Vad är en diodspänningsregulator?
En diodspänningsregulator är en spänningsregulator i vilken en enda diod fungerar som den spänningsreglerande anordningen. Precis som en konventionell spänningsregulator för integrerad krets (IC) tjänar dioden i kretsen för att ta en varierande ingångsspänning och omvandla den till en specifik, konstant likströmsspänning (DC). Dioder fungerar avsevärt väl som spänningsregulatoranordningar på grund av deras logaritmiska egenskaper att de har mycket minimala spänningsförändringar trots relativt stora strömförändringar, vilket ger god spänningsstabilitet i en krets när konstruktionsbegränsningar uppfylls.
Den mest använda dioden som fungerar som en regleranordning är zenerdioden, som uppnår spänningsreglering oftast genom en metod som kallas omvänd förspänning. Detta är en metod där diodens anod, dess positiva ledning, är ansluten till strömförsörjningens jord, och katoden, dess negativa ledning, är ansluten till den positiva sidan av strömförsörjningen. När detta inträffar tappar strömförsörjningen en spänning över dioden lika med den maximala spänningsgraden för dioden. Maximal spänningsgrad är spänningen som tappas över zenerdioden när den är ansluten i omvänd förspänning i en krets, så länge strömförsörjningsspänningen har större spänning. Denna spänningsgradering är avgörande vid utformning av spänningsreglering av en krets eftersom den avgör den reglerade spänningsutgången.
Om det till exempel finns en strömförsörjning på 10 volt och en zenerdiod med en maximal spänningsgrad på 5,1 volt kommer zenerdioden att sjunka 5,1 volt. En komponent placerad parallellt får också samma reglerade spänningsutgång, eftersom kretsar följer regeln att alla parallella komponenter får samma spänning. Således uppnås diodspänningsreglering för en krets.
En ytterligare regel när du skapar diodspänningsreguleringskrets är att en ska placera ett motstånd före dioden. Ett motstånd kan vara och placeras vanligtvis alltid före dioden så att om det finns överdriven spänning, faller det över motståndet och bränner inte ut zenerdioden, vilket kan göras defekt om överdriven strömförsörjningsspänning matas till den. I exemplet med en strömförsörjning på 10 volt och en zenerdiod med en maximal spänningsgrad på 5,1 volt, skulle zenerdioden sjunka 5,1 volt och de återstående 4,9 volt sjunka över motståndet, så att inte alla 10 volt sjunker över dioden. Således fungerar motståndet före zenerdioden som en säkerhetsanordning för att tappa överdriven spänning över den så att zenerdioden inte får mer spänning än vad som är nödvändigt.
Ett annat sätt att ansluta en zenerdiod i en krets för spänningsreglering, även om mindre vanligt används, är att ansluta den på en metod som kallas framförspänning. Detta är en metod där diodens anod är ansluten till den positiva sidan av strömförsörjningen och dess katod är ansluten till marken för kraftförsörjningen. I ett sådant arrangemang kommer dioden att tappa sitt driftspänningsfall, vilket typiskt är cirka 0,7 volt. Detta är inte lika populärt för en metod eftersom det bara tappar en något lägre spänning än den spänning som avges av strömförsörjningen och inte är lika flexibel i olika värden som de maximala spänningsvärdena är.
En diodspänningsregulator kan fungera bra som en spänningsregulatoranordning, men när precision är nyckeln är ett bättre val en IC-spänningsregulator, som innehåller mer inbyggda regleringsmekanismer. Om en diodspänningsregulator innehåller tillräckligt stora förskjutningar i ström, kan den ge olika spänning. När noggrannhet inte är alltför viktig kan dock diodspänningsregulatorer vara ett bra val.