واژه رگولاتور (regulator) از فعل (regulate) به معنای تنظیم کردن گرفته شده است و خود واژه رگولاتور به معنای تنظیم کننده میباشد. رگولاتور ولتاژ قطعه ای است که کاربردهای زیادی در ساخت مدارهای الکترونیکی دارد، در واقع رگولاتورهای الکترونیکی نوعی نیمه هادی هستند که برای تنظیم ولتاژ طراحی شده اند. در مدارهای الکتریکی منبع تغذیه وظیفه تامین انرژی مورد نیاز مدارهای الکتریکی را بر عهده دارد. برق مورد نیاز مدارهای الکتریکی از نوع DC می باشد که توسط برق شهری که از نوع AC می باشد تبدیل می شود. اما این تبدیل برق از AC به DC همیشه ایده آل نیست، اما مقداری نویز در خروجی های آن یافت می شود. همچنین برق AC مقدار ثابتی نیست و دارای نوسان است. برای تنظیم ولتاژ ورودی به مدارهای الکترونیکی از دستگاهی به نام رگولاتور استفاده می شود که در ادامه به تفصیل توضیح داده شده است.
رگولاتور چیست؟
اکثر ماشین هایی که نیروی محرکه را با برق مستقیم تامین می کنند تا حدودی در برابر تغییرات جریان و ولتاژ مقاوم هستند؛ مثل الکتروموتورها. با این حال مدارهای الکترونیکی در برابر این نوسانات ظرفیت زیادی ندارند و تنها 1% بیشتر از مقدار طراحی شده را تحمل می کنند. اگر این تغییرات کمی بیشتر از این باشد به مدار آسیب می رساند. بنابراین برای ثابت نگه داشتن ولتاژ از وسیله ای به نام تنظیم کننده ولتاژ یا رگولاتور استفاده می کنند. در واقع این دستگاه نوعی قطعه الکتریکی است که برای تثبیت ورودی الکتریکی در یک ولتاژ معین استفاده می شود. با کمک آن ولتاژ ورودی را به ولتاژ مورد نیاز مدار تبدیل می کنند. به عنوان مثال، اگر ولتاژ ورودی که از منبع تغذیه خود دریافت می کنید 12 ولت است و برای اینکه مدار به درستی و ایمن کار کند به 5 ولت نیاز دارید رگولاتور به کمک شما خواهد آمد؛ و ولتاژ ورودی را به ولتاژ مورد نیاز تبدیل کنید. در این تجهیزات یک مدار اضافی برای حفظ ایمنی در صورت اتصال کوتاه وجود دارد.
انواع مختلف رگولاتور ولتاژ کدام است؟
انواع مختلفی از این قطعه وجود دارد که می توانید با توجه به نیاز و بودجه خود از بین آنها انتخاب کنید. اما اصلی ترین طیقه بندی در این قطعه الکترونیکی شامل نوع خطی و نوع سوئیچینگ می باشد که در ادامه با هر یک از این نوع رگلاتورها آشنا می شویم.
1.ولتاژ رگولاتورهای خطی
این نوع یکی از ارزان ترین انواع این دستگاه ها می باشد و در واقع ساده ترین راه برای داشتن ولتاژ ثابت استفاده از این نوع دستگاه ها می باشد. البته می توان از آن در مدارهای کم مصرف و کم هزینه استفاده کرد. این به این دلیل است که آنها فقط زمانی کار می کنند که اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی کم باشد. این تجهیزات به صورت استاندارد دارای سه پایه می باشد که برای اتصال آنها به مدار لازم است:
🟣پایه ورودی در آن را به پایه منبع ولتاژ متصل نمود.
🟣پایه وسطی که پایه زمین نامیده میشود را به پایهی منفی در منبع تغذیه وصل نمود.
🟣و در نهایت پایه خروجی که در واقع همان ولتاژ تنظیم شده در رگولاتور است به تغذیه مدارهایی که نیاز به ولتاژ ثابت و تنظیم شده دارند متصل می شود.
