انواع رگولاتور و کاربرد آن

رگولاتور ها

در مدار های الکتریکی وظیفه تامین انرژی مورد نیاز مدارات الکتریکی به عهده منابع تغذیه می باشد. برق مورد نیاز مدارات الکتریکی از نوع برق DC است که توسط منابع تغذیه از برق شهر که از نوع AC است ، تبدیل می شود. اما تبدیل این برق از AC به DC همواره کاملا ایده آل نبوده و کمی نویز در خروجی های آن مشاهده می شود. همچنین برق AC نیز یک مقدار ثابت نبوده و دارای اختلاف نوسان می باشد. برای ثابت کردن ولتاژ ورودی در مدارات الکترونیکی از وسیله ای به نام تنظیم کننده ولتاژ  استفاده می شود که در ادامه مطلب به صورت کامل توضیح خواهیم داد.

معمولا دستگاه هایی که نیروی آن ها به طور مستقیم با برق AC  تامین می شود (مانند موتور ها) ، می توانند تا مقدار معینی نوسان را تحمل کنند. اما در مدارات الکترونیکی این نوسان بیشتر از ۱ درصد نمی تواند باشد واگر نه به سیستم صدماتی وارد می شود. برای ثابت کردن ولتاژ ورودی در مدارات الکترونیکی از وسیله ای به نام تنظیم کننده ولتاژ استفاده می شود.

ولتاژ رگولاتور یک قطعه الکترونیکی می باشد که از آن برای تثبیت ولتاژ ورودی در یک ولتاژ مشخص و مورد نیاز مدار، استفاده می شود. از این قطعه برای تبدیل ولتاژ ورودی به ولتاژ های مورد نیاز مدار نیز استفاده می شود. به طور مثال اگر ولتاژ خروجی منبع تغذیه شما ۱۲ ولت باشد و شما برای تامین برق مدار خود نیاز به برق ۵ ولت دارید، باید از یک ولتاژ رگولاتور جهت تبدیل این ولتاژ استفاده نمایید.

تنظیم ولتاژ در رگولاتور ها با کمک مدارات فیدبک صورت می گیرد که این می تواند مانند یک دیود زنر ساده باشد و یا فیدبک های پیچیده تر با بازده و عملکردی بالاتر باشد. در مداراتی با فیدبک های پیچیده می شود ولتاژ ورودی را حتی ارتقا داد.

یک ولتاژ رگولاتور مناسب دارای مدارهای اضافی برای محافظت از خود مانند مداراتی همچون مدار اتصال کوتاه ، محدود کننده جریان ، خاموش شدن بر اثر حرارت بالا و محافظت در برابر ولتاژ های بالا ، دارا می باشد. همچنین ریپل های ولتاژ AC را حذف می کند.

انواع رگولاتور های ولتاژ

انواع مختلفی از مدل های ارزان قیمت تا مدل هایی با بازده بالا و همچنین بسته به نیاز ما وجود دارد. به طور کلی می توان ولتاژ رگولاتور ها را به دو دسته خطی و کلیدزنی دسته بندی کرد.

ولتاژ رگولاتور های خطی

یکی از ساده ترین راه ها برای داشتن یک ولتاژ ثابت و مشخص ، استفاده از رگولاتور ها ی خطی می باشد. ارزان قیمت ترین و ساده ترین نوع ، رگولاتور های خطی هستند.که برای استفاده در توان های پایین و مدارات کم هزینه و در شرایطی که اختلاف بین ورودی و خروجی کم می باشد ، بهترین گزینه می باشد.

آن ها به طور استاندارد دارای ۳ پایه هستند (ورودی ، خروجی و زمین). نحوه اتصال این قطعات به مدار به شکل زیر است:

1. پایه ورودی به پایه مثبت منبع ولتاژ وصل می شود.
2. پایه زمین که پایه وسط است بایستی به پایه منفی منبع تغذیه متصل گردد.
3. پایه خروجی همان ولتاژ تنظیم شده و ثابت است که به تغذیه های مورد نیاز در مدار متصل می شود.

