Lineer regülatör

Elektronik'te lineer regülatör, sabit voltajı korumak için kullanılan bir sistemdir. Regülatörün direnci hem giriş voltajına hem de yüke göre değişir ve sabit bir voltaj çıkışı elde edilir. Düzenleme cihazı, değişken direnç gibi hareket edecek şekilde yapılır, sabit bir çıkış voltajını korumak için voltaj bölücü ağını sürekli olarak ayarlar, giriş ve düzenlenmiş gerilimler arasındaki farkı sürekli olarak atık ısı olarak dağıtır. Buna karşılık, 'anahtarlama regülatörü (İngilizce:switching regulator) ortalama bir çıkış değerini korumak için açılıp kapanan aktif bir cihaz kullanır. Lineer regülatörün ayarlanmış voltajı her zaman giriş geriliminden daha az olması gerektiğinden verimlilik sınırlıdır ve giriş voltajı, aktif cihazın her zaman bir miktar gerilim düşürmesine izin verecek kadar yüksek olmalıdır.
Lineer regülatörler, ayar cihazını yüke paralel olarak yerleştirebilir (şönt regülatör) veya ayar cihazını kaynak ile ayarlanan yük (seri regülatör) arasına konulabilir. Basit lineer regülatörler yalnızca Zener diyot ve seri direnç içerebilir; daha karmaşık regülatörlerse ayrı voltaj referansı, hata yükselteci ve güç geçiş eleman katları içerir. Lineer voltaj regülatörü birçok cihazın ortak bir parçası olduğundan tek çipli regülatörler IC'ler olarak çok yaygındır. Lineer regülatörler, ayrı katı hal veya vakum tüpü bileşen gruplarından da oluşabilir.
Adlarına rağmen lineer regülatörler "doğrusal olmayan devreler"dir çünkü doğrusal olmayan bileşenleri vardır (aşağıdaki basit şönt regülatördeki Zener diyotlar gibi) ve çıkış voltajı idealde sabittir (ve girişine bağlı olmayan sabit çıkışlı devre doğrusal olmayan devredir.)
Özet
Lineer regülatörler iki temel biçimdedir: şönt regülatörler ve seri regülatörler. Çoğu lineer regülatör, maksimum nominal çıkış akımlıdır. Bu genellikle ya güç harcama kapasitesi ya da çıkış transistörünün akım taşıma kapasitesiyle sınırlıdır.
Sabit regülatörler
"Sabit" üç terminalli lineer regülatörler, yük 1,5 A'den az olduğunda +3.3 V ve artı veya eksi 5 V, 6 V, 9 V, 12 V veya 15 V sabit voltajlar üretmek için yaygın olarak bulunur.
"78xx" serisi (7805, 7812, vb.) pozitif voltajları düzenlerken "79xx" serisi (7905, 7912, vb.) negatif voltajları ayarlar. Genellikle, cihaz numarasının son iki basamağı çıkış voltajıdır (örneğin, 7805 +5 V regülatör iken 7915 -15 V regülatörüdür). 78xx serisi entegre devrelerde 78L ve 78S gibi bazıları 2 A'ya kadar güç sağlayabilen modeller vardır.
Sabit regülatörlerin ayarlanması
Sabit voltajlı bir entegre devre regülatörüne başka bir devre elemanı ekleyerek çıkış voltajını ayarlamak mümkündür. İki örnek yöntem şöyle özetlenebilir:
Entegre devrenin toprak terminali ile toprak arasına Zener diyot veya direnç eklenebilir. Dirençler, toprak akımının sabit olduğu yerlerde kabul edilebilir, ancak değişen toprak akımına sahip regülatörlere uygun değildir. Farklı Zener diyotlar, diyotlar veya dirençler değiştirilerek çıkış voltajı kademeli olarak ayarlanabilir.
Çıkış voltajını değişken şekilde artırmak için toprak terminaline seri bir potansiyometre yerleştirilebilir. Ancak bu yöntem voltaj düzenlemesini bozar ve değişen toprak akımlı sahip regülatörler için uygun değildir.
Lineer regülatörün kullanılması
Lineer regülatörler ayrı bileşenler kullanılarak oluşturulabilir ama genellikle entegre devreleri vardır. En çok bulunan lineer regülatörler, TO-220 paketindeki üç terminalli entegre devre'lerdir.
Yaygın voltaj regülatörleri, pozitif voltajlar için LM78xx ve negatif voltajlar için LM79xx serileridir. LM2940 / MIC2940A / AZ2940 gibi sağlam otomotiv voltaj regülatörleri, ters akü bağlantılarına ve kısa +50/-50V geçişlerine de dayanabilir. MCP1700 / MCP1711 / TPS7A05 / XC6206 gibi bazı Düşük çıkışlı regülatör İngilizce:Low-dropout regulator) (LDO) alternatifleri 5 μA'dan daha az çok düşük hareketsiz akımlıdır (LM78xx serisinden yaklaşık 1,000 kat daha azdır) bu nedenle pille çalışan cihazlar için daha uygundurlar.
Yaygın sabit gerilimler 1.8 V, 2.5 V, 3.3 V (alçak gerilim CMOS mantık devreleri için), 5 V (transistör-transistör mantık devreleri için) ve 12 V (iletişim devreleri ve disk sürücüler gibi çevresel aygıtlar için)'dir.
Sabit voltaj regülatörlerinde referans pimi toprağa bağlanırken, değişken regülatörlerde referans pimi regülatörün çıkışı tarafından beslenen sabit veya değişken voltaj bölücünün merkez noktasına bağlanır. Potansiyometre gibi değişken bir voltaj bölücü, kullanıcının düzenlenmiş voltajı ayarlamasına imkan verir.