2.ولتاژ رگولاتورهای سوئیچینگ
انواع خطی این دستگاه ها تلفات بالایی دارند و این یکی از معایب اصلی آنهاست. اما نوع سوئیچینگ علاوه بر اینکه بسیار کارآمد است، تلفات کمتری نیز نسبت به نوع خطی دارد. در این نوع از تثبیت کنندههای ولتاژ ورودی میتواند برابر با خروجی یا حتی کمتر باشد. علاوه بر این، محدوده ولتاژ ورودی بسیار گسترده تر از نوع خطی است. راندمان این نوع حدود 85 درصد است در حالی که در مدل خطی راندمان کمتر از 50 درصد است.
3.ولتاژ رگولاتورهای الکترومکانیکی
از نامگذاری این نوع میتوان دریافت که ترکیبی از شاخصههای الکتریکی و مکانیکی هستند. کاربردهای اصلی این نوع بیشتر در مدارهای اولیه خودروها و در ژنراتورهای جریان متناوب یافت می شود. عمل تنظیم ولتاژ که رگولاسیون نیز نامیده می شود با کمک یک یا سه رله همراه با مقدار کمی مقاومت انجام می شود. ولتاژ برق تولید شده با این روش برابر با 6 یا 12 ولت است. توجه داشته باشید که این مقدار با تغییر مصرف بار یا دور موتور تغییر نمی کند و همیشه ثابت می ماند.
اجزای تشکیل دهندهی رگولاتور چیست؟
این دستگاه الکترونیکی دارای سه جزء اصلی است:
1️⃣قطعهی کنترل
2️⃣مدار کنترل
3️⃣ولتاژ رفرنس و یا مدار نمونهبردار
نکته مهم دیگری که در مورد این تجهیزات باید به آن توجه کرد این است که مقاومتی که به همراه آن ارائه می شود باعث تولید گرما و افزایش دمای قطعه می شود. به همین دلیل برای جلوگیری از خرابی آن نیاز است تا از هیت سینگ استفاده شود.
کاربرد رگولاتور خازنی
هدف از نصب خازن حذف بار راکتیو از مصرف کننده در هر شرایطی است و برای کنترل آن از رگلاتور خازن یا رگولاتور اصلاح ضریب قدرت استفاده می شود. در صنعت اغلب بارها از نوع سلفی مقاومتی هستند. موتورها، ترانسفورماتورها، کورههای القایی و حتی مبدلهای قدرت مانند یکسو کنندههای تریستور که دارای مدار کموتاسیون نیز هستند، دارای این ویژگی خود مقاومت هستند. ویژگی سلفی الکتریسیته در شبکه برق تولید می کند که توان راکتیو نامیده می شود. از آنجایی که این توان راکتیو مورد نیاز نیروگاه های صنعتی از طریق نیروگاه ها است، مشکلات مختلفی را برای شبکه های برق ایجاد می کند، مانند افزایش جریان، افزایش تلفات و افزایش تعداد سیم و کابل.
✅جمع بندی
ولتاژ رگولاتور یک دستگاه الکترونیکی است که برای حفظ ولتاژ ورودی در ولتاژ تنظیم شده مورد نیاز مدار استفاده می شود. از این قطعه برای تبدیل ولتاژ ورودی به ولتاژهای مدار مورد نیاز نیز استفاده می شود. به عنوان مثال، اگر ولتاژ خروجی منبع تغذیه شما 12 ولت است، و برای تامین برق مدار خود به 5 ولت نیاز دارید، باید از یک تنظیم کننده ولتاژ برای تغییر ولتاژ استفاده کنید. تنظیم ولتاژ در رگولاتور با کمک یک حلقه فیدبک انجام می شود که می تواند یک دیود زنر ساده یا فیدبک پیچیده تر با افزایش کارایی و عملکرد باشد. در مدارهایی با فیدبک پیچیده، ولتاژ ورودی را نیز می توان ارتقا بخشید. رگولاتورها در بسیاری از دستگاه ها مانند رایانه ها، ژنراتورهای جریان و سایر مدارهای الکترونیکی استفاده می شوند. یک تنظیم کننده ولتاژ مناسب دارای مدارهای اضافی برای محافظت از خود است، مانند مدارهایی مانند اتصال کوتاه، محدود کننده جریان، خاموش شدن بیش از حد دما و محافظت در برابر ولتاژ بالا. همچنین امواجی مانند ولتاژ AC را از بین می برد. ممنون از اینکه با فروشگاه برق صنعتی آذر نیرو همراه بودید.