از پرکاربرد ترین رگولاتور های خطی می توان به خانواده LM78xx اشاره کرد.

ولتاژ رگولاتور های خطی خانواده ۷۸xx

این خانواده از رگولاتور ها ولتاژ خروجی ثابت و مثبتی دارند. دو حرف آخر نام آنها نشانگر ولتاژ خروجی این رگولاتور ها می باشد. به طور مثال LM7805 ولتاژ خروجی ۵ ولت را می دهد. 
خرید انواع رگولاتور ها

معمولا جریان نامی خروجی این خانواده برابر ۱ آمپر می باشد. همچنین ولتاژ ورودی این رگولاتور ها می تواند حداکثر تا میزان ۳۶ ولت باشد. یک مشکل عمده در این رگولاتور ها تلفات بالای آنها می باشد که در نتیجه باعث می شود که ولتاژ ورودی بایستی حداقل به مقدار ۲.۳ ولت از ولتاژ خروجی بیشتر باشد. یعنی در جریان نامی ۱ آمپر ،این رگولاتور ها چیزی حدود ۲.۳ وات انرژی را تلف می کنند. از طرفی هر چه مقدار اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی بیشتر باشد ، تلفات نیز با در نظر گرفتن کار در جریان نامی ، به همان میزان افزایش می یابد. به طور مثال اگر ولتاژ ورودی ۱۰ ولت و ولتاژ خروجی ۵ ولت باشد و رگولاتور جریان ۱ آمپر نامی خود را استفاده کند، تلفاتی به میزان ۵ وات را شاهد خواهیم بود (یعنی فقط ۵۰% بازده).  به جدول زیر نگاه کنید:

حداقل ولتاژ ورودی	ولتاژخروجی	مدل رگولاتور
۷.۳	۵	۷۸۰۵
۱۱.۵	۹	۷۸۰۹
۱۴.۶	۱۲	۷۸۱۲
۲۱	۱۸	۷۸۱۸
۲۷.۱	۲۴	۷۸۲۴

رگولاتور های خانواده ۷۹xx

مانند رگولاتور های خانواده ۷۸xx بوده با این تفاوت که خروجی آنها مقداری منفی است.

رگولاتور های سوییچینگ

همانطور که در بالا به آن اشاره کردیم ، یکی از معایب آن ها، تلفات بالا می باشد. اما مدل سوییچینگ دارای بازده بالا و تلفات بسیار کمتری نسبت به مدل خطی می باشند. ورودی این رگولاتور ها نه تنها می تواند برابر خروجی آن ها بوده ، بلکه می تواند کمتر هم باشد. همچنین دامنه ولتاژ ورودی قطعه نیز می تواند مقدار بسیار بیشتری ازمدل خطی باشد. این رگولاتور ها دارای بازدهی حداقل برابر با ۸۵% هستند که در مقایسه با بازده زیر ۵۰% رگولاتور های خطی ، مقداری بسیار مناسب می باشند.

رگولاتور های الکترومکانیکی

همان طور که از اسمشان مشخص است ، آنها ترکیبی از مشخصه های الکتریکی و مکانیکی هستند. از این نوع رگولاتور ها در مدارات اولیه جنراتورهای خودرو و برق AC استفاده می شده است. در این مدل  عمل رگولاسیون و یا تنظیم ولتاژ توسط یک ، دو و یا سه رله و مقداری مقاومت انجام می شود ک در نهایت برقی با ولتاژ ۶ و یا ۱۲ ولت را تولید می کند. این مقدار با تغییر میزان مصرف بار و یا مقدار دور موتور ، تغییری نمی کند و همواره ثابت می ماند.

برای دریافت مشاوره رایگان در مورد دستگاه ها و خرید فلزیاب روی لینک کلیک کنید.