Ang mga regulator ng boltahe ay kumukuha ng input na boltahe at gumagawa ng isang regulated na boltahe ng output sa alinman sa isang nakapirming o adjustable na antas. Ang awtomatikong regulasyong ito ng antas ng boltahe ng output ay pinangangasiwaan ng iba't ibang uri ng mga regulator ng boltahe.
Mga Uri ng Voltage Regulator
Ang pinaka-abot-kayang at kadalasan ang pinakamadaling uri ng voltage regulator na gamitin ay ang mga linear voltage regulator. Ang mga linear regulator ay compact at kadalasang ginagamit sa mga low-voltage, low-power system. Ang pagpapalit ng mga regulator ay mas mahusay kaysa sa mga linear na regulator ng boltahe, ngunit mas mahirap gamitin at mas mahal. Ang Zener diodes ay mura at simpleng gamitin ngunit hindi gaanong mahusay kaysa sa mga linear regulator.
Linear Regulator
Ang isa sa mga pinakapangunahing paraan para makapagbigay ng stable na boltahe para sa electronics ay ang paggamit ng karaniwang 3-pin linear voltage regulator, gaya ng LM7805, na nagbibigay ng 5-volt, 1-amp na output na may input voltage hanggang sa 36 volts (depende sa modelo).
Gumagana ang mga linear na regulator sa pamamagitan ng pagsasaayos ng katumbas na series resistance (ESR) ng regulator batay sa boltahe ng feedback, na mahalagang nagiging circuit divider ng boltahe. Nagbibigay-daan ito sa regulator na mag-output ng pare-parehong boltahe anuman ang kasalukuyang load na inilagay dito, hanggang sa kasalukuyang kapasidad nito.
Ang isa sa mga malaking downside sa mga linear voltage regulator ay ang malaking minimum na pagbaba ng boltahe, na 2.0 volts sa karaniwang LM7805 linear voltage regulator. Nangangahulugan ito na para makuha ang stable na 5 volts na output, hindi bababa sa 7-volt input ang kinakailangan. Malaki ang papel na ginagampanan ng pagbaba ng boltahe na ito sa kapangyarihang natatanggal ng linear regulator, na dapat mawala nang hindi bababa sa 2 watts kung naghahatid ito ng 1-amp load (2-volt na pagbaba ng boltahe sa 1 amp).
Lalong lumalala ang pagkawala ng kuryente habang lumalawak ang pagkakaiba sa pagitan ng boltahe ng input at output. Halimbawa, habang ang isang 7-volt source na kinokontrol sa 5 volts na naghahatid ng 1 amp ay nagwawaldas ng 2 watts sa pamamagitan ng linear regulator, ang isang 10-volt na source na kinokontrol sa 5 volts na naghahatid ng parehong kasalukuyang ay nakakawala ng 5 watts, na ginagawang ang regulator ay 50% lamang ang mahusay.
Switching Regulators
Ang mga linear regulator ay mahusay na solusyon para sa mga application na mababa ang kuryente at mura kung saan mababa ang pagkakaiba ng boltahe sa pagitan ng input at output, at hindi gaanong kailangan ang power. Ang pinakamalaking downside sa mga linear regulator ay ang mga ito ay hindi mahusay, kung saan pumapasok ang paglipat ng mga regulator.
Kapag kailangan ang mataas na kahusayan, o inaasahan ang malawak na hanay ng input boltahe, ang switching regulator ang magiging pinakamahusay na opsyon. Ang mga switching voltage regulator ay may power efficiencies na 85% o mas mahusay kumpara sa linear voltage regulator efficiencies na kadalasang mas mababa sa 50%.
Ang paglipat ng mga regulator ay karaniwang nangangailangan ng mga karagdagang bahagi kaysa sa mga linear na regulator. Ang mga halaga ng mga bahagi ay may higit na epekto sa pangkalahatang pagganap ng mga switching regulator kaysa sa mga linear na regulator. Mayroon ding mga hamon sa disenyo sa epektibong paggamit ng mga switching regulator nang hindi nakompromiso ang performance ng circuit na nagreresulta mula sa electronic noise na nabubuo ng regulator.
Zener Diodes
Ang isa sa mga pinakasimpleng paraan upang makontrol ang boltahe ay gamit ang isang Zener diode. Habang ang mga linear regulator ay karaniwang basic sa disenyo, ang Zener diode ay nagbibigay ng sapat na regulasyon ng boltahe sa isang bahagi.
Dahil ibinababa ng Zener diodes ang lahat ng dagdag na boltahe sa itaas ng breakdown voltage threshold nito sa ground, maaari itong magamit bilang isang simpleng regulator ng boltahe na may boltahe ng output na hinihila sa mga lead ng Zener diode.
Gayunpaman, ang mga Zener ay kadalasang may limitadong kakayahan na pangasiwaan ang power, na naglilimita sa mga ito sa mga low-power na application lamang. Kapag gumagamit ng Zener diodes sa ganitong paraan, pinakamainam na limitahan ang magagamit na kapangyarihan na maaaring dumaloy sa Zener sa pamamagitan ng madiskarteng pagpili ng isang wastong laki ng resistor.
