رگولاتور ولتاژ، قطعه‌ای است که می‌توان به وسیله آن ولتاژ‌های ورودی به مدار الکترونیکی را تنظیم کرد. به موجب این عمل، مدار از آسیب‌های احتمالی ایجاد شده در اثر نوسانات جریان برق در امان می‌ماند. به طور کلی مدارها برای انجام وظایف خود باید به انرژی برقی بدون نوسان و با ولتاژ مناسب دسترسی داشته باشند. رگولاتورها دقیقا این نیاز مدارها را برطرف میکنند. انواع مختلفی از این قطعات وجود دارد که هر یک وظیفه خاصی دارند. در ادامه توضیحات درباره انواع رگولاتور و وظیفه آن در مدار‌های الکترونیکی ارائه خواهیم کرد.
رگولاتور چیست؟
رگولاتور ولتاژ، نام قطعه‌ای است که در مدار‌های الکترونیکی به کار می‌رود. این قطعه در دسته قطعات نیمه‌رسانا قرار می‌گیرد و وظیفه تنظیم ولتاژ مدار را بر عهده دارد. در مدار‌های الکتریکی انرژی مورد نیاز به وسیله منبع تغذیه تأمین می‌گردد. منبع تغذیه این انرژی را از طریق برق شهری تأمین می‌کند. انرژی دریافت شده توسط برق شهری از نوع برق AC است؛ در حالی که مدار الکتریکی به برق نوع DC نیاز دارد. وظیفه منبع تغذیه دقیقاً در این قسمت مشخص می‌شود. این قطعه برقAC را به برق نوع DC تبدیل می‌کند. برق دی سی فاقد نوسان است و آسیبی به مدار وارد نمیکند.
محصولات مرتبط: ماسفت 10N60 T0220
وظیفه رگولاتور چیست؟
انرژی خروجی منبع تغذیه مدارها معمولاً با کمی نویز همراه هستند. برق AC نیز به طور کلی دارای اختلاف نوسان است و مقدار ثابتی ندارد؛ در نتیجه قطعه‌ای به نام رگولاتور ولتاژ در مدار قرار داده می‌شود تا ولتاژ ورودی در مدار را تنظیم کند. رگولاتور ولتاژ قطعه‌ای ضروری برای مدار‌های الکتریکی است؛ زیرا مدارها معمولاً مقاومت بسیار کمی در برابر نوسانات دارد. به طوری که اگر ولتاژ ورودی بیشتر از 1درصد نوسان داشته باشد تمام سیستم مدار آسیب می‌بیند.
رگولاتورها وظیفه تبدیل ولتاژ را با کمک مدارات فیدبک انجام می‌دهند. این قطعات کمکی می‌توانند از نوع دیود زنر ساده باشند؛ همچنین فیدبک‌های پیچیدهای که عملکرد و بازده بالاتری دارند نیز می‌توانند برای تبدیل ولتاژ به رگولاتور کمک کنند. در مدارهایی که فیدبک‌های پیچیده در آنها به کار رفته است امکان ارتقا ولتاژ وجود دارد. انتخاب فیدبک باید باتوجه به وظیفه مدار و نوع عملکرد آن انتخاب شود. در غیر این صورت مدار به درستی عمل نخواهد کرد. کامپیوتر‌ها، مدار‌های الکتریکی و مولد جریان متناوب، وسایلی هستند که تنظیم‌کننده‌های ولتاژ یا رگولاتورها در آنها به کار می‌رود.
رگلاتور‌های استاندارد برای محافظت از خود به مدار‌های اضافی مجهز می‌شوند. از جمله این مدار‌های اضافه می‌توان به محدود‌کننده جریان، مدار اتصال کوتاه، مدار مقاومت در برابر ولتاژ‌های بالا و خاموش شدن بر اثر حرارت بالا اشاره کرد. مدار‌های اضافی رگلاتور وظیفه حذف ریپل‌های ولتاژ AC را نیز برعهده دارند.
بیشتر بدانید: ترانزیستورهای اثر میدان (FET) چیستند و چه کاربردی دارند؟!
