EN
فرض کنید دستگاهی بسیار پیچیده و شکننده دارید که فقط در شرایط خاصی دقیقاً به درستی کار می‌کند. حالا تأمین انرژی آن را کاملاً نامنظم کنید، به طوری که یک لحظه با انرژی مخرب جریان یابد و لحظه بعد به بی‌قدرتی فرو برود. همین اتفاق به طور مداوم با دستگاه‌های الکترونیکی ما از تلفن همراه تا رایانه قابل حمل رخ می‌دهد و آنها در دنیای ناقص برق با این مشکلات دست و پنجه نرم می‌کنند. اما قهرمان گمنامی که تنها چیزی است که مانع این بی‌نظمی شده و از سلامت دستگاه شما محافظت می‌کند، همان منظم‌کننده ولتاژ است.
منظم‌کننده ولتاژ چیست و چرا به آن نیاز داریم
یک منظم‌کننده ولتاژ مدار یا دستگاهی است که ولتاژ را ثابت نگه می‌دارد، چه از طریق تغییر مقاومت بین ترمینال "قابل تنظیم" و زمین و چه از طریق نوعی فولوئر امیتر/سورس. این دستگاه عمدتاً به عنوان یک پوشش محافظ عمل می‌کند. انرژی الکتریکی که دستگاه شما دریافت می‌کند، چه از پریز دیواری و چه از باتری، هموار و پایدار نیست. این انرژی ممکن است با نوسانات ولتاژ، کاهش‌های ناگهانی ولتاژ و انواع مختلف نویز الکتریکی مواجه شود. بدون کنترل، این نوسانات می‌توانند مهلک باشند. یک ضربه ناگهانی ولتاژ می‌تواند ریزتراشهای حساس و قطعات دیگر را بسوزاند، در حالی که کاهش ولتاژ می‌تواند باعث ریست شدن دستگاه، عملکرد نامنظم یا عدم روشن شدن آن شود. منظم‌کننده ولتاژ این تزریق نامنظم را دریافت می‌کند، نویزهای اضافی را حذف می‌کند و ولتاژی تمیز و پایدار را تأمین می‌کند که قطعات داخلی می‌توانند برای کارکرد ایمن و پایدار از آن استفاده کنند. این قطعه، بلوک اصلی ساخت تمام الکترونیک‌های مدرن است و دلیل آن است که چرا دستگاه‌ها بدون خرابی، عمر طولانی دارند.
ساده‌ترین واقعیت در مورد تنظیم ولتاژ
یک منظم‌کننده ولتاژ، در ساده‌ترین حالت، بر اساس مفهومی از فیدبک و تفریق کار می‌کند (این شبیه به نحوه‌ای است که در واقعیت یک ترموستات سیستم گرمایشی، بخاری را کنترل می‌کند). این دستگاه همواره ولتاژ خروجی خود را زیر نظر دارد. در صورت تشخیص هرگونه اختلاف بین ولتاژ خروجی و مقداری که باید باشد (چه به علت تغییر ولتاژ ورودی یا مصرف کمتر/بیشتر توان توسط دستگاه)، بلافاصله آن را اصلاح می‌کند. این کار معمولاً با استفاده از یک ولتاژ مرجع داخلی انجام می‌شود. اگر ولتاژ خروجی بیش از حد باشد، منظم‌کننده توان اضافی را مصرف می‌کند (یا جریان را کاهش می‌دهد) و جریان‌های سوئیچ شده خود را به صورت چند میکروثانیه‌ای در حالت اتصال کوتاه تنظیم می‌کند تا زمانی که ولتاژ خروجی به اندازه کافی پایین بیاید. اگر ولتاژ کافی نباشد، دستگاه وارد عمل شده و جریان را افزایش می‌دهد تا دوباره به سطح قبلی برگردد. این نوع نظارت تمام‌وقت و تنظیمات ریز متعدد می‌تواند میلیون‌ها بار در ثانیه انجام شود و در نتیجه شما در هر صورت شرایط الکتریکی پایداری دارید، صرف‌نظر از تغییرات رخ داده در سمت ورودی.
انواع پایدارکننده‌های ولتاژ و کاربردهای آنها
رگولاتورها همگی یکسان ساخته نشده‌اند و عموماً به یکی از دو نوع با مزایای منحصر به فرد تعلق دارند. اولین نوع، رگولاتور خطی است. رگولاتور خطی بدون شک یکی از ساده‌ترین و تمیزترین انواع است. این رگولاتورها با تبدیل ولتاژ اضافی به گرما کار می‌کنند. آنها برای کاربردهای کم‌نویز و کم‌توان، مانند رابط‌های صوتی یا حسگر، بسیار خوب عمل می‌کنند. اما معایب اصلی آنها، عدم بازدهی است، به‌ویژه زمانی که تفاوت ولتاژ ورودی و خروجی زیاد باشد؛ در این حالت انرژی اضافی به گرما تبدیل می‌شود.
دومین نوع اصلی، منظم‌کننده سوئیچینگ است. این نوع پیچیده‌تر و بسیار مؤثرتر است. به جای تلف کردن ولتاژ اضافی، منظم‌کننده سوئیچینگ جریان را بسیار سریع روشن و خاموش می‌کند و سپس از قطعاتی مانند القاگرها و خازن‌ها برای صاف کردن انرژی پالسی به یک ولتاژ ثابت استفاده می‌کند. این روش باعث کاهش مقدار انرژی تلف‌شده به صورت گرما شده و منظم‌کننده‌های سوئیچینگ را مناسب برای استفاده در دستگاه‌های باتری‌دار و برخی تجهیزات دیگر در لوازم خانگی مانند برد اصلی کامپیوتر می‌کند. معایب آن نیز ممکن است ایجاد نویز الکتریکی باشد که باید با طراحی مداری دقیق خنثی شود.
در اینجا فهرستی از تهدیدات رایج و نحوه محافظت منظم‌کننده از دستگاه‌های شما آمده است
الکترونیک‌ها با تعدادی دشمن نامرئی مبارزه می‌کنند که توسط یک منظم‌کننده ولتاژ (ولتاژ رگولاتور) خنثی می‌شوند. هنگامی که افزایش ناگهانی و کوتاهی در ولتاژ رخ دهد، به آن «افزایش ولتاژ» (ولتیج سرج) گفته می‌شود که ممکن است به دلیل بازگشت برق پس از قطعی یا روشن و خاموش شدن وسایل دیگر ایجاد شود. این افزایش‌ها قادرند دستگاه‌های نیمه‌هادی را بلافاصله از کار بندازند. در این حالت، منظم‌کننده این نوسانات را محدود می‌کند. افت ولتاژ (ولتیج سَگ) نوعی کاهش جزئی در ولتاژ است که ممکن است باعث ریست شدن یک میکروکنترلر شود. منظم‌کننده وظیفه حفظ ولتاژ مطلوب را بر عهده دارد. علاوه بر این، نویز الکتریکی (مانند تداخل فرکانس رادیویی یا RFI) ناشی از دستگاه‌های الکترونیکی دیگر و فرکانس‌های رادیویی می‌تواند وارد رابط شود و مسیر سیگنال پاکی که توسط منطق دیجیتال و سنسور آنالوگ مورد نیاز است را مختل کند. این نویزهای با فرکانس بالا توسط منظم‌کننده‌ها، به ویژه نوع خطی آنها، حذف می‌شوند تا سیگنالی تمیز به دستگاه ارائه شود.
انتخاب و نگهداری الکترونیک‌های خود
با این حال، با داشتن کمی دانش، مانند اهمیت ولتاژ رگولاتورها، احتمالاً تصمیم خرید بهتری خواهید گرفت. هرچند شما عبارت «رگولاتور ولتاژ باکیفیت» را زیر توضیحات ویژگی‌ها نخواهید دید، اما وجود یک رگولاتور خوب را می‌توان از طریق شهرت مداوم به قابلیت اطمینان و عمر طولانی دستگاه استنباط کرد. علاوه بر این، این اطلاعات همچنین بر اهمیت استفاده از آداپتورهای برق و شارژرهای ساخته‌شده توسط سازندگان تأکید می‌کند. یک رگولاتور ولتاژ ارزان، بدون نام و از نوع تخفیف‌خورده ممکن است خروجی خود را به درستی تنظیم نکند و الکترونیک‌های گران‌قیمت شما در معرض برق کنترل‌نشده قرار گیرد و به مرگ زودهنگام دچار شوند. با ایجاد یک پایه محکم از تغذیه برق، رگولاتور ولتاژِ ساده و فروتنانه از بروز مشکلات و اختلالات در دستگاه‌های الکترونیکی جلوگیری می‌کند، عملکرد مؤثر آنها را حفظ کرده و سرمایه‌گذاری شما را در مقابل خطرات محافظت می‌کند — به صورت ساکت و در لحظات بحرانی.