. 이것은 종종 제너 다이오드를 기반으로하는 전압 레퍼런스 회로에 의해 제공됩니다. 레귤레이터의 출력 전압은 종종 전위 분배기를 통해 취해지며 기준 전압과 비교되며 오류 전압은 직렬 제어 요소의 컨덕턴스를 변경하기 위해 제어 전압으로 피드백됩니다.

출력이 분할되는 양을 변경하여 출력 전압을 변경할 수 있습니다. 전위 분배기에 가변 저항을 배치하면 기준 전압과 비교되는 전압을 변경할 수 있습니다. 이것은 차례로 전압 조정기 회로의 출력 전압을 변경합니다.

션트 전압 조정기 회로

이름에서 알 수 있듯이 션트 전압 조정기는 부하와 직렬로 연결되지 않고 병렬로 작동합니다. 저항처럼 간단 할 수있는 정전류 장치의 한 형태를 사용하여 부하와 병렬로 작동하거나 전류를 분로하거나 흡수하여 부하 양단의 전압이 동일하게 유지됩니다.

가장 간단한 형태의 션트 레귤레이터는 제너 다이오드와 같은 정전압 장치를 사용합니다. 이 회로는 직렬 저항을 사용하여 전류 제한 동작을 제공하고 제너 다이오드는 부하와 병렬로 저항과 접지 사이에 배치됩니다. 제너 다이오드는 일정한 전압을 유지하고 부하에 의한 전류의 변화는 다이오드가 일정한 전압을 유지하여 전류 변화를 감수하기 때문에 (중대한) 전압 변화를 일으키지 않습니다. 당연히 다른 더 정교한 형태의 션트 레귤레이터가 있지만 제너 다이오드 버전은 가장 간단하고 간단합니다.

선형 전압 조정기

선형 전압 조정기 회로는 직렬 조정기 요소의 컨덕턴스가 선형 방식으로 변하여 필요한 전압이 출력에서 ​​유지되도록하는 회로입니다. 이러한 방식으로 출력 전압은 가능한 한 정확하게 유지되고 가장 깨끗한 출력을 얻을 수 있습니다.

선형 전압 조정기 회로는 노이즈, 리플 및 조정 측면에서 매우 높은 수준의 성능을 제공하지만 이러한 유형의 회로는 효율적이지 않습니다. 직렬 레귤레이터 요소는 필요한 높은 수준의 잡음 및 리플 제거를 유지하기 위해 상당한 전압을 떨어 뜨려야합니다. 직렬 레귤레이터 요소는 필요한 출력에 따라 상당한 수준의 전력을 소산 할 수 있어야합니다. 이는 이러한 전원 공급 장치가 크고 무거울 수 있음을 의미합니다.

스위칭 전압 조정기

직렬 요소가 선형 방식으로 변하는 선형 레귤레이터와 달리 스위칭 레귤레이터의 직렬 요소는 켜짐과 꺼짐의 두 가지 상태 만 있습니다. 레귤레이터는 출력에서 ​​큰 커패시터를 충전하여 작동합니다. 부하에 전력을 공급하는 전하가 사용됨에 따라 전압이 떨어지면 직렬 레귤레이터가 켜집니다. 필요한 전압에 도달하면 다시 꺼집니다. 출력에 충분히 큰 저장 캐패시터가 있으면 메인에서 스위칭 스파이크가 제거됩니다.

스위칭 레귤레이터의 장점은 제공 할 수있는 훨씬 더 높은 수준의 효율성입니다. 직렬 요소는 켜져 있거나 꺼져있을 때 전력을 거의 소모하지 않습니다. 결과적으로 이러한 전원 공급 장치는 매우 효율적일뿐만 아니라 훨씬 더 작게 만들 수도 있습니다. 문제는 항상 출력에 일부 스위칭 스파이크가 존재하고 출력의 전체 노이즈 수준이 선형 레귤레이터가 제공하는 것보다 크다는 것입니다. 그러나 그들은 많은 응용 프로그램에 매우 적합하며 결과적으로 매우 널리 사용됩니다.

요약

선형 전압 조정기는 전자 회로 내에서 매우 널리 사용됩니다. 회로가 고속으로 작동하고 공급 레일을 정확하게 유지해야하는 경우 전압 조정기 회로는 대부분의 회로에 공급을 제공하는 데 사용됩니다.


비디오보기: 전압이 뭔지 한번에 이해되는 영상 (유월 2021).