En spänningsregulator är en anordning som upprätthåller en relativt konstant utspänning även om dess ingångsspänning kan vara mycket variabel. Det finns en mängd olika typer av spänningsregulatorer baserat på den speciella metod som de använder för att styra spänningen i en krets. Generellt fungerar en spänningsregulator genom att jämföra dess utsignal till en fast referens och minimera denna skillnad med en negativ återkopplingsslinga.

Passiva regulatorer

Passiva spänningsregulatorer är en mycket enkel design som kan används endast när ingångsspänningen alltid kommer att vara större än utgångsspänningen. Den innehåller ett motstånd som minskar utspänningen till önskad nivå. Motståndet dumpar helt enkelt överskottsspänningen som värme. Kretsar som kan kräva en ökning av spänning behöver en aktiv spänningsregulator.

Grundläggande användning

En grundspänningsregulator är beroende av en enkel elektromekanisk konstruktion. En ledning ansluten till kretsen är spolad så att den bildar en elektromagnet. När spänningen i kretsen ökar, så gör styrkan hos elektromagneten. Detta medför att en järnkärna rör sig mot elektromagneten som är ansluten till en strömbrytare. När den rörliga magneten drar strömbrytaren minskar spänningen i kretsen.

Negativ återkopplingsslinga

Järnkärnan hålls tillbaka från elektromagneten av någon kraft, som en fjäder eller gravitation . När spänningen i kretsen minskar blir elektromagneten svagare. Detta gör det möjligt för järnkärnan att röra sig tillbaka mot viloläge som slår på strömbrytaren och ökar spänningen i kretsen. Detta ger en negativ återkopplingsslinga, vilket betyder att spänningsregulatorn minskar spänningen när den är för hög och ökar spänningen när den är för låg.

Ökad känslighet

En spänningsregulators känslighet kan vara ökat väsentligt med en design som gör att järnkärnan kan röra sig längs ett antal resistanser eller lindningar. När järnkärnans position ändras kontaktar den kretsen på olika punkter, vilket ändrar kretsens spänning efter behov. Denna design gör det möjligt för spänningsregulatorn att reagera på väldigt små förändringar i kretsens spänning.

Specifika typer

En nätströmställare är en mer specifik term för en enhet som styr spänningen på en nätström distributionsledning. En växelspänningsstabilisator använder vanligen en kontinuerligt variabel autotransformator för att reglera huvudspänningen i ett hem. En likspänningsstabilisator kontrollerar ofta den råa spänningen från ett batteri med hjälp av en shunt som endast leder elektricitet vid en specifik spänning.