voolureguleerimist

Voolureguleerimine on protsess, mille käigus hoitakse elektrivool teatud soovitud tasemel, hoolimata muutuvast koormusest ja sisendsignaalide kõikumisest. Voolureguleerimine on keskne nii jõu- ja lisaseadmetes kui ka tööstuslike ja tarbeelektroonika süsteemides, kus täpne ja stabiilne vool on vajalik. Vooluregulaatorid võivad tagada konstantse voolu erinevate koormustega ning moodustada olulise osa LED-süsteemidest, akude laadimis- ja mehhaaniliste süsteemide juhtimisel.

Voolureguleerimise peamised lähenemised on lineaarne ja lülitusvooluregulaator. Lineaarne vooluregulaator kasutab pass elementi (transistor või MOSFET) ja juhtivvõimendit ning reguleerib voolu, muutes pinget koormuses. Selline lahendus on lihtne ja kiires vastuses täpne, kuid kogub suurt soojusenergia ning sobib tavaliselt väikestele vooludele. Lülitusvooluregulaatorid kasutavad energiat salvestavat induktorit ning switchinge topoloogiaid (näiteks buck, boost, buck-boost). Need on efektiivsed suuremate voolude puhul, pakuvad suuremat efektiivsust ja paremat soojusjuhtivust, kuid nõuavad keerukamat juhtimist ja filtreerimist.

Kontrollisüsteemide aluseks on vooluhulga mõõtmine, tavaliselt shunt- või teisendust kasutav vooluandur; mõõtetulemus võrdleb soovitud väärtusega ja genereerib vea. Seejärel kasutatakse korrigeeriva kontrolli (tihti PI või PID) ning PWM- või current-mode juhtimist, et määrata sobiv lülitusaeg ja hoidmistsükli. Väline koormus ja toitepinge kõikumised võivad nõuda kompensatsiooni ja termilise stabiilsuse tagamist.

Rakendused hõlmavad LED-driverid, akulaadijad, elektriajamid ja keerukate andursüsteemide toiteallikad. Võimalikud väljakutsed hõlmavad termilist mõju, EMI, tolerantside ja ohutuse nõudeid ning süsteemi stabiilsust igal töörežiimil.