شرح لثلاثة أنواع مختلفة من منظمات الجهد
عندما تكون هناك حاجة لجهد ثابت وموثوق ، فإن منظمات الفولتية هي مكون الانتقال. ﻳﺄﺧﺬ ﺟﻬﺪاً ﻣﺪﺧﻼً وﻳﻨﺸ create ﻓﻮﻟﺖ ﺧﺮج ﻣﻨﻈﻢ ﺑﻐﺾ اﻟﻨﻈﺮ ﻋﻦ ﺟﻬﺪ اﻟﻔﻮﻟﺖ ﻋﻠﻰ ﻣﺴﺘﻮى اﻟﺠﻬﺪ اﻟﻜﻬﺮﺑﻲ اﻟﺜﺎﺑﺖ أو ﻣﺴﺘﻮى اﻟﻔﻮﻟﺖ اﻟﻘﺎﺑﻞ ﻟﻠﻀﺒﻂ (ﻋﻦ ﻃﺮﻳﻖ اﺧﺘﻴﺎر اﻟﻤﻜﻮﻧﺎت اﻟﺨﺎرﺟﻴﺔ اﻟﺼﺤﻴﺤﺔ
يتم التعامل مع هذا التنظيم التلقائي لمستوى الجهد الناتج عن تقنيات ردود الفعل المختلفة ، بعضها بسيط مثل دايود زينر ، في حين يشتمل البعض الآخر على طوبولوجيا التعليقات المعقدة التي يمكنها تحسين الأداء والموثوقية والكفاءة وإضافة ميزات أخرى مثل زيادة جهد الخرج فوق جهد الإدخال إلى منظم الجهد.
أنواع منظمات الجهد
هناك عدد من أنواع منظمات الفلطية التي تتراوح من معقولة جدا إلى فعالة جدا. النوع الأكثر بأسعار معقولة ، وغالبا ما يكون أسهل نوع من منظم الجهد لاستخدامها هي منظمات الجهد الخطية.
تأتي المنظمات الخطية في نوعين ، وهي مدمجة للغاية ، وتستخدم في كثير من الأحيان في أنظمة الجهد المنخفض والمنخفض للطاقة.
إن منظمي التبديل أكثر كفاءة من منظمات الجهد الخطية ، لكنهم يصعب عليهم العمل معه وبتكلفة أعلى.
منظمات خطية
واحدة من أكثر الطرق الأساسية لتنظيم الجهد وتوفير جهد مستقر للإلكترونيات هو استخدام منظم خطي قياسي ثلاثي المحاور مثل LM7805 ، والذي يوفر خرج 5 أمبير 1 فولت مع جهد دخل يصل إلى 36 فولت ( اعتمادا على النموذج).
تعمل المنظمات الخطية عن طريق ضبط مقاومة السلسلة الفعالة للجهة التنظيمية بناءً على جهد التغذية المرتدة ، وتصبح في الأساس دائرة فاصل جهد. يتيح هذا للمخرج إخراج جهد ثابت فعال بغض النظر عن الحمل الحالي الذي يتم وضعه عليه ، حتى قدرته الحالية.
واحدة من الجوانب السلبية الكبيرة لمنظمات الجهد الخطية هي انخفاض الحد الأدنى الكبير من الجهد عبر منظم الجهد ، وهو 2.0 فولت على منظم الجهد الخطي القياسي LM7805. وهذا يعني أنه للحصول على خرج 5 فولط مستقر ، يلزم إدخال 7 فولت على الأقل. يلعب هذا الانخفاض في الجهد دورًا كبيرًا في الطاقة التي يتبددها المنظم الخطي ، والتي يجب أن تبدد على الأقل 2 واط إذا كان يتم تحميل حمولة 1 أمبير (2 فولت فولت مرة واحدة 1 أمبير).
تبديد الطاقة يزداد سوءا الفرق أكبر بين المدخلات والجهد الناتج. لذلك ، على سبيل المثال ، في حين أن مصدر 7 فولت الذي ينظم إلى 5 فولت يولد 1 أمبير سيتبدد 2 واط عبر المنظم الخطي ، فإن مصدر 10 فولت المنظم إلى 5 فولت يسلم التيار نفسه سيتبدد 5 واط ، مما يجعل المنظم 50٪ فقط فعال .
تبديل المنظمين
تعتبر المنظمات الخطية حلولًا رائعة لتطبيقات الطاقة المنخفضة والتكلفة المنخفضة حيث يكون فرق الجهد بين المدخلات والمخرجات منخفضًا ولا تتطلب الكثير من الطاقة. أكبر جانب نزولي للمنظمين الخطيين هو أنها غير فعالة للغاية ، حيث يتم تشغيل المنظمين المتحولين.
عندما تكون هناك حاجة إلى كفاءة عالية أو يتوقع نطاق واسع من جهد الدخل ، بما في ذلك الفولتية المدخلة تحت جهد الخرج المطلوب ، يصبح منظم التبديل الخيار الأفضل. تتمتع منظمات الجهد الكهربي بتحويل كفايتها بنسبة 85٪ أو أفضل مقارنة بكفاءة منظم الجهد الطولي التي تكون عادة أقل من 50٪.
تتطلب منظمات التحويل بشكل عام مكونات إضافية على المنظمين الخطيين ، وقيم المكونات لها تأثير أكبر بكثير على الأداء العام لمنظمات التحويل من المنظمين الخطيين.
هناك أيضًا تحديات تصميم أكثر في استخدام المنظمين المتغيرين بشكل فعال دون المساس بأداء أو سلوك بقية الدوائر بسبب الضجيج الإلكتروني الذي يمكن للمنظم توليده.
زينر ديود
واحدة من أبسط الطرق لتنظيم الجهد هي مع ديود زينر. في حين أن المنظم الخطي هو مكون أساسي بسيط مع بعض المكونات الإضافية المطلوبة للعمل ومعقد قليل للغاية في التصميم ، يمكن أن يوفر الصمام الثنائي زينر تنظيم الجهد الكافي في بعض الحالات مع مكون واحد فقط.
وبما أن صمام زينر يحول كل جهد إضافي فوق عتبة جهد القطع إلى الأرض ، فيمكن استخدامه كمنظم جهد بسيط للغاية مع سحب جهد الخرج عبر فتحات صمام زينر.
لسوء الحظ ، غالباً ما تكون Zeners محدودة جداً في قدرتها على التعامل مع الطاقة التي تحد من حيث يمكن استخدامها كمنظمين للجهد لتطبيقات الطاقة المنخفضة جداً فقط. عند استخدام ديودات زينر بهذه الطريقة ، من الأفضل الحد من الطاقة المتاحة التي يمكن أن تتدفق عبر زينر عن طريق اختيار مقاوم بحجم مناسب.