تعریف رگولاسیون بار در رگولاتور ولتاژ

تعریف رگولاسیون بار در رگولاتور ولتاژ:

زمانی که ولتاژ DC ورودی تغییر می کند، یک مدار الکترونیکی که رگولاتور ولتاژ یا رگولاتور نام دارد، سطح ولتاژ خروجی را ثابت نگه می دارد. نمایی از این مدار در تصویر زیر نشان داده شده است.

رگولاسیون خط (Line Regulation) را می توان به صورت درصد تغییرات در ولتاژ خروجی به ازای تغییرات در ولتاژ خط ورودی تعریف کرد. زمانی که بازه ای از مقادیر ولتاژ ورودی را داشته باشیم، رگولاتور خط به صورت درصد و بر حسب عبارت زیر محاسبه می شود:

زمانی که به دلیل مقاومت متغیر بار، مقدار جریان عبوری از آن بار تغییر کند، وظیفه تنظیم کننده ولتاژ این است که سطح ولتاژ در دو سر بار را در یک حد ثابت نگه دارد. در تصویر زیر شماتیکی از یک رگولاتور بار را می توان مشاهده کرد.

همان طور که در تصویر بالا مشاهده می شود، هر تغییری در جریان بار در عمل هیچ تأثیری روی ولتاژ خروجی یک رگولاتور ندارد.

رگولاسیون بار (Load Regulation) را می توان به صورت درصد تغییرات در ولتاژ خروجی به ازای تغییرات داده شده در جریان بار تعریف کرد.

یک راه برای بیان کردن رگولاتور بار به صورت درصد تغییرات در ولتاژ خروجی از حالت بی باری (No-Load) تا بار کامل (Full-Load) است. بر اساس این تعریف درصد رگولاتور بار به صورت زیر محاسبه می شود:

یک راه دیگر برای تعریف رگولاتور بار، بیان آن بر اساس درصد تغییرات در ولتاژ خروجی به ازای هر میلی آمپر تغییر در جریان بار است. به عنوان مثال، یک رگولاسیون بار به اندازه 0٫01٪ بر میلی آمپر، به این معنی است که هنگامی که جریان بار 1 میلی آمپر افزایش یا کاهش یابد، ولتاژ خروجی به اندازه 0٫01 درصد تغییر می کند.

گاهی اوقات کارخانه سازنده منبع تغذیه، به جای تعریف رگولاسیون بار، مقدار معادلی از مقاومت خروجی (ROUT) منبع تغذیه را مشخص می کند. در مبحث مدار معادل تونن به این موضوع پرداختیم که می توان برای هر مدار خطی دو ترمینالی یا دو پورتی، مدار معادلی را ترسیم کرد که مدار معادل تونن نام دارد.

در شکل زیر نمایی از مدار معادل تونن یک منبع تغذیه با مقاومت بار نشان داده شده است.

ولتاژ تونن برابر با ولتاژ منبع تغذیه در حالت بی باری (VNL) و مقاومت تونن برابر با مقدار مقاومت مشخص خروجی (ROUT) است. در حالت ایده آل، مقدار مقاومت خروجی متناظر با رگولاسیون بار 0 درصد، برابر با صفر در نظر گرفته می شود. اما در عمل، مقدار مقاومت خروجی یک منبع تغذیه مقدار کوچکی است و هیچ گاه به صورت کامل صفر نخواهد شد.

مقدار ولتاژ خروجی با در نظر گرفتن مقدار مقاومت بار را می توان با استفاده از معادله مدار مقسم ولتاژ به صورت زیر محاسبه کرد:

اگر در مدار مقدار مقاومت بار کامل (RFL) برابر با مقدار مقاومت بار باشد، آن گاه مقدار ولتاژ خروجی بار کامل به صورت زیر به دست می آید:

حال با جایگذاری مقدار مقاومت بی باری به جای مقدار مقاومت بار کامل در معادله بالا داریم:

درنتیجه داریم:

حال می توان نوشت:

معادله بالا روشی بسیار عالی برای محاسبه درصد رگولاسیون بار محسوب می شود که از مقاومت خروجی و کمینه مقدار مقاومت بار استفاده می کند.