چرا استفاده از تثبیت کننده ولتاژ و استابلایزر ضروری است؟

هدف رگولاتور ولتاژ نگه داشتن ولتاژ در مدار نسبتاً نزدیک به مقدار دلخواه است. تنظیم کننده های ولتاژ یکی از رایج ترین قطعات الکترونیکی هستند، زیرا منبع تغذیه اغلب جریان خام تولید می کند که در غیر این صورت به یکی از اجزای مدار آسیب می رساند. رگولاتورهای ولتاژ بسته به کاربرد خاص آنها، عملکردهای خاص مختلفی دارند.

تنظیم ولتاژ غیر فعال

اگر منبع تغذیه به طور مداوم ولتاژی بیشتر از آنچه که اجزای مدار نیاز دارند تولید کند، ممکن است از یک تنظیم کننده ولتاژ غیرفعال استفاده شود. این نوع تنظیم کننده ولتاژ اساساً از یک مقاومت با مجموعه خاصی از ویژگی های عملکرد تشکیل شده است. یک تنظیم کننده ولتاژ غیرفعال ولتاژ ورودی را به سطح خروجی مورد نظر کاهش می دهد و انرژی اضافی را به عنوان گرما تخلیه می کند. تنظیم‌کننده‌های غیرفعال معمولاً برای دفع این گرمای غیر ضروری به یک هیت سینک نیاز دارند.

تنظیم ولتاژ فعال

مدارهایی که نیاز به افزایش ولتاژ دارند به یک تنظیم کننده ولتاژ فعال نیاز دارند. چنین تنظیم کننده های ولتاژ معمولاً از نوعی حلقه بازخورد منفی برای کنترل ولتاژ استفاده می کنند. این بدان معنی است که ولتاژ خارج از محدوده مورد نظر باعث می شود تنظیم کننده ولتاژ ولتاژ را به محدوده مشخص شده خود بازگرداند. به نوبه خود، این عمل باعث می شود که تنظیم کننده ولتاژ تغییر ولتاژ مدار را متوقف کند.

مقررات اصلی استابلایزر

تنظیم کننده های ولتاژ در یک خط اصلی برق AC برای کنترل تغییرات ولتاژ بسیار زیاد در این نوع مدارها. ترانسفورماتور در یک خط اصلی دارای چندین شیر است که ولتاژ مدار را کنترل می کند. هنگامی که ولتاژ خروجی رگولاتور اصلی به کمتر از مقدار حداقل می‌رسد، رگولاتور به شیری با ولتاژ بالاتر متصل می‌شود. به طور مشابه، هنگامی که ولتاژ خروجی از حداکثر مقدار بالاتر می رود، رگولاتور به شیری با ولتاژ کمتر متصل می شود.

تثبیت ولتاژ AC

تثبیت ولتاژ AC به تنظیم نوسانات نسبتاً جزئی در ولتاژ AC اشاره دارد. این تنظیم کننده های ولتاژ به طور معمول در خانه استفاده می شود تا ولتاژ را در محدوده مورد نیاز لوازم خانگی نگه دارد. تنظیم کننده های ولتاژ AC از یک سروومکانیسم استفاده می کنند که به طور مداوم به تغییرات جزئی ولتاژ ترانسفورماتور پاسخ می دهد تا ولتاژ خانه را در محدوده باریکی نگه دارد.

تثبیت ولتاژ DC

تثبیت کننده های ولتاژ DC ولتاژ را در مداری که از باتری استفاده می کند، کنترل می کنند. آنها از یک دستگاه شنت مانند دیود شکست بهمن، لوله تنظیم کننده ولتاژ یا دیود زنر استفاده می کنند تا فقط در یک ولتاژ مشخص هدایت شوند. شنت به اندازه‌ای که برای خروجی این ولتاژ لازم است، جریان خواهد داشت. برای اینکه یک تثبیت کننده ولتاژ DC ایمن کار کند، جریان منبع تغذیه ممکن است از حداکثر حد ولتاژ ایمن دستگاه شنت تجاوز نکند. این معمولاً با گنجاندن یک مقاومت سری در مدار انجام می شود.

استابلایزر ولتاژ

تنظیم کننده ولتاژ، هر وسیله الکتریکی یا الکترونیکی که ولتاژ منبع تغذیه را در محدوده قابل قبول حفظ می کند. تنظیم کننده ولتاژ برای حفظ ولتاژها در محدوده تعیین شده مورد نیاز است که توسط تجهیزات الکتریکی با استفاده از آن ولتاژ قابل تحمل است. چنین وسیله ای به طور گسترده در وسایل نقلیه موتوری از همه نوع استفاده می شود تا ولتاژ خروجی ژنراتور را با بار الکتریکی و نیازهای شارژ باتری مطابقت دهد. تنظیم کننده های ولتاژ همچنین در تجهیزات الکترونیکی استفاده می شوند که در آنها تغییرات بیش از حد ولتاژ مضر است.

در وسایل نقلیه موتوری، تنظیم‌کننده‌های ولتاژ به‌سرعت از یکی از سه حالت مدار به وسیله یک کلید دوقطبی با فنر تغییر می‌کنند. در سرعت های پایین، مقداری جریان از ژنراتور برای تقویت میدان مغناطیسی ژنراتور استفاده می شود و در نتیجه ولتاژ خروجی افزایش می یابد. در سرعت های بالاتر، مقاومت به مدار میدان ژنراتور وارد می شود تا ولتاژ و جریان آن تعدیل شود. در سرعت های بالاتر، مدار خاموش می شود و میدان مغناطیسی را کاهش می دهد. نرخ تعویض رگولاتور معمولاً 50 تا 200 بار در ثانیه است.

تنظیم کننده های ولتاژ الکترونیکی از دستگاه های نیمه هادی حالت جامد برای صاف کردن تغییرات جریان جریان استفاده می کنند. در بیشتر موارد، آنها به عنوان مقاومت های متغیر عمل می کنند. یعنی زمانی که بار الکتریکی سنگین است، مقاومت کاهش می یابد و زمانی که بار سبک تر می شود، افزایش می یابد.

تنظیم کننده های ولتاژ همان عملکردی را در سیستم های توزیع برق در مقیاس بزرگ انجام می دهند که در وسایل نقلیه موتوری و سایر ماشین ها انجام می دهند. آنها تغییرات ولتاژ را به حداقل می‌رسانند تا از تجهیزات با استفاده از برق محافظت کنند. در سیستم‌های توزیع برق، تنظیم‌کننده‌ها یا در پست‌ها یا در خود خطوط تغذیه هستند. دو نوع رگولاتور استفاده می‌شود: تنظیم‌کننده‌های پله‌ای، که در آن سوئیچ‌ها جریان جریان را تنظیم می‌کنند، و تنظیم‌کننده‌های القایی، که در آن یک موتور القایی ولتاژ ثانویه و دائماً تنظیم‌شده را برای یکنواخت کردن تغییرات جریان در خط تغذیه تامین می‌کند.