เครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้า Diode คืออะไร?

ไดโอดควบคุมแรงดันไฟฟ้าเป็นเครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าที่ไดโอดเดี่ยวทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า เช่นเดียวกับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าวงจรรวมทั่วไป (IC) ไดโอดทำหน้าที่ในวงจรเพื่อรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่แตกต่างกันและแปลงให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโดยตรงเฉพาะ (DC) ที่คงที่ ไดโอดทำงานได้ดีพอ ๆ กับอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากคุณสมบัติลอการิทึมของพวกเขามีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าน้อยมากทั้งๆที่มีการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันค่อนข้างมากดังนั้นจึงให้เสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าที่ดีในวงจรเมื่อพบข้อ จำกัด ในการออกแบบ

ไดโอดที่ใช้มากที่สุดที่ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ควบคุมคือไดโอดซีเนอร์ซึ่งประสบความสำเร็จในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าโดยทั่วไปผ่านวิธีที่เรียกว่าอคติย้อนกลับ นี่เป็นวิธีการที่ขั้วบวกของไดโอดเป็นตะกั่วบวกเชื่อมต่อกับพื้นดินของแหล่งจ่ายไฟและแคโทดซึ่งเป็นตะกั่วเชิงลบเชื่อมต่อกับด้านบวกของแหล่งจ่ายไฟ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นแหล่งจ่ายไฟจะลดแรงดันไฟฟ้าข้ามไดโอดเท่ากับระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของไดโอด ระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดคือแรงดันไฟฟ้าที่ตกหล่นไปทั่วซีเนอร์ไดโอดเมื่อเชื่อมต่อในไบแอสแบบย้อนกลับในวงจรตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแรงดันสูงขึ้น ระดับแรงดันไฟฟ้านี้มีความสำคัญเมื่อออกแบบการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของวงจรเพราะมันจะตัดสินใจเอาท์พุทแรงดันไฟฟ้าควบคุม

ตัวอย่างเช่นหากมีแหล่งจ่ายไฟ 10 โวลต์และไดโอดซีเนอร์ที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 5.1 โวลต์ไดโอดซีเนอร์จะจม 5.1 โวลต์ ส่วนประกอบที่วางขนานจะได้รับแรงดันไฟฟ้าควบคุมเดียวกันนี้เนื่องจากวงจรเชื่อฟังกฎที่ส่วนประกอบทั้งหมดในแบบขนานได้รับแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน นี่คือวิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าไดโอดสำหรับวงจร

กฎเพิ่มเติมเมื่อสร้างวงจรควบคุมแรงดันไดโอดสำหรับหนึ่งเพื่อวางตัวต้านทานก่อนไดโอด ตัวต้านทานสามารถและมักจะอยู่ก่อนไดโอดเสมอเพื่อที่ว่าหากมีแรงดันมากเกินไปก็จะหยดผ่านตัวต้านทานและจะไม่เผาไหม้ไดโอดซีเนอร์ซึ่งสามารถแสดงผลเสียหากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟมากเกินไปจะถูกป้อน ในตัวอย่างของแหล่งจ่ายไฟ 10 โวลต์และซีเนอร์ไดโอดที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 5.1 โวลต์ไดโอดซีเนอร์จะจม 5.1 โวลต์และ 4.9 โวลต์ที่เหลือจะจมทั่วตัวต้านทานดังนั้นทั้งหมด 10 โวลต์จะจม ไดโอด ดังนั้นตัวต้านทานก่อนซีเนอร์ไดโอดจึงทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยในการลดแรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไปเพื่อให้ไดโอดซีเนอร์ไม่ได้รับแรงดันไฟฟ้าเกินกว่าที่จำเป็น

อีกวิธีในการเชื่อมต่อไดโอดซีเนอร์ในวงจรสำหรับควบคุมแรงดันไฟฟ้าแม้ว่าจะใช้น้อยกว่าปกติก็คือการเชื่อมต่อในวิธีที่เรียกว่าอคติไปข้างหน้า นี่คือวิธีการที่ขั้วบวกของไดโอดเชื่อมต่อกับด้านบวกของแหล่งจ่ายไฟและแคโทดเชื่อมต่อกับพื้นดินของแหล่งจ่ายไฟ ในการจัดเรียงเช่นนี้ไดโอดจะลดลงแรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการซึ่งมักจะประมาณ 0.7 โวลต์ วิธีนี้ไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากมีการลดลงของแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าแรงดันที่จ่ายโดยแหล่งจ่ายไฟเพียงเล็กน้อยและไม่ยืดหยุ่นในช่วงของค่าที่แตกต่างกันตามระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด

ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าไดโอดสามารถทำงานได้ดีเช่นเดียวกับอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า แต่เมื่อความแม่นยำคือกุญแจตัวเลือกที่ดีกว่าก็คือตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า IC ซึ่งมีกลไกควบคุมในตัวมากขึ้น หากเครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้าไดโอดมีกระแสไฟฟ้ามากพอในการทำงานก็สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันได้ เมื่อความแม่นยำไม่สำคัญเกินไปอย่างไรก็ตามตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าไดโอดสามารถเป็นตัวเลือกที่ดี