電圧レギュレータは、入力電圧が大きく変動する場合でも、比較的一定の出力電圧を維持するデバイスです。 回路内の電圧を制御するために使用する特定の方法に基づいて、さまざまな特定のタイプの電圧レギュレータがあります。 一般に、電圧レギュレータは、その出力電圧を固定リファレンスと比較し、負のフィードバックループでこの差を最小化することによって機能します。
パッシブ電圧レギュレータは非常にシンプルな設計であり、入力電圧が常に出力電圧よりも高い場合にのみ使用できます。 これには、出力電圧を目的のレベルに下げる抵抗が含まれています。 抵抗は単に過剰な電圧を熱として放出します。 電圧の上昇が必要な回路には、アクティブな電圧レギュレータが必要です。
基本的な電圧レギュレータは、単純な電気機械設計に依存しています。 回路に接続されたワイヤーは、電磁石を形成するようにコイル状に巻かれています。 回路の電圧が上がると、電磁石の強度も上がります。 これにより、鉄心が電源スイッチに接続されている電磁石に向かって移動します。 可動磁石がスイッチを引くと、回路内の電圧が低下します。
鉄心は、バネや重力などの力によって電磁石から遠ざけられます。 回路内の電圧が低下すると、電磁石は弱くなります。 これにより、鉄心が静止位置に戻ることができ、スイッチがオンに戻り、回路の電圧が上昇します。 これにより、負のフィードバックループが生成されます。つまり、電圧レギュレータは、高すぎると電圧を下げ、低すぎると電圧を上げます。
電圧レギュレータの感度は、鉄心が抵抗または巻線の範囲に沿って移動できるように設計することで大幅に向上させることができます。 鉄心の位置が変わると、鉄心はさまざまな点で回路に接触し、必要に応じて回路の電圧を変更します。 この設計により、電圧レギュレータは回路の電圧の非常に小さな変化に応答できます。
メインレギュレータは、AC配電線の電圧を制御するデバイスのより具体的な用語です。 AC電圧安定器は通常、連続可変単巻変圧器を使用して家庭の主電圧を調整します。 DC電圧スタビライザーは、特定の電圧でのみ電気を伝導するシャントを使用して、バッテリーからの生の電圧を制御することがよくあります。