رگلاتور چیست ؟

رگلاتور چیست ؟

رگلاتور برای تنظیم یا حفظ فشار مایع در یک کانال تأمین با طیف وسیعی از مقادیر فشار استفاده می شود.

رگلاتور از شیر اصلی و یک پیلوت تشکیل شده است. شیر اصلی جریان را از طریق خط لوله اصلی کنترل می کند و پیلوت با توجه به جریان سیال در طول خط لوله، کار شیر اصلی را کنترل می کند.

جریان سیال وارد شده به شیر از طریق ورودی به عنوان بالادست شناخته می شود و از شیر از طریق فشار پایین خارج می شود.

تا زمانی که جریان پایین در شرایط تقاضای جریان نباشد، رگلاتور بسته می شود و پیلوت نیز بسته می ماند.

هنگامی که تقاضای جریان در فشار خروجی وجود دارد، زیر فشار تنظیم شده می رسد و پیلوت شروع به باز شدن می کند.

رهاسازی آب از محفظه دیافراگم باعث می شود شیر اصلی باز شود و مایعات از طریق شیر اصلی شروع به گردش می کنند.

سیت پیلوت تا زمانی که فشار جریان پایین باشد، باز است. شیرپیلوت هنگامی که فشار جریان پائین با فشار تنظیم شده مطابقت داشته باشد بسته می شود.

وقتی فشار جریان پایین می آید، سیت پیلوت بسته می شود و مایعات درون قسمت بالای دیافراگم پر می شوند تا شیر بسته شود. به سادگی پیلوت، شیر اصلی را برای باز کردن یا بستن کنترل می کند.

قبل از پیلوت و ورودی دیافراگم از شیر سوزنی به منظور حفظ عملکرد بهینه استفاده می شود.

رگولاتور ها دو تا مزیت خیلی مهم دارند

1_مزیت اول این است که در خروجی به ما یک ولتاژ ثابت میده که باعث میشود به المان های مداری ما آسیبی نرسد. اگه خروجی آداپتورها رو بگیرید همشون یه مقدار اختلاف با ولتاژ نامی خود دارند اما زمانی سر یه آداپتور یه رگولاتور میذاریم اون موقع دیگه خروجی به مقدار بسیار خوبی ثابت هست مثلا برای رگولاتور ۷۸۰۵ که خروجیش ۵ ولت هست اگه ولت متر رو توی خروجی رگولاتور بذارید ولت متر به شما عدد ۵.۰۱ رو نشون میده و شاید حتی ۵.۰۰ پس میبینید که چقدر رگولاتور خروجی پایداری دارد.

2_مزیت دوم هم مربوط میشه به ولتاژ های مختلف در یک مدار، فرض کنید که شما یک مدار دارید که یه میکروکنترلر دارید که با ۵ ولت کار میکند و یه موتور هم دارید که با ۱۲ ولت کار میکند و اون وسط یه سنسور هم دارید که با ۳.۳ ولت کار میکند. خوب اینجاست که رگولاتور خودش را نشان میدهد. ما یک منبع تغذیه ورودی داریم(مثلا ۱۵ ولت) که ان را به مدار میدهیم و سر راه هر کدام از المان هایی که با ولتاژ های مختلفی کار میکنند یک رگولاتور میذاریم تا ولتاژ مدنظرش تامین بشود. در اینصورت برای تغذیه المان هایمان به چندتا منبع تغذیه احتیاج نداریم و با چند عدد رگولاتور کل منابع تغذیه مدارمون رو تامین کردیم.

انواع رگولاتور های ولتاژ

رگولاتور های ولتاژ متنوعی از مدل های ارزان قیمت تا مدل هایی با بازده بالا و همچنین بسته به نیاز ما وجود دارد. به طور کلی می توان ولتاژ رگولاتور ها را به دو دسته خطی و کلیدزنی دسته بندی کرد.

ولتاژ رگولاتور های خطی

یکی از ساده ترین راه ها برای داشتن یک ولتاژ ثابت و مشخص ، استفاده از رگولاتور ها ی خطی می باشد. ارزان قیمت ترین و ساده ترین نوع رگولاتور ها، رگولاتور های خطی هستند. رگولاتور های خطی برای استفاده در توان های پایین و مدارات کم هزینه و در شرایطی که اختلاف بین ورودی و خروجی کم می باشد، بهترین گزینه می باشد.

آن ها به طور استاندارد دارای ۳ پایه هستند (ورودی ، خروجی و زمین). نحوه اتصال این قطعات به مدار به شکل زیر است:

پایه ورودی به پایه مثبت منبع ولتاژ وصل می شود.

پایه زمین که پایه وسط است بایستی به پایه منفی منبع تغذیه متصل گردد.

پایه خروجی همان ولتاژ تنظیم شده و ثابت است که به تغذیه های مورد نیاز در مدار متصل می شود.

