رگولاتور چیست و چگونه کار می کند ؟

رگولاتور چیست ؟

رگولاتور و انواع آن موضوع مورد بحث ماست. کلمه رگولاتور (regulator) برگرفته از فعل regulate به معنای تنظیم کردن است و خود واژه رگولاتور یعنی تنظیم کننده.

وظیفه ی این قطعه الکترونیکی در مدار، تامین ولتاژ ثابت است. در صورت تغیر ولتاژ منبع تغذیه، ولتاژ دو سر بار را ثابت نگه می دارد.

انواع رگولاتور

1. رگولاتور خطی

ارزان ترین و ساده ترین رگولاتورها، رگلاتورهای خطی هستند. از این قطعات در توان های پایین و مدارات کم هزینه و در مواردی که اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی کم باشد.

این رگولاتورها دارای سه پایه ورودی، خروجی و اتصال به زمین هستند:

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

2. رگولاتورهای 78xx

معمولا جریان نامی خروجی این رگولاتورهای خطی برابر 1 آمپر است.

3. رگولاتورهای 79xx

این رگولاتورها هم مثل 78xx فقط خروجی آن ها مقدار منفی است.

4. رگولاتورهای سوییچینگ

برخلاف رگولاتورهای خطی که تلفات بالایی داشتند، رگولاتورهای سوییچینگ دارای بازده بالا و تلفات بسیار کمتری می باشند. ورودی این رگولاتورها برابر خروجی آن هاست و حتی می تواند کمتر هم باشد. بازدهی این رگولاتورها حداقل برابر 85% است.

5. رگولاتورهای الکترو مکانیکی

این رگولاتورها ترکیبی از مشخصه های الکتریکی و مکانیکی هستند. در مدار های اولیه ی ژنراتور های خودرو و برق AC استفاده می شود.

انواع رگولاتور از نظر نوع خروجی

رگولاتورها از نظر نوع خروجی به دو دسته تقسیم می شوند:

1. 
   رگولاتور با خروجی ثابت: که خروجی آن ها همواره مقداری ثابت می باشد.
2. 
   رگولاتور با خروجی متغیر: می توانند با توجه به مدار جانبی خروجی متفاوتی داشته باشند. مثلا مقاومت 10 کیلو و خازن 100 نانو یک خروجی دارد و مقاومت 2.2 کیلو و خازن 10 پیکو یک خروجی دیگر دارد.

در ادامه سعی می کنیم رگولاتورهای سری 78 را که سری مهمی هستند، مورد بررسی قرار می دهیم.

دو نکته مهم در مورد رگولاتورها وجود دارد که خالی از لطف نیست آن ها را در اینجا بررسی کنیم:

ولتاژ خروجی رگولاتورهای این سری (سری 78) از روی دو رقم آخر معلوم میشه یعنی به عنوان مثال رگولاتور 7824 ولتاژ خروجی اش 24 ولته یا 7812 ولتاژ خروجی اش 12 ولت است. یعنی به طور کلی رگولاتور 78XX ولتاژ خروجیش XX است.

سری 78 سری است که ولتاژ خروجیش مثبت و ثابت است و در مقابل آن سری 79 سری است که ولتاژ خروجیش منفی است و ثابت. یعنی مثلا ولتاژ خروجی رگولاتور 7905 می شود منفی 5 ولت. یعنی به طور کلی خروجی 79XX می شود منفی XX

مزایای رگولاتور

مزایای رگولاتور عبارتند از:

مزیت اول خروجی ثابت و پایدار است. ما با رگولاتورها یک خروجی پایدار داریم. این موضوع بسیار ساده و البته بسیار مهم است. گاهی اوقات آیسی ها و سنسورهایی وجود دارد که با 0.5 ولتاژ اختلاف نیز ممکن است بسوزند. به همین علت حضور یک رگولاتور بسیار حیاتی است.

مزیت دوم این است که برای یک مدار که بخش هایی مختلف با ولتاژهایی مختلف نیاز دارد، نیازی به استفاده از باتری های مختلف نیست. اگر یک مدار داریم که میکروکنترل با 5 و سنسور با 3.3 و موتور با 12 کار می کند، کافی است برای هر کدام از این موارد یک رگولاتور قرار دهیم و نیازی نیست هر کدام منبع تغذیه ای جداگانه داشته باشند.

معرفی رگولاتور 7805

ولتاژ خروجی این رگولاتور مثبت 5 ولت است. حالا این که چرا اینقدر مشهور است داستانش فرق دارد. علت شهرت این رگولاتور این است که اکثر مداراتی که ما با آن ها کار می کنیم با 5 ولت ثابت کار می کنند. قطعاتی مثل میکروکنترلرها و سنسورها و … از این نمونه هستند.

این رگولاتور 3 پایه دارد که پایه هایش به صورت زیر است:

پایه اول ورودی است پایه دوم باید به زمین وصل شود و پایه سوم نیز هم که ولتاژ خروجی است. نکته ای که اینجا وجود دارد این است که حداکثر جریان خروجی این رگولاتور 0.5 آمپر است و اگه شما بیشتر از آن جریان بکشید ممکن است رگولاتور بسوزد. اما اگر بخواهیم جریان بیشتری بکشیم باید چکار کنیم ؟

چند راه وجود دارد:

اول این که می توانید به جای این رگولاتور از رگولاتورهای دیگر استفاده کنید که جریان خروجی بیشتری به شما می دهند. مثل LM2576 (البته این رگولاتور یک رگولاتور جریان متغیر است)

دوم این که از رگولاتور قابلمه ای همان سری استفاده کنید. رگولاتور قابلمه ای یک رگولاتور است که در شکل زیر آورده شده است و جریان خروجی آن 3 آمپر است.

تنها نکته ای که درمورد این رگولاتور وجود دارد این است که بدنه آن باید به زمین وصل شود که می توانید از همان دو تا سوراخی که برای پیچ کردن استفاده می شود، استفاده کنید و با پیچ آن را به زمین وصل کنید.