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  • Voltage Regulator: Theory of Operation

    Un regolatore di tensione è un dispositivo che mantiene una tensione di uscita relativamente costante anche se la sua tensione di ingresso può essere molto variabile. Ci sono una varietà di tipi specifici di regolatori di tensione basati sul particolare metodo che usano per controllare la tensione in un circuito. In generale, un regolatore di tensione funziona confrontando la sua tensione di uscita con un riferimento fisso e minimizzando questa differenza con un circuito di feedback negativo.

    Regolatori passivi

    I regolatori di tensione passivi sono un progetto molto semplice che può essere utilizzato solo quando la tensione di ingresso sarà sempre maggiore della tensione di uscita. Contiene un resistore che riduce la tensione di uscita al livello desiderato. Il resistore scarica semplicemente la tensione in eccesso sotto forma di calore. I circuiti che potrebbero richiedere un aumento di tensione necessiteranno di un regolatore di tensione attivo.

    Funzionamento di base

    Un regolatore di tensione di base si basa su un semplice progetto elettromeccanico. Un filo collegato al circuito è avvolto in modo da formare un elettromagnete. All'aumentare della tensione nel circuito, aumenta anche la forza dell'elettromagnete. Questo fa sì che un nucleo di ferro si muova verso l'elettromagnete che è collegato a un interruttore di alimentazione. Quando il magnete mobile tira l'interruttore, riduce la tensione nel circuito.

    Anello di feedback negativo

    Il nucleo di ferro viene trattenuto dall'elettromagnete con una certa forza, come una molla o una gravità . Quando la tensione nel circuito diminuisce, l'elettromagnete si indebolisce. Ciò consente all'anima di ferro di tornare indietro nella sua posizione di riposo che riaccende l'interruttore e aumenta la tensione del circuito. Questo produce un circuito di feedback negativo, il che significa che il regolatore di tensione riduce la tensione quando è troppo alta e aumenta la tensione quando è troppo bassa.

    Sensibilità crescente

    La sensibilità di un regolatore di tensione può essere aumentato sostanzialmente con un design che consente al nucleo di ferro di muoversi lungo una gamma di resistenze o avvolgimenti. Quando la posizione del nucleo di ferro cambia, contatta il circuito in punti diversi, il che altera la tensione del circuito come richiesto. Questo design consente al regolatore di tensione di rispondere a piccolissimi cambiamenti nella tensione del circuito.

    Tipi specifici

    Un regolatore di rete è un termine più specifico per un dispositivo che controlla la tensione su un alimentatore CA linea di distribuzione. Uno stabilizzatore di tensione CA in genere utilizza un autotrasformatore a variazione continua per regolare la tensione principale in una casa. Uno stabilizzatore di tensione CC controlla spesso la tensione grezza di una batteria utilizzando uno shunt che conduce solo l'elettricità a una tensione specifica

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