طرز کارکرد ساده و شماتیک یک رگلاتور به شکل زیر می باشد:
- پرده دیافگرام یا پیستون : این پرده اتاقک رگلاتور را به دو قسمت تقسیم می کند. در مرحله اول گاز وارد بخش پایینی اتاقک رگلاتور می شود. قسمت بالایی اتاقک نیز، با خلا منیفولد و یا فشار اتمسفر در ارتباط می باشد.
- قطعه بارگذاری (فنر) : این قطعه در بخش های بالایی دیافگرام قرار داشته و وظیفه تنظیم فشار رگلاتور را بر عهده دارد. مشخصات این فنر بر اساس قطر و فشار وارده بر سیستم تعیین می گردد. این فنر را برای جلوگیری از افزایش فشار در بخش های پایینی دیافگرام، در بالای آن قرار می دهند.
- شیر کاهنده جریان : وظیفه این شیر، تنظیم مقدار جریان گاز در رگلاتور است.
- قطعه رابط بین دیافگرام و شیر جریان
- از جمله خصوصیات مهم رگلاتور گاز این است که در تمامی کارکرد ها و دورهای مختلف موتور، فشار گاز را مناسب، ثابت و متناسب با نیاز موتور تامین کند.
- تغییرات تدریجی فشار گاز ورودی به رگلاتور را جبران کند.
- در برابر تغییرات ناگهانی و یا تدریجی جریان گاز مقاومت کرده، این عمل باید بدون تغییر در فشار گاز خروجی صورت گیرد.
- زمانی که سیستم فاقد تقاضای سوخت گاز است، بتواند جریان گاز را متوقف کند.
محصولات مرتبط : رگلاتور 78L05 SOT 3PIN SMD
مزیت استفاده از رگلاتور
استفاده از رگولاتورها علاوه بر تنظیم ولتاژ مدار، مزایای دیگری نیز دارد. در ادامه به دو مزیت مهم رگولاتور ولتاژ اشاره خواهیم کرد.
اولین مزیت این قطعه، ثابت شدن ولتاژ ورودی در مدار است. این تثبیت ولتاژ از پیش آمدن احتمالاتی مانند آسیب دیدن المان‌های مدار جلوگیری می‌کند.
دومین مزیت استفاده از رگولاتور ولتاژ در مدار الکتریکی، امکان کنترل کردن ولتاژ‌های مختلف در یک مدار است. در حالت عادی و بدون وجود رگولاتور، برای کنترل ولتاژ‌های مختلف باید از چند منبع تغذیه مختلف استفاده شود. اما با اضافه کردن یک رگولاتور، ولتاژ مدنظر قسمت‌های مختلف مدار تأمین می‌شود.
انواع رگولاتور ولتاژ
رگولاتور ولتاژ قطعه پرکاربردی است که در اکثر مدار‌های الکترونیکی بکار می‌رود. به هم دلیل تولید‌کنندگان مختلفی این قطعه را با ویژگی‌های متفاوت تولید میکنند؛ در نتیجه رگولاتور‌های ولتاژ در انواع و اقسام مختلف وجود دارند. این قطعات با توجه به کیفیت ساخت و ویژگی‌هایشان با قیمت‌های متفاوت و در دو نوع باز و بسته در بازار موجود هستند. رگولاتور ولتاژ در انواع مختلف ولتاژ رگولاتور‌های خطی، رگولاتور‌های سوئیچینگ و رگولاتور‌های الکترومکانیکی دسته‌بندی می شود. در ادامه این رگلاتورها را معرفی خواهیم کرد.
ولتاژ رگولاتور‌های خطی
استفاده از رگلاتور خطی یکی از راه‌های ساده برای به وجود آوردن یک ولتاژ مشخص و ثابت است. رگولاتور‌های خطی ساده‌ترین نوع رگلاتور‌های موجود هستند؛ به همین دلیل این مدل رگلاتور قیمت پایینی دارد. کاربرد اصلی این قطعه‌ها تنظیم ولتاژ مدارهایی است که کم هزینه هستند و توان پایینی دارند؛ همچنین رگولاتور خطی بهترین گزینه برای مدارهایی است که اختلاف ولتاژ‌های ورودی‌شان بسیار پایین است.
