Hva er en diodespenningsregulator?
En diodespenningsregulator er en spenningsregulator der en enkelt diode fungerer som den spenningsregulerende anordningen. Akkurat som en konvensjonell integrert krets (IC) spenningsregulator, tjener dioden i kretsen til å ta en varierende inngangsspenning og konvertere den ned til en spesifikk, konstant likstrøms (DC) spenning. Dioder fungerer betydelig godt som spenningsregulatoranordninger på grunn av deres logaritmiske karakteristikk ved å ha veldig minimale spenningsendringer til tross for relativt betydelige strømforandringer, og gir dermed god spenningsstabilitet i en krets når designbegrensninger er oppfylt.
Den mest brukte dioden som fungerer som en regulatoranordning, er zenerdioden, som oppnår spenningsregulering oftest gjennom en metode som kalles omvendt skjevhet. Dette er en metode der diodens anode, dens positive ledning, er koblet til strømforsyningens jord, og katoden, dens negative ledning, er koblet til den positive siden av strømforsyningen. Når dette skjer, faller strømforsyningen en spenning over dioden lik den maksimale spenningsvurderingen til dioden. Maksimal spenningsvurdering er spenningen som faller over zenerdioden når den er koblet i revers forspenning i en krets, så lenge strømforsyningsspenningen har større spenning. Denne spenningsvurderingen er avgjørende når du utformer spenningsreguleringen til en krets fordi den bestemmer den regulerte spenningsutgangen.
Hvis det for eksempel er en strømforsyning på 10 volt og en zenerdiode med en maksimal spenningsvurdering på 5,1 volt, vil zenerdioden synke 5,1 volt. En komponent plassert i parallell vil også motta samme regulerte spenningsutgang, fordi kretsløp overholder regelen om at alle parallelle komponenter får den samme spenningen. Slik oppnås diodespenningsregulering for en krets.
En tilleggsregel når du oppretter diodespenningsreguleringskrets er at en skal plassere en motstand før dioden. En motstand kan og er alltid alltid plassert før dioden, slik at hvis det er for stor spenning, faller den over motstanden og ikke brenner ut zenerdioden, noe som kan gjøres mangelfull hvis overdreven strømforsyningsspenning tilføres den. I eksemplet med en strømforsyning på 10 volt og en zenerdiode med en maksimal spenningsvurdering på 5,1 volt, ville zenerdioden synke 5,1 volt, og de resterende 4,9 volt ville synke over motstanden, slik at ikke alle 10 volt synker over dioden. Dermed fungerer motstanden før zenerdioden som en sikkerhetsanordning for å slippe for stor spenning over den slik at zenerdioden ikke får mer spenning enn det som er nødvendig.
En annen måte å koble en zenerdiode til i en krets for spenningsregulering, men mindre ofte brukt, er å koble den til i en metode som kalles fremskjevhet. Dette er en metode der diodens anode er koblet til den positive siden av strømforsyningen og dens katode er koblet til bakken på strømforsyningen. I et arrangement som dette vil dioden falle driftsspenningsfallet, som typisk er omtrent 0,7 volt. Dette er ikke så populært av en metode fordi den bare slipper en litt lavere spenning enn spenningen gitt av strømforsyningen og ikke er like fleksibel i forskjellige verdiområder som den maksimale spenningsvurderingen er.
En diodespenningsregulator kan fungere godt som en spenningsregulatoranordning, men når presisjon er nøkkel, er et bedre valg en IC-spenningsregulator, som inneholder mer innebygde reguleringsmekanismer. Hvis en diodespenningsregulator inneholder store nok skift i strøm, kan den produsere forskjellig spenning. Når nøyaktighet ikke er for viktig, kan imidlertid diodespenningsregulatorer være et godt valg.