ווסת מתח לוקחים מתח כניסה ויוצרים מתח מוצא מווסת ללא קשר למתח הכניסה ברמת מתח קבועה או ברמת מתח מתכווננת. ויסות אוטומטי זה של רמת מתח המוצא מטופל על ידי טכניקות משוב שונות. חלק מהטכניקות הללו פשוטות כמו דיודת זנר. אחרים כוללים טופולוגיות משוב מורכבות שמשפרות את הביצועים, האמינות והיעילות ומוסיפות תכונות אחרות כמו הגברת מתח המוצא מעל מתח הכניסה לווסת המתח.
ווסת מתח הם תכונה נפוצה במעגלים רבים כדי להבטיח שמתח קבוע ויציב מסופק לאלקטרוניקה רגישה.
איך פועלים ווסת מתח ליניארי
שמירה על מתח קבוע עם קלט לא ידוע ועלול להיות רועש דורשת אות משוב כדי להבהיר אילו התאמות יש לבצע. הרגולטורים ליניאריים משתמשים בטרנזיסטור כוח כנגד משתנה שמתנהג כמו החצי הראשון של רשת מחלק מתח. הפלט של מחלק המתח מניע את טרנזיסטור הכוח בצורה מתאימה כדי לשמור על מתח מוצא קבוע.
מכיוון שהטרנזיסטור מתנהג כמו נגד, הוא מבזבז אנרגיה על ידי המרתו לחום רב. מכיוון שההספק הכולל שהומר לחום שווה למפל המתח בין מתח הכניסה למתח המוצא כפול הזרם המסופק, ההספק המומר לעתים קרובות יכול להיות גבוה מאוד, ודורש גופי קירור טובים.
צורה חלופית של ווסת ליניארי היא וסת shunt, כגון דיודת זנר. במקום לפעול כהתנגדות סדרתית משתנה כפי שעושה הרגולטור הליניארי הטיפוסי, ווסת shunt מספק נתיב לאדמה עבור מתח (וזרם) עודף לזרום דרכו.סוג זה של וסת הוא לעתים קרובות פחות יעיל מאשר וסת ליניארי סדרתי טיפוסי. זה מעשי רק כאשר יש צורך ומסופק מעט כוח.
איך פועלים ווסתי מתח מיתוג
ווסת מתח מיתוג פועל על עיקרון שונה מאשר ווסת מתח ליניארי. במקום לשמש כשקע מתח או זרם כדי לספק פלט קבוע, וסת מיתוג אוגר אנרגיה ברמה מוגדרת ומשתמש במשוב כדי להבטיח שרמת הטעינה נשמרת עם אדוות מתח מינימלית. טכניקה זו מאפשרת לווסת המיתוג להיות יעיל יותר מהווסת הליניארי על ידי הפעלה מלאה של טרנזיסטור (עם התנגדות מינימלית) רק כאשר מעגל אגירת האנרגיה זקוק לפרץ אנרגיה. גישה זו מפחיתה את סך ההספק המבוזבז במערכת להתנגדות של הטרנזיסטור במהלך המיתוג כאשר הוא עובר ממוליך (התנגדות נמוכה מאוד) לאי מוליך (התנגדות גבוהה מאוד) והפסדי מעגל קטנים אחרים.
ככל שווסת מיתוג עובר מהר יותר, כך הוא צריך פחות קיבולת אחסון אנרגיה כדי לשמור על מתח המוצא הרצוי, מה שאומר שניתן להשתמש ברכיבים קטנים יותר. עם זאת, העלות של מיתוג מהיר יותר היא אובדן יעילות, שכן זמן רב יותר מושקע במעבר בין מצבי הולכה וחוסר הולכה. יותר כוח אבד מחימום התנגדות.
תופעת לוואי נוספת של מיתוג מהיר יותר היא העלייה ברעש האלקטרוני שנוצר על ידי ווסת המיתוג. על ידי שימוש בטכניקות מיתוג שונות, וסת מיתוג יכול:
- הורד את מתח הכניסה (טופולוגיה של buck).
- הגבר את המתח (הגברת הטופולוגיה).
- שניהם יורדים או מגבירים את המתח (buck-boost) לפי הצורך כדי לשמור על מתח המוצא הרצוי.
גמישות זו הופכת את הרגולטורים של מיתוג לבחירה מצוינת עבור יישומים רבים המופעלים על ידי סוללה, מכיוון שווסת המיתוג יכול להגביר או להגביר את מתח הכניסה מהסוללה כשהסוללה מתרוקנת.
