Virtaussäätimet

Virtaussäätimet ovat elektronisia järjestelmiä, joiden tehtävänä on ylläpitää tai rajoittaa sähkövirtaa kuormassa siten, että virta vastaa etukäteen määritettyä arvoa. Ne voivat olla erillinen laite, piirilevylle kootu IC-piiri tai osa virtalähdettä. Tarkoituksena on tarjota vakaata virtaa riippumatta kuorman tai syöttöjännitteen muutoksista, mikä on tärkeää esimerkiksi valonlähteissä, moottoreissa ja mittauslaitteissa.

Toimintaperiaate perustuu mittaukseen ja palautteeseen. Virta mitataan usein shunt-resistorin avulla ja tulos ohjataan vertailu- tai ohjainlogiikkaan, joka säätää kapasitanssia, transistorin ohjausta tai PWM-säätöä. Lineaarinen virtaussäädin muuttaa ohjausta suoraan, jolloin kuormavirta pidetään vakaana, mutta energiatehokkuus heikkenee suurilla virroilla. Kytkimperusteiset virtaussäätimet käyttävät induktoria ja nopeaa PWM-säätöä, jolloin ne voivat ylläpitää vakion virran yli laajempien jännitealueiden ja tarjota paremman hyötysuhteen.

Käyttökohteita ovat erityisesti LED-ajurit, joissa vakio LED-virta parantaa käyttöikää ja valonväriä, sekä akkukäyttöiset järjestelmät, teholähteet ja moottorinohjaukset. Virtaussäätimiä voidaan käyttää myös testilaboratorioissa nykyohjaukseen ja sähköisten mittausepäilyjen rajoittamiseen.

Suunnittelussa huomioidaan lämmöntuotto, toleranssit, lämpötilavaihtelut sekä turvallisuus- ja standardivaatimukset, kuten IEC/EN-säädökset. Virtaussäätimiä on sekä integroidussa että erillisenä ratkaisuna, ja niiden valinta riippuu sovelluksen vaaditusta jännite-, virta- ja tehonkulutuksesta sekä tarvittavasta tehokkuudesta.