Vad är en diodspänningsregulator?

En diodspänningsregulator är en spänningsregulator där en enda diod fungerar som den spänningsreglerande enheten. Precis som en konventionell integrerad krets (IC) spänningsregulator, tjänar dioden i kretsen för att ta en varierande inspänning och omvandla den till en specifik, konstant likströmsspänning (DC). Dioder fungerar avsevärt bra som spänningsregulatoranordningar på grund av deras logaritmiska egenskaper att de har mycket minimala spänningsförändringar trots relativt betydande strömförändringar, vilket ger god spänningsstabilitet i en krets när konstruktionsbegränsningar är uppfyllda.

Den mest använda dioden som fungerar som en regulatoranordning är zenerdioden, som uppnår spänningsreglering oftast genom en metod som kallas omvänd bias. Detta är en metod där diodens anod, dess positiva ledning, ansluts till nätaggregatets jord, och katoden, dess negativa ledning, ansluts till strömförsörjningens positiva sida. När detta inträffar sänker strömförsörjningen en spänning över dioden som är lika med diodens maximala märkspänning. Den maximala spänningen är den spänning som faller över zenerdioden när den är ansluten i omvänd förspänning i en krets, så länge som nätspänningen är högre. Denna spänningsklassning är avgörande när man utformar spänningsregleringen av en krets eftersom den bestämmer den reglerade spänningsutgången.

Om det till exempel finns en strömförsörjning på 10 volt och en zenerdiod med en maximal spänning på 5.1 volt, kommer zenerdioden att sjunka 5.1 volt. En komponent placerad parallellt kommer också att få samma reglerade spänningsutgång, eftersom kretsar följer regeln att alla komponenter parallellt får samma spänning. Detta är hur diodspänningsreglering uppnås för en krets.

En ytterligare regel när man skapar en diodspänningsregulatorkrets är att man placerar ett motstånd före dioden. Ett motstånd kan vara och är vanligtvis alltid placerat före dioden så att om det finns för hög spänning, faller det över motståndet och inte bränner ut zenerdioden, som kan göras defekt om överdriven strömförsörjningsspänning matas till den. I exemplet med en strömförsörjning på 10 volt och en zenerdiod med en maximal spänning på 5.1 volt, skulle zenerdioden sjunka 5.1 volt, och de återstående 4.9 volt skulle sjunka över motståndet, så att inte alla 10 volt sjunker över motståndet. dioden. Således fungerar motståndet före zenerdioden som en säkerhetsanordning för att släppa för hög spänning över den så att zenerdioden inte får mer spänning än vad som är nödvändigt.

Ett annat sätt att ansluta en zenerdiod i en krets för spänningsreglering, även om det är mindre vanligt, är att ansluta den i en metod som kallas framåtförspänning. Detta är en metod där diodens anod ansluts till den positiva sidan av strömförsörjningen och dess katod ansluts till jord för strömförsörjningen. I ett arrangemang som detta kommer dioden att sänka sitt driftsspänningsfall, vilket typiskt är cirka 0.7 volt. Detta är inte lika populärt av en metod eftersom den bara sänker en något lägre spänning än spänningen som avges av strömförsörjningen och är inte lika flexibel i olika värdeområden som de maximala spänningsvärdena är.

En diodspänningsregulator kan fungera bra som en spänningsregulator, men när precision är nyckeln är ett bättre val en IC-spänningsregulator, som innehåller fler inbyggda regleringsmekanismer. Om en diodspänningsregulator innehåller tillräckligt stora förskjutningar i ström, kan den producera olika spänningar. När noggrannheten inte är alltför viktig kan diodspänningsregulatorer vara ett bra val.