رگولاتور چیست؟
رگولاتور یک قطعه الکترونیکی است که وظیفه اصلی آن حفظ ولتاژ خروجی یک مدار در یک مقدار ثابت است. به عبارت سادهتر، این تجهیز مانند یک نگهبان ولتاژ عمل میکند و اجازه نمیدهد نوسانات و تغییرات ولتاژ ورودی، بر ولتاژ مورد نیاز مدار تأثیر بگذارد. واژه رگولاتور به معنی تنظیم کننده هست.
بسیاری از قطعات الکترونیکی برای عملکرد صحیح به ولتاژ ثابتی نیاز دارند. تغییرات ولتاژ میتواند باعث اختلال در عملکرد این قطعات و حتی آسیب به آنها شود. رگولاتور با محدود کردن ولتاژ، از مدار در برابر ولتاژهای بیش از حد محافظت میکند.
این تجهیز معمولاً به صورت سری در مدار قرار میگیرد. به این معنی که جریان عبوری از مدار باید از آن نیز عبور کند. این تجهیز دارای سه پایه اصلی است.
انواع رگولاتور
رگولاتور خطی
این نوع رگولاتورها با اتلاف انرژی اضافی به صورت گرما، ولتاژ را کاهش میدهند. رگولاتورهای خطی سادهتر و ارزانتر هستند، اما بازدهی انرژی کمتری دارند.
رگولاتور خطی با تبدیل انرژی الکتریکی اضافی به گرما، ولتاژ را کاهش میدهد. به عبارت دیگر، این قطعه مانند یک شیر تنظیم عمل میکند که جریان را به اندازهای تنظیم میکند که ولتاژ خروجی ثابت باقی بماند.
رگولاتور ولتاژ ورودی را با ولتاژ مرجع خود مقایسه میکند. اگر ولتاژ ورودی بیش از حد باشد، این قطعه جریان عبوری از مدار را کاهش میدهد تا ولتاژ خروجی به مقدار دلخواه برسد. انرژی الکتریکی اضافی که توسط رگولاتور حذف میشود، به گرما تبدیل میشود.
رگولاتور سوئیچینگ
این نوع رگولاتورها با روشن و خاموش کردن سریع یک سوئیچ، ولتاژ را تغییر میدهند. رگولاتورهای سوئیچینگ بازدهی انرژی بالاتری دارند، اما پیچیدهتر و گرانتر هستند.
رگولاتورهای سوئیچینگ برخلاف رگولاتورهای خطی، انرژی کمتری را به صورت گرما تلف میکنند و در نتیجه بازدهی بسیار بالاتری دارند.
ترانزیستور موجود در رگولاتور با فرکانس بالا روشن و خاموش میشود. در حالت روشن، انرژی در یک سلف ذخیره میشود و در حالت خاموش، این انرژی به خروجی منتقل میشود. یک مدار کنترل، فرکانس و مدت زمان روشن و خاموش بودن ترانزیستور را به گونهای تنظیم میکند که ولتاژ خروجی در مقدار دلخواه ثابت بماند. برای حذف نویز و ریپل ولتاژ، از یک فیلتر در خروجی رگولاتور استفاده میشود.
کاربردهای رگولاتور
- تأمین ولتاژ ثابت برای دستگاههای الکترونیکی مختلف مانند تلفن همراه، کامپیوتر، تلویزیون و …
- برای تأمین ولتاژ ثابت برای تقویتکنندههای عملیاتی و سایر مدارهای تقویتکننده
- ولتاژ ثابت برای مدارهای منطقی دیجیتال.