Стабилизатор напряжения - это устройство, которое поддерживает относительно постоянное выходное напряжение, даже если его входное напряжение может сильно изменяться. Существует множество конкретных типов регуляторов напряжения в зависимости от конкретного метода, который они используют для управления напряжением в цепи. Как правило, регулятор напряжения работает, сравнивая свое выходное напряжение с фиксированным заданием и минимизируя эту разницу с помощью контура отрицательной обратной связи.
Пассивные регуляторы напряжения представляют собой очень простую конструкцию, которую можно использовать только тогда, когда входное напряжение всегда будет больше, чем выходное напряжение. Он содержит резистор, который снижает выходное напряжение до желаемого уровня. Резистор просто сбрасывает избыточное напряжение в виде тепла. Цепи, которые могут потребовать увеличения напряжения, потребуют активного регулятора напряжения.
Базовый регулятор напряжения основан на простой электромеханической конструкции. Провод, подключенный к цепи, свернут в спираль и образует электромагнит. По мере увеличения напряжения в цепи увеличивается и сила электромагнита. Это заставляет железный сердечник двигаться к электромагниту, который подключен к выключателю питания. Когда движущийся магнит тянет переключатель, он снижает напряжение в цепи.
Железный сердечник удерживается от электромагнита некоторой силой, например пружиной или силой тяжести. Когда напряжение в цепи уменьшается, электромагнит становится слабее. Это позволяет железному сердечнику вернуться в исходное положение, что снова включает переключатель и увеличивает напряжение в цепи. Это создает петлю отрицательной обратной связи, что означает, что регулятор напряжения снижает напряжение, когда оно слишком высокое, и увеличивает напряжение, когда оно слишком низкое.
Чувствительность регулятора напряжения может быть существенно увеличена за счет конструкции, которая позволяет железному сердечнику перемещаться по ряду сопротивлений или обмоток. При изменении положения железного сердечника он контактирует с цепью в разных точках, что при необходимости изменяет напряжение в цепи. Такая конструкция позволяет регулятору напряжения реагировать на очень небольшие изменения напряжения в цепи.
Регулятор сети - это более конкретный термин для устройства, которое регулирует напряжение в линии распределения питания переменного тока. В стабилизаторе переменного напряжения обычно используется бесступенчатый автотрