Rregullatorët e tensionit marrin një tension të hyrjes dhe krijojnë një tension të rregulluar të daljes pavarësisht nga tensioni i hyrjes në një nivel të tensionit fiks ose në një nivel të rregullueshëm të tensionit. Ky rregullim automatik i nivelit të tensionit të daljes trajtohet nga teknika të ndryshme reagimi. Disa nga këto teknika janë aq të thjeshta sa një diodë Zener. Të tjera përfshijnë topologji komplekse reagimi që përmirësojnë performancën, besueshmërinë dhe efikasitetin dhe shtojnë veçori të tjera si rritja e tensionit të daljes mbi tensionin e hyrjes te rregullatori i tensionit.
Rregullatorët e tensionit janë një veçori e zakonshme në shumë qarqe për të siguruar që një tension konstant dhe i qëndrueshëm të furnizohet me elektronikë të ndjeshme.
Si funksionojnë rregullatorët linearë të tensionit
Mbajtja e një tensioni fiks me një hyrje të panjohur dhe potencialisht të zhurmshme kërkon një sinjal reagimi për të sqaruar se çfarë rregullimesh duhen bërë. Rregullatorët linearë përdorin një tranzistor fuqie si një rezistencë të ndryshueshme që sillet si gjysma e parë e një rrjeti ndarës të tensionit. Dalja e ndarësit të tensionit drejton tranzistorin e fuqisë në mënyrë të përshtatshme për të mbajtur një tension konstant të daljes.
Për shkak se transistori sillet si një rezistencë, ai harxhon energji duke e kthyer atë në nxehtësi, shpeshherë shumë nxehtësi. Meqenëse fuqia totale e konvertuar në nxehtësi është e barabartë me rënien e tensionit midis tensionit të hyrjes dhe tensionit të daljes shumëfishuar rrymën e furnizuar, fuqia e shpërndarë shpesh mund të jetë shumë e lartë, duke kërkuar ngrohje të mirë.
Një formë alternative e një rregullatori linear është një rregullator shunt, siç është një diodë Zener. Në vend që të veprojë si një rezistencë e ndryshueshme e serisë siç bën rregullatori tipik linear, një rregullator shunt siguron një shteg në tokë për të rrjedhur tensionin (dhe rrymën) e tepërt. Ky lloj rregullatori është shpesh më pak efikas se një rregullator tipik linear i serisë. Është praktik vetëm kur nevojitet dhe furnizohet pak energji.
Si funksionojnë rregullatorët e tensionit komutues
Një rregullator i tensionit komutues funksionon në një parim të ndryshëm nga rregullatorët linear të tensionit. Në vend që të veprojë si një lavaman i tensionit ose rrymës për të siguruar një dalje konstante, një rregullator komutues ruan energjinë në një nivel të përcaktuar dhe përdor reagime për të siguruar që niveli i ngarkimit të mbahet me valëzim minimal të tensionit. Kjo teknikë lejon që rregullatori komutues të jetë më efikas se rregullatori linear duke ndezur plotësisht një transistor (me rezistencë minimale) vetëm kur qarku i ruajtjes së energjisë ka nevojë për një shpërthim energjie. Kjo qasje zvogëlon fuqinë totale të harxhuar në sistem në rezistencën e tranzistorit gjatë ndërrimit pasi ai kalon nga përçues (rezistencë shumë e ulët) në jopërçuese (rezistencë shumë e lartë) dhe humbje të tjera të vogla në qark.
Sa më shpejt të kalojë një rregullator komutues, aq më pak kapacitet i ruajtjes së energjisë i nevojitet për të ruajtur tensionin e dëshiruar të daljes, që do të thotë se mund të përdoren komponentë më të vegjël. Megjithatë, kostoja e ndërrimit më të shpejtë është një humbje në efikasitet pasi harxhohet më shumë kohë për kalimin midis gjendjeve përçuese dhe jopërçuese. Humbet më shumë energji nga ngrohja rezistente.
Një tjetër efekt anësor i ndërrimit më të shpejtë është rritja e zhurmës elektronike të gjeneruar nga rregullatori komutues. Duke përdorur teknika të ndryshme komutimi, një rregullator komutues mund të:
- Helni tensionin e hyrjes (topologjia buck).
- Rritni tensionin (topologjia e rritjes).
- Të dy ulin ose rrisin tensionin (buck-boost) sipas nevojës për të ruajtur tensionin e dëshiruar të daljes.
Ky fleksibilitet i bën rregullatorët e ndërrimit një zgjedhje të shkëlqyeshme për shumë aplikacione me bateri, sepse rregullatori komutues mund të rrisë ose të rrisë tensionin e hyrjes nga bateria ndërsa bateria shkarkohet.