از پرکاربرد ترین رگولاتور های خطی می توان به خانواده LM78xx اشاره کرد.

رگولاتور های سوئیچینگ

همانطور که در بالا به آن اشاره کردیم، یکی از معایب رگولاتورها ی خطی، تلفات بالای آن ها می باشد. اما رگولاتور های سوئیچینگ دارای بازده بالا و تلفات بسیار کمتری نسبت به رگولاتور های خطی می باشند. ورودی این رگولاتور ها نه تنها می تواند برابر خروجی آن ها بوده، بلکه می تواند کمتر هم باشد. همچنین دامنه ولتاژ ورودی قطعه نیز می تواند مقدار بسیار بیشتری از رگولاتور های خطی باشد. این رگولاتور ها دارای بازدهی حداقل برابر با ۸۵% هستند که در مقایسه با بازده زیر ۵۰% رگولاتور های خطی، مقداری بسیار مناسب می باشند.

رگولاتور های الکترومکانیکی

همان طور که از اسم این رگولاتور ها مشخص است، آنها ترکیبی از مشخصه های الکتریکی و مکانیکی هستند. از این نوع رگولاتور ها در مدارات اولیه جنراتورهای خودرو و برق AC استفاده می شده است. در این مدل رگولاتور ها، عمل رگولاسیون و یا تنظیم ولتاژ توسط یک، دو و یا سه رله و مقداری مقاومت انجام می شود ک در نهایت برقی با ولتاژ ۶ و یا ۱۲ ولت را تولید می کند. این مقدار با تغییر میزان مصرف بار و یا مقدار دور موتور، تغییری نمی کند و همواره ثابت می ماند.

ولتاژ رگولاتور های خطی خانواده ۷۸xx

ولتاژ خروجی این تنظیم کننده مثبت 5 ولت است. این تنظیم کننده هیچ مزیتی نسبت به سایر تنظیم کننده ها ندارد. حالا داستان او بسیار متفاوت و مشهور است. دلیل این امر این است که اکثر مدارهایی که با آنها کار می کنیم به پنج ولت ثابت هستند، نمونه بارز میکروکنترلر AVR است که در کل با 5 ولت کار می کند. و البته، بسیاری از مدارهای ما هنوز با همان میکروکنترلر هستند. یا بیشتر سنسورهای ما مانند سنسور التراسونیک SRF05 هستند.

جالب است بدانید که ولتاژ خروجی رگولاتورهای سری 78 با توجه به دو رقم آخر آن مشخص می شود.برای مثال رگولاتور 7824 ولتاژ از یک خروجی 24 ولتی و رگولاتور 7812 از یک خروجی 12 ولتی برخوردار است.سری 78 رگولاتور ولتاژ نوعی می باشد که ولتاژ خروجی آن مثبت و ثابت است و در برابر آن سری 79 می باشد. ولتاژ خروجی سری 79 منفی و ثابت است و در واقع ولتاژ خروجی رگولاتور 7905 منفی 5 ولت است.

نکته ای که اینجا وجود دارد اینه 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 میتوانید به جای این رگولاتور از رگولاتورهای دیگر استفاده کنید که جریان خروجی بیشتری به شما میدهند. 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 هست که در شکل زیر آورده شده است و جریان خروجی آن 3 آمپر است.

تنها نکته ای که درمورد این رگولاتور وجود داره اینه که بدنه آن باید به زمین وصل شود که میتونید از همان دو تا سوراخی که برای پیچ کردن استفاده میشود ، استفاده کنید و با پیچ آن رو به زمین وصل کنید.

چند نکته در مورد تفاوت های رگولاتور ها با ماسفت ها وجود دارد

معمولا رگولاتورها در دو گوشه آن دارای دو بریدگی هستند در حالی که ترانزیستورها این دو بریدگی را ندارند و به صورت مستطیلی هستند. البته این موضوع خیلی دقیق نیست و هستند رگولاتورهای که گوشه آنها مستطیلی است ولی اگر در یک قطعه گوشه ها دارای بریدگی بودند به احتمال فراوان آن قطعه رگولاتور است.

رگولاتورهایی که ما با آن سر و کار داریم دارای تنوع زیادی نیستند و بهتر است نام آنها را حفظ باشیم. سری های پرکاربرد مثل ۷۸xx ( به عنوان مثال ۷۸۰۵ و ۷۸۰۹ , ۷۸۱۲ و …) و همچنین رگولاتور LF33 و AMS1117 بیشترین کاربرد را دارند که اگر نام آنها را حفظ باشیم به راحتی میتوانیم آنها را از ماسفت ها تشخیص دهیم.

در صورتی که با دو روش بالا نتوانستید رگولاتور را از ماسفت تشخیص دهید میتوانید نام آن را در اینترنت سرچ کرده و به راحتی رگولاتور یا ماسفت بودن آن را تشخیص دهید.