वोल्टेज नियामक कई सर्किटों में यह सुनिश्चित करने के लिए एक आम विशेषता है कि संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स को स्थिर, स्थिर वोल्टेज प्रदान किया जाता है। वे कैसे काम करते हैं वांछित स्तर पर आउटपुट समायोजित करने के लिए प्रतिक्रिया के न्यायसंगत और सुरुचिपूर्ण उपयोग कई एनालॉग सर्किटों के विशिष्ट हैं।
वोल्टेज नियामक अवलोकन
जब एक स्थिर, भरोसेमंद वोल्टेज की आवश्यकता होती है, वोल्टेज नियामक जाने-माने घटक होते हैं। वोल्टेज नियामक इनपुट वोल्टेज लेते हैं और एक निश्चित वोल्टेज स्तर या समायोज्य वोल्टेज स्तर (सही बाहरी घटकों का चयन करके) इनपुट इनपुट वोल्टेज के बावजूद विनियमित आउटपुट वोल्टेज बनाते हैं। आउटपुट वोल्टेज स्तर के इस स्वचालित विनियमन को विभिन्न प्रतिक्रिया तकनीकों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, कुछ जेनर डायोड के रूप में सरल होते हैं जबकि अन्य जटिल प्रतिक्रिया टोपोलॉजीज शामिल करते हैं जो प्रदर्शन, विश्वसनीयता, दक्षता में सुधार कर सकते हैं और इनपुट वोल्टेज के ऊपर आउटपुट वोल्टेज को बढ़ावा देने जैसी अन्य सुविधाओं को जोड़ सकते हैं। वोल्टेज नियामक।
कैसे रैखिक वोल्टेज नियामक काम करते हैं
एक अज्ञात और संभावित शोर (या बदतर) इनपुट के साथ एक निश्चित वोल्टेज को बनाए रखने के लिए एक प्रतिक्रिया संकेत की आवश्यकता होती है ताकि पता चल सके कि समायोजन की आवश्यकता है। रैखिक नियामक वोल्टेज विभक्त नेटवर्क के पहले भाग की तरह व्यवहार करने वाले एक परिवर्तनीय प्रतिरोधी के रूप में उपयोग किए गए घटक के आधार पर एक पावर ट्रांजिस्टर (या तो बीजेटी या एमओएसएफईटी) का उपयोग करते हैं। वोल्टेज विभक्त का आउटपुट निरंतर आउटपुट वोल्टेज को बनाए रखने के लिए उचित रूप से पावर ट्रांजिस्टर को ड्राइव करने के लिए प्रतिक्रिया के रूप में उपयोग किया जाता है। दुर्भाग्यवश, चूंकि ट्रांजिस्टर एक प्रतिरोधी की तरह व्यवहार करता है क्योंकि यह गर्मी में परिवर्तित करके बहुत सारी ऊर्जा को बर्बाद कर देता है, अक्सर गर्मी की बहुत सारी होती है। चूंकि गर्मी में परिवर्तित कुल शक्ति इनपुट वोल्टेज के बीच वोल्टेज ड्रॉप के बराबर होती है और वर्तमान में आपूर्ति किए गए आउटपुट वोल्टेज के समय, बिजली का विलुप्त होने अक्सर बहुत अधिक हो सकता है और अच्छे हेटसिंक की मांग कर सकता है।
रैखिक नियामक का एक वैकल्पिक रूप एक शंट नियामक है, जैसे जेनर डायोड । ठेठ रैखिक नियामक के रूप में एक चर श्रृंखला श्रृंखला के रूप में कार्य करने के बजाय, एक शंट नियामक अतिरिक्त वोल्टेज (और वर्तमान) के माध्यम से बहने के लिए जमीन के लिए एक मार्ग प्रदान करता है। दुर्भाग्यवश, इस प्रकार का नियामक अक्सर एक सामान्य श्रृंखला रैखिक नियामक से भी कम कुशल होता है और केवल तभी व्यावहारिक होता है जब बहुत कम शक्ति की आवश्यकता होती है और आपूर्ति की जाती है।
कैसे वोल्टेज नियामकों स्विचिंग स्विचिंग
एक स्विचिंग वोल्टेज नियामक रैखिक वोल्टेज नियामकों की तुलना में एक पूरी तरह से अलग प्रिंसिपल पर काम करता है। निरंतर आउटपुट प्रदान करने के लिए वोल्टेज या वर्तमान सिंक के रूप में कार्य करने की बजाय, एक स्विचिंग नियामक परिभाषित स्तर पर ऊर्जा संग्रहीत करता है और यह सुनिश्चित करने के लिए प्रतिक्रिया का उपयोग करता है कि चार्ज स्तर न्यूनतम वोल्टेज लहर के साथ बनाए रखा जाता है। यह तकनीक स्विचिंग नियामक को और अधिक कुशल होने की अनुमति देती है कि ट्रांजिस्टर को पूरी तरह से (न्यूनतम प्रतिरोध के साथ) पर रैखिक नियामक केवल ऊर्जा भंडारण सर्किट को ऊर्जा के फटने की आवश्यकता होती है। यह स्विचिंग के दौरान ट्रांजिस्टर के प्रतिरोध के लिए प्रणाली में बर्बाद कुल शक्ति को कम करता है क्योंकि यह संचालन (बहुत कम प्रतिरोध) से गैर-संचालन (बहुत उच्च प्रतिरोध) और अन्य छोटे सर्किट नुकसान से संक्रमण से संक्रमण होता है।
एक स्विचिंग नियामक तेजी से स्विच करता है, वांछित आउटपुट वोल्टेज को बनाए रखने के लिए कम ऊर्जा भंडारण क्षमता की आवश्यकता होती है जिसका अर्थ है कि छोटे घटकों का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, तेजी से स्विचिंग की लागत दक्षता में कमी है क्योंकि संचालन और गैर-चालन राज्यों के बीच संक्रमण में अधिक समय व्यतीत होता है जिसका मतलब है प्रतिरोधी हीटिंग के कारण अधिक बिजली खो जाती है।
तेजी से स्विचिंग का एक और दुष्प्रभाव स्विचिंग नियामक द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉनिक शोर में वृद्धि है। विभिन्न स्विचिंग तकनीकों का उपयोग करके, एक स्विचिंग नियामक इनपुट वोल्टेज (हिरण टोपोलॉजी) को नीचे ले जा सकता है, वोल्टेज (बूस्ट टोपोलॉजी) को बढ़ा सकता है, या दोनों चरण नीचे या वोल्टेज (बका-बूस्ट) को बढ़ा सकते हैं, वांछित आउटपुट वोल्टेज को बनाए रखने के लिए जो स्विचिंग नियामकों को कई बैटरी संचालित अनुप्रयोगों के लिए एक अच्छा विकल्प बनाता है क्योंकि स्विचिंग नियामक बैटरी डिस्चार्ज के रूप में बैटरी से इनपुट वोल्टेज को बढ़ा सकता है या बढ़ा सकता है। यह इलेक्ट्रॉनिक्स को उस बिंदु से परे अच्छी तरह से काम करने की अनुमति देता है जिस पर बैटरी सर्किट के लिए सही वोल्टेज की आपूर्ति कर सकती है।