مدار تثبیت کننده ولتاژ موازی (Shunt Voltage Regulator)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار تثبیت کننده ولتاژ موازی (Shunt Voltage Regulator) :
مدار تثبیت کننده ولتاژ موازی (Shunt Voltage Regulator) نوع دیگری از رگولاتورهای خطی است که در آن المان کنترل (معمولا یک ترانزیستور یا دیود زنر) به صورت موازی با بار قرار می گیرد. این المان با تغییر جریان عبوری از خود (جریان شنت)، ولتاژ دو سر بار را تثبیت می کند. ساده ترین نمونه آن، رگولاتور با دیود زنر و مقاومت سری است.
ساختار و عملکرد (مثال دیود زنر): یک مقاومت (Rs) به صورت سری با ترکیب موازی دیود زنر و بار (R_L) قرار می گیرد. دیود زنر در ناحیه شکست معکوس (Reverse Breakdown) کار می کند و ولتاژ دو سر آن تقریبا ثابت و برابر ولتاژ زنر (
\[ V_Z \]) است. ولتاژ خروجی
\[ V_{out} = V_Z \]است.
⭐ اگر ولتاژ ورودی (
\[ V_{in} \]) افزایش یابد، جریان کل افزایش می یابد. اما این افزایش جریان عمدتا از دیود زنر عبور می کند (جریان شنت افزایش می یابد) و جریان بار تقریبا ثابت می ماند، در نتیجه ولتاژ خروجی ثابت می ماند.
⭐ اگر مقاومت بار کاهش یابد (جریان بار افزایش یابد)، برای ثابت ماندن ولتاژ خروجی، جریان عبوری از زنر کاهش می یابد (تا حدی که به صفر برسد). اگر جریان بار بیشتر از جریان تأمین شده توسط مقاومت سری شود، رگولاسیون از بین می رود.
مزایا و معایب:
⭐ مزایا: بسیار ساده و ارزان (مخصوصا نوع زنر)، حفاظت ذاتی در برابر اتصال کوتاه (در صورت اتصال کوتاه خروجی، جریان توسط مقاومت سری محدود می شود).
⭐ معایب: راندمان بسیار پایین، به خصوص در جریان های کم بار، زیرا توان به طور مداوم در مقاومت سری و المان شنت تلف می شود. برای بارهای با جریان بالا مناسب نیست.
رگولاتور موازی با ترانزیستور: برای جریان های بالاتر، می توان از یک ترانزیستور قدرت به عنوان المان شنت استفاده کرد که توسط یک تقویت کننده خطا و ولتاژ مرجع کنترل می شود. این مدار عملکرد مشابه رگولاتور سری دارد، با این تفاوت که ترانزیستور به جای سری، موازی با بار است.
کاربردها: رگولاتورهای موازی بیشتر در کاربردهای کم جریان و کم اهمیت (مانند تأمین ولتاژ مرجع) یا به عنوان بخشی از مدارهای حفاظتی استفاده می شوند.
