वोल्टेज नियामक एक इनपुट वोल्टेज लेते हैं और एक निश्चित वोल्टेज स्तर या एक समायोज्य वोल्टेज स्तर पर इनपुट वोल्टेज की परवाह किए बिना एक विनियमित आउटपुट वोल्टेज बनाते हैं। आउटपुट वोल्टेज स्तर का यह स्वचालित विनियमन विभिन्न फीडबैक तकनीकों द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इनमें से कुछ तकनीकें जेनर डायोड जितनी सरल हैं। अन्य में जटिल फीडबैक टोपोलॉजी शामिल हैं जो प्रदर्शन, विश्वसनीयता और दक्षता में सुधार करते हैं और वोल्टेज नियामक को इनपुट वोल्टेज से ऊपर आउटपुट वोल्टेज को बढ़ावा देने जैसी अन्य सुविधाएं जोड़ते हैं।
वोल्टेज नियामक कई सर्किटों में एक सामान्य विशेषता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स को एक स्थिर, स्थिर वोल्टेज की आपूर्ति की जाती है।
रैखिक वोल्टेज नियामक कैसे काम करते हैं
एक अज्ञात और संभावित शोर इनपुट के साथ एक निश्चित वोल्टेज को बनाए रखने के लिए एक फीडबैक सिग्नल की आवश्यकता होती है ताकि यह स्पष्ट किया जा सके कि समायोजन करने की आवश्यकता है। रैखिक नियामक एक शक्ति ट्रांजिस्टर का उपयोग एक चर अवरोधक के रूप में करते हैं जो वोल्टेज विभक्त नेटवर्क के पहले भाग की तरह व्यवहार करता है। वोल्टेज विभक्त का आउटपुट निरंतर आउटपुट वोल्टेज बनाए रखने के लिए पावर ट्रांजिस्टर को उचित रूप से चलाता है।
चूंकि ट्रांजिस्टर एक प्रतिरोधक की तरह व्यवहार करता है, इसलिए इसे ऊष्मा में परिवर्तित करके ऊर्जा बर्बाद करता है-अक्सर बहुत अधिक ऊष्मा। चूंकि गर्मी में परिवर्तित कुल बिजली इनपुट वोल्टेज और आउटपुट वोल्टेज के बीच वोल्टेज ड्रॉप के बराबर होती है, जो कि वर्तमान में आपूर्ति की जाने वाली बिजली की मात्रा बहुत अधिक हो सकती है, जिससे अच्छे हीटसिंक की मांग होती है।
लीनियर रेगुलेटर का एक वैकल्पिक रूप शंट रेगुलेटर है, जैसे जेनर डायोड। एक चर श्रृंखला प्रतिरोध के रूप में कार्य करने के बजाय, जैसा कि विशिष्ट रैखिक नियामक करता है, एक शंट नियामक अतिरिक्त वोल्टेज (और वर्तमान) के माध्यम से प्रवाह करने के लिए जमीन के लिए एक मार्ग प्रदान करता है।इस प्रकार का नियामक अक्सर एक विशिष्ट श्रृंखला रैखिक नियामक की तुलना में कम कुशल होता है। यह केवल तभी व्यावहारिक होता है जब कम बिजली की आवश्यकता होती है और आपूर्ति की जाती है।
स्विचिंग वोल्टेज रेगुलेटर कैसे काम करते हैं
एक स्विचिंग वोल्टेज नियामक रैखिक वोल्टेज नियामकों की तुलना में एक अलग सिद्धांत पर काम करता है। एक निरंतर आउटपुट प्रदान करने के लिए वोल्टेज या करंट सिंक के रूप में कार्य करने के बजाय, एक स्विचिंग रेगुलेटर ऊर्जा को एक परिभाषित स्तर पर संग्रहीत करता है और यह सुनिश्चित करने के लिए फीडबैक का उपयोग करता है कि चार्ज स्तर न्यूनतम वोल्टेज तरंग के साथ बनाए रखा जाता है। यह तकनीक केवल ट्रांजिस्टर को पूरी तरह से चालू करके (न्यूनतम प्रतिरोध के साथ) स्विचिंग नियामक को रैखिक नियामक की तुलना में अधिक कुशल होने की अनुमति देती है, जब ऊर्जा भंडारण सर्किट को ऊर्जा के फटने की आवश्यकता होती है। यह दृष्टिकोण स्विचिंग के दौरान ट्रांजिस्टर के प्रतिरोध के लिए सिस्टम में बर्बाद होने वाली कुल शक्ति को कम कर देता है क्योंकि यह संचालन (बहुत कम प्रतिरोध) से गैर-संचालन (बहुत उच्च प्रतिरोध) और अन्य छोटे सर्किट नुकसान में संक्रमण करता है।
एक स्विचिंग रेगुलेटर जितनी तेजी से स्विच करता है, उतनी ही कम ऊर्जा भंडारण क्षमता को वांछित आउटपुट वोल्टेज को बनाए रखने की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि छोटे घटकों का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, तेजी से स्विचिंग की लागत दक्षता में कमी है क्योंकि संचालन और गैर-चालन राज्यों के बीच संक्रमण में अधिक समय व्यतीत होता है। प्रतिरोधक ताप से अधिक शक्ति नष्ट होती है।
तेजी से स्विच करने का एक अन्य दुष्प्रभाव स्विचिंग रेगुलेटर द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉनिक शोर में वृद्धि है। विभिन्न स्विचिंग तकनीकों का उपयोग करके, एक स्विचिंग नियामक यह कर सकता है:
- इनपुट वोल्टेज (हिरन टोपोलॉजी) को कम करें।
- स्टेप अप वोल्टेज (बूस्ट टोपोलॉजी)।
- वांछित आउटपुट वोल्टेज को बनाए रखने के लिए आवश्यकतानुसार दोनों स्टेप डाउन या स्टेप अप वोल्टेज (बक-बूस्ट)।
यह लचीलापन स्विचिंग नियामकों को कई बैटरी चालित अनुप्रयोगों के लिए एक बढ़िया विकल्प बनाता है क्योंकि स्विचिंग नियामक बैटरी के डिस्चार्ज होने पर बैटरी से इनपुट वोल्टेज को बढ़ा या बढ़ा सकता है।
