वोल्टेज नियामक एक इनपुट वोल्टेज लेते हैं और एक निश्चित या समायोज्य स्तर पर एक विनियमित आउटपुट वोल्टेज बनाते हैं। आउटपुट वोल्टेज स्तर के इस स्वचालित विनियमन को विभिन्न प्रकार के वोल्टेज नियामकों द्वारा अलग तरह से नियंत्रित किया जाता है।
वोल्टेज नियामकों के प्रकार
उपयोग करने के लिए सबसे किफायती और अक्सर सबसे आसान प्रकार के वोल्टेज नियामक रैखिक वोल्टेज नियामक हैं। रैखिक नियामक कॉम्पैक्ट होते हैं और अक्सर लो-वोल्टेज, लो-पावर सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं। स्विचिंग रेगुलेटर लीनियर वोल्टेज रेगुलेटर की तुलना में अधिक कुशल होते हैं, लेकिन इनके साथ काम करना कठिन होता है और ये अधिक महंगे होते हैं। जेनर डायोड सस्ते और उपयोग में आसान होते हैं लेकिन रैखिक नियामकों की तुलना में कम कुशल होते हैं।
रैखिक नियामक
इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक स्थिर वोल्टेज प्रदान करने के सबसे बुनियादी तरीकों में से एक मानक 3-पिन रैखिक वोल्टेज नियामक का उपयोग करना है, जैसे कि LM7805, जो इनपुट वोल्टेज के साथ 5-वोल्ट, 1-amp आउटपुट प्रदान करता है। 36 वोल्ट तक (मॉडल के आधार पर)।
रैखिक रेगुलेटर फीडबैक वोल्टेज के आधार पर रेगुलेटर के समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR) को समायोजित करके काम करते हैं, जो अनिवार्य रूप से एक वोल्टेज डिवाइडर सर्किट बन जाता है। यह नियामक को अपनी वर्तमान क्षमता तक, उस पर रखे गए वर्तमान भार की परवाह किए बिना एक निरंतर वोल्टेज का उत्पादन करने देता है।
रैखिक वोल्टेज रेगुलेटरों में एक बड़ी कमी है न्यूनतम वोल्टेज ड्रॉप, जो मानक एलएम7805 लीनियर वोल्टेज रेगुलेटर पर 2.0 वोल्ट है। इसका मतलब है कि स्थिर 5 वोल्ट आउटपुट प्राप्त करने के लिए, कम से कम 7-वोल्ट इनपुट की आवश्यकता होती है। यह वोल्टेज ड्रॉप रैखिक नियामक द्वारा विलुप्त होने वाली शक्ति में एक बड़ी भूमिका निभाता है, जो कम से कम 2 वाट को नष्ट कर देता है यदि यह 1-amp लोड (2-वोल्ट वोल्टेज ड्रॉप टाइम्स 1 amp) प्रदान करता है।
इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के बीच का अंतर बढ़ने पर बिजली का अपव्यय खराब हो जाता है। उदाहरण के लिए, जबकि एक 7-वोल्ट स्रोत 5 वोल्ट तक रेगुलेट करता है, 1 amp डिलीवर करता है, लीनियर रेगुलेटर के माध्यम से 2 वॉट्स को नष्ट करता है, एक 10-वोल्ट स्रोत 5 वोल्ट को रेगुलेट करता है, वही करंट डिलीवर करता है 5 वॉट्स, रेगुलेटर को केवल 50% कुशल बनाता है।
स्विचिंग रेगुलेटर
लीनियर रेगुलेटर कम-शक्ति, कम-लागत वाले अनुप्रयोगों के लिए बेहतरीन समाधान हैं जहां इनपुट और आउटपुट के बीच वोल्टेज अंतर कम होता है, और अधिक बिजली की आवश्यकता नहीं होती है। रैखिक नियामकों के लिए सबसे बड़ा नकारात्मक पहलू यह है कि ये अक्षम हैं, जहां स्विचिंग नियामक चलन में आते हैं।
जब उच्च दक्षता की आवश्यकता होती है, या इनपुट वोल्टेज की एक विस्तृत श्रृंखला की उम्मीद की जाती है, एक स्विचिंग नियामक सबसे अच्छा विकल्प बन जाता है। स्विचिंग वोल्टेज नियामकों में रैखिक वोल्टेज नियामक क्षमता की तुलना में 85% या बेहतर की बिजली क्षमता होती है जो अक्सर 50% से कम होती है।
स्विचिंग नियामकों को आमतौर पर रैखिक नियामकों पर अतिरिक्त घटकों की आवश्यकता होती है। घटकों के मूल्यों का रैखिक नियामकों की तुलना में स्विचिंग नियामकों के समग्र प्रदर्शन पर अधिक प्रभाव पड़ता है। नियामक द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉनिक शोर के परिणामस्वरूप सर्किट के प्रदर्शन से समझौता किए बिना स्विचिंग नियामकों को प्रभावी ढंग से उपयोग करने में डिजाइन चुनौतियां भी हैं।
जेनर डायोड
वोल्टेज को नियंत्रित करने के सबसे सरल तरीकों में से एक जेनर डायोड है। जबकि रैखिक नियामक आमतौर पर डिजाइन में बुनियादी होते हैं, जेनर डायोड एक घटक में पर्याप्त वोल्टेज विनियमन प्रदान करता है।
चूंकि जेनर डायोड अपने ब्रेकडाउन वोल्टेज थ्रेशोल्ड से ऊपर के सभी अतिरिक्त वोल्टेज को जमीन पर शंट करता है, इसे जेनर डायोड के लीड्स में खींचे गए आउटपुट वोल्टेज के साथ एक साधारण वोल्टेज रेगुलेटर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
हालाँकि, ज़ेनर्स में अक्सर शक्ति को संभालने की सीमित क्षमता होती है, जो इन्हें केवल कम-शक्ति वाले अनुप्रयोगों तक ही सीमित करती है। इस तरह से जेनर डायोड का उपयोग करते समय, उपलब्ध शक्ति को सीमित करना सबसे अच्छा है जो रणनीतिक रूप से एक उचित आकार के अवरोधक का चयन करके जेनर के माध्यम से प्रवाहित हो सकती है।