محصولات مرتبط: ترانزیستور K4108 T0247
رگولاتور‌های سوئیچینگ
رگولاتور‌های خطی، قیمت پایینی دارند اما به دلیل کم قدرت بودن تلفات آنها بسیار زیاد است. در حالی که رگولاتور‌های سوئیچینگ به دلیل داشتن قدرت و بازده بالا تلفات بسیار کمتری دارند. ورودی رگولاتور‌های سوئیچینگ می‌تواند با خروجی آنها برابر باشد؛ همچنین امکان استفاده از این قطعه در مواردی که ولتاژ ورودی کمتر از ولتاژ خروجی است نیز وجود دارد. از دیگر مزایای رگولاتور‌های سوئیچینگ می‌توان به بالا بودن دامنه ولتاژ ورودی قطعههای آن اشاره کرد. بازدهی این مدل رگلاتور برابر با ۸۵ درصد است. در حالی که رگولاتور‌های خطی دارای بازده بسیار پایین، یعنی ۵۰ درصد هستند.
رگولاتور‌های الکترومکانیکی
رگولاتور‌های الکترومکانیکی از دو مشخصه الکتریکی و مکانیکی تشکیل شده‌اند. علت نامگذاری این تنظیم‌کننده‌های ولتاژ وجود این دو مشخصه متفاوت در ساختار آن است. بیشترین کاربرد این رگولاتورها در مدارات اولیه ژنراتور‌های خودرو و برق AC است. در تنظیم‌کننده‌های ولتاژ الکترومکانیکی، چند رله و تعدادی مقاومت، عمل تنظیم ولتاژ را انجام می‌دهند. برق تولیدی این رگولاتور ولتاژی میان ۶ یا ۱۲ ولت دارد. این میزان ولتاژ همواره ثابت است و در اثر تغییر میزان مصرف بار یا مقدار دور موتور کاهش و افزایش نمی‌یابد.
ولتاژ رگولاتور‌های خطی خانواده ۷۸xx
رگولاتور‌های خطی در دسته‌بندی خاصی به نام خانواده ۷۸xx قرار می‌گیرند. این تنظیم‌کننده‌ها قادر هستند ولتاژ ۵+ تولید کنند. تنظیم‌کننده‌های این خانواده قدرت بیشتری نسبت به سایر تنظیم‌کننده‌ها ندارند. با این حال خاصیت جالب آنها باعث شهرت خانواده‌شان شده است. اکثر مدار‌های معمولی با ۵ ولت ثابت کار میکنند. برای مثال میکروکنترلرAVR به طور کلی با برقی در بازه قدرت ۵ ولت کار می‌کند. علت مثال زدن این میکروکنترلر، به کار رفتن آن در اکثر مدار‌های موجود در اطراف ما است؛ همچنین سنسور التراسونیک SRF۰۵ نیز در اکثر مدارها کاربرد دارد. این در حالی است که با وصل کردن مدار به رگلاتور‌های خطی خانواده xx۷۸، ولتاژ خروجی با دو رقم آخر تنظیم‌کننده ولتاژ برابر خواهد بود.
انواع رگولاتور بر اساس نوع ولتاژ خروجی
رگولاتور‌های ولتاژ از نظر خروجی ولتاژ در دو دسته ثابت و متغیر قرار می‌گیرند. هر یک از این قطعات، خروجی متفاوتی ارائه میکنند که کاربرد آنها کاملاً متفاوت است. رگولاتوری که ولتاژ خروجی ثابتی دارد نباید در مداری کار گذاشته شود که به ولتاژ متغیر نیاز دارد. در ادامه این دو نوع رگولاتور را معرفی خواهیم کرد.
رگولاتور با خروجی ثابت: این نوع رگولاتورها ولتاژ مورد نیاز خود را از برق شهری دریافت میکنند؛ سپس نوسانات آن را از بین می‌برند و آن را به ولتاژ متناسب با شرایط مدار تبدیل میکنند. ولتاژ خروجی از این رگولاتورها همواره ثابت است و تغییر نمیکند.
رگولاتور ولتاژ با خروجی متغیر: این نوع رگولاتورها پس از دریافت برق، آن را عاری از نوسان میکنند؛ سپس ولتاژ را به مقداری ثابت می‌رسانند. با این حال این مقدار ثابت با توجه به مدار جانبی که رگولاتور به آن وصل می‌شود، تغییر می‌یابد.
سخن پایانی
انتخاب رگولاتور مناسب می‌تواند تأثیر جدی در عملکرد درست مدار و طول عمر مفید آن داشته باشد. کیفیت رگولاتور نیز عامل دیگری است که می‌تواند تنظیم‌کننده مدار باشد؛ در نتیجه توصیه می‌شود این قطعه را از فروشگاه‌های معتبری مانند مگنت الکترونیک تهیه کنید که کیفیت محصولات آن ثابت شده است.
کانکتور چیست ؟
کانکتور بخشی از کابل است که به پورت یا اینترفیس وصل می شود تا دستگاه ها را به هم متصل کند. کانکتورها دارای اتصالات نر (حاوی یک یا چند پین) یا ماده (حاوی حفره هایی که کابل نر به آن متصل می شود) هستند.
مشاهده محصولات کانکتور
کانکتور DIN
کلمه DIN مخفف Deutsches Insitut für Normung و اسم یک سازمان آلمانی استاندارد سازی است. کانکتور DIN مطابق با بسیاری از استانداردهای تعریف شده DIN است.
کانکتور DIN به طور گسترده در رایانه های شخصی استفاده می شود. به عنوان مثال، صفحه کلید از طریق کانکتور DIN به کامپیوتر متصل است. کانکتور DIN 41612 برای اتصال تجهیزات شبکه مانند روتر و سوئیچ استفاده می شود.
کانکتور BNC
کانکتور BNC مخفف Bayon Neill Concelman و رابط مینیاتوری قطع / وصل سریع امواج رادیویی است که برای اتصال انواع کابل های کواکسیال با سیستم اترنت (Ethernet) نازک 10Base-2 مورد استفاده قرار می گیرد. کانکتور پایه BNC یک نوع نری است که در انتهای هر کابل به پین متصل به سیم ورودی هادی نصب می شود. پس از اتصال، یک حلقه دوار چرخنده در خارج از لوله، کابل را به کانکتور ماده قفل می کند.
این کانکتور مجهز به مکانیزم پیچش و قفل بوده و منجر به اتصال ایمن بین سیستم کابل کشی شبکه و تجهیزات می شود. نام گذاری آن به دلیل اتصال دهنده سرنیزه ای نیل کنسلمن (Bayonet Neill Concelman Connector) و اسم مخترعان آن، پل نیل و کارل کنسلمن است. در برخی موارد، از کانکتور BNC به اشتباه به عنوان British Naval Connector یا the Berkeley Nucleonics Corporation یاد شده است. BNC در اصل برای استفاده نظامی طراحی شده است.
کانکتور BNC در دو نوع اصلی 50 و 75 اهم موجود است که متناسب با نیاز سیستم استفاده می شود. کانکتور 50 اهم رایج است و بیشترین کاربرد را دارد و برای فرکانس های حداکثر 4 گیگاهرتز (GHz) تعریف شده است. کانکتور 75 اهم با دی الکتریک کاهش یافته در انتهای جفت سیم ها تشخیص داده می شود و برای فرکانس های تا 2 گیگاهرتز تعریف شده است. ممکن است برای یک کانکتور BNC هر دو نوع اهم در یک اتصال وجود داشته باشد و مقاومت طرف نری آن 50 اهم و طرف دیگر مادگی 75 اهم باشد.
برای مطالعه ی بیشتر در مورد کانکتور ها میتوانید بخش دوم آن را مطالعه نمایید.
کاربرد کانکتور BNC
کانکتور BNC به طور گسترده ای پذیرفته شده و معمولاً در برنامه های کاربردی فرکانس های ویدئویی و رادیویی مورد استفاده قرار می گیرد و در اتصالات سیگنال مانند زیر استفاده می شود:
ابزار آزمایش
ابزار دقیق هسته ای
الکترونیک هوافضا (اویونیک)
آنتن های رادیویی
سیگنال های ویدئویی رابط دیجیتال آنالوگ و سریال
انواع کانکتور BNC
تفاوت انواع کانکتورها در نحوه اتصال آن ها به کابل است. هر سه نوع یک هدف را دنبال می کنند.
BNC تراکمی: کانکتور BNC تراکمی یک قطعه رابط F است. کانکتور F یک اتصال فرکانس رادیویی کواکسیال است که برای تلویزیون های ماهواره ای و مودم های کابلی استفاده می شود. یک کانکتور تراکمی را می توان به راحتی با کابل کشی و آچار مخصوص BNC تراکمی به کابل متصل کرد.
BNC پرسی: با استفاده از یک پرس کابلشو (سر سیم زن) و یک آچار پرس، اتصال ایمن کانکتور BNC به رابط کواکسیال انجام می گیرد. فیش پرسی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد و دارای انواع 2 تکه و 3 تکه است.
BNC پیچی: کانکتورBNC پیچی به ابزار خاصی برای اتصال بین فیش و کابل نیاز ندارد. نصب آن آسان است و به سادگی با دست می توان فیش را به کابل وصل کرد.
کانکتور لایتنینگ
رابط برق 8 پین توسط شرکت اپل در سال 2012 به عنوان جایگزینی برای رابط 30 پینی قدیمی دستگاه های اپل مانند آی پد، آیفون و آی پاد تاچ، معرفی شد. رابط لایتنینگ در حال حاضر توسط آیفون 5، آی پد مینی (نسل اول)، آی پد نسل چهارم (آی پد 4)، آی پد تاچ نسل پنجم و آی پاد نانو نسل هفتم استفاده می شود.
رابط لایتنینگ نسبت به رابط های قبل بسیار جمع و جورتر است و می توان کابل آن را از هر دو طرف وارد ورودی مادگی دستگاه کرد. نکته منفی برای مصرف کنندگان این است که رابط لایتنینگ با کابل ها و دستگاه هایی که برای اتصال 30 پین قدیمی تر طراحی شده اند سازگار نیست، اگرچه یک آداپتور موجود است که به منظور کار با دستگاه های قدیمی می توان این رابط را به آن وصل کرد.
مشاهده سایر محصولات : سوکت و کانکتور
کانکتور شاسی نفوذ
کانکتور موجود در مادربرد که از ویژگی امنیتی شاسی (کیس کامپوتر) پشتیبانی می کند و تشخیص می دهد که آیا یک قطعه شاسی کامپیوتر برداشته یا تعویض شده است و در صورت فعال بودن زنگ هشدار از طریق بلندگو سیستم یا کیس کامپیوتر شنیده می شود. برای اجرای مدار نفوذ شاسی، منبع تغذیه کیس باید به پاور آی سی متصل شود. به طور پیش فرض بر روی مادربرد پین هایی با عنوان “سیگنال” و “زمین” با یک کانکتور الکتریکی (جامپر) متصل (اتصال کوتاه) می شود. اگر قصد استفاده از سخت افزار تشخیص نفوذ شاسی را دارید، باید درپوس کانکتور را بردارید.
XLR
کانکتور لبه ای بخشی از برد مدار چاپی است که به کامپیوتر یا دستگاه متصل می شود. کانکتور لبه به طور کلی دارای ردیفی از حفره های پوشش یافته فلزی گسترده است که اتصال الکتریکی را فراهم می کند.
کانکتور لبه
کانکتور لبه ای بخشی از برد مدار چاپی است که به کامپیوتر یا دستگاه متصل می شود. کانکتور لبه به طور کلی دارای ردیفی از حفره های پوشش یافته فلزی گسترده است که اتصال الکتریکی را فراهم می کند.