پاور رگولاتور چیست؟

پاور رگولاتور یا تنظیم‌کننده ولتاژ، یک مدار الکترونیکی است که ولتاژ خروجی یک منبع تغذیه را در سطح مشخص و ثابتی نگه می‌دارد، بدون توجه به تغییرات ولتاژ ورودی یا بار خروجی.
این دستگاه‌ها نقش بسیار مهمی در عملکرد صحیح دستگاه‌های الکترونیکی ایفا می‌کنند، زیرا بسیاری از مدارها برای کار صحیح به ولتاژ ثابتی نیاز دارند.

چرا به پاور رگولاتور نیاز داریم؟

تغییرات ولتاژ ورودی: ولتاژ برق شهر ممکن است نوسان داشته باشد. پاور رگولاتور این نوسانات را جذب کرده و ولتاژ ثابتی را برای مدار فراهم می‌کند.
تغییرات بار خروجی: با تغییر بار (مصرف جریان) یک مدار، ولتاژ خروجی منبع تغذیه ممکن است تغییر کند. پاور رگولاتور این تغییرات را جبران کرده و ولتاژ را ثابت نگه می‌دارد.
حفاظت از مدار: پاور رگولاتور می‌تواند از مدار در برابر ولتاژهای بیش از حد محافظت کند.

انواع پاور رگولاتور

پاور رگولاتورها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

خطی: این نوع رگولاتورها با اتلاف انرژی اضافی به صورت گرما، ولتاژ را کاهش می‌دهند. راندمان آن‌ها نسبتاً پایین است اما ساختار ساده‌ای دارند.
سوئیچینگ: این نوع رگولاتورها با روشن و خاموش کردن سریع ترانزیستورها، ولتاژ را تغییر می‌دهند. راندمان آن‌ها بسیار بالاتر از نوع خطی است اما ساختار پیچیده‌تری دارند.

کاربردهای پاور رگولاتور

تغذیه مدارهای مجتمع (IC): بیشتر ICها به ولتاژ بسیار دقیق و ثابتی نیاز دارند.
تغذیه تقویت‌کننده‌های صوتی: برای جلوگیری از نویز و اعوجاج در خروجی تقویت‌کننده‌ها.
تغذیه میکروکنترلرها: برای عملکرد صحیح میکروکنترلرها.
تغذیه نمایشگرهای LCD و LED: برای روشنایی یکنواخت و عمر طولانی.

اجزای اصلی یک پاور رگولاتور خطی

ترانزیستور گذرا: برای تنظیم ولتاژ
دیود زنر: برای تعیین ولتاژ مرجع
مقاومت‌ها: برای تنظیم جریان و تقویت سیگنال

مزایای استفاده از پاور رگولاتور یا کنترلر ولتاژ

•  قابلیت راه‌اندازی Soft Start توسط کنترل بار:

با استفاده از این قابلیت می‌توان شیب رسیدن دمای هیتر از حالت سرد به دمای مطلوب را تنظیم کرد. بدین ترتیب هیتر کمتر دچار تنش گرمایی شده و عمر طولانی‌تری خواهد داشت.

قابلیت کنترل توان و دمای هیتر با سیگنال‌های آنالوگ استاندارد (4-20)mA یا (0-10)V و …: این سیگنال معمولا توسط ترموستات یا کنترلر دمای با خروجی آنالوگ برای کنترل بار تامین می‌شود.

• افزایش طول عمر المنت:

با استفاده از پاور رگولاتور، هیتر هرگز خاموش نمی‌شود و فقط میزان توان آن توسط سیگنال وروردی کم یا زیاد می‌شود. بدین ترتیب المنت دچار کمترین تنش حرارتی شده و همچنین با سرعت و قابلیت اطمینان بیشتری توان هیتر را کنترل می‌کند.

• کاهش هزینه تعمیرات و نگهداری:

با استفاده از کنترل بار و افزایش طول عمر هیتر، تعمیرات دوره‌ای کمتر و عمر مفید هیتر و المنت افزایش می‌یابد.

• کاهش هزینه برق:

از آنجا که کنترل هیتر به صورت آنالوگ صورت می‌پذیرد، هزینه برق مصرفی کاهش خواهد یافت. با ذکر یک مثال این موضوع روشن تر خواهد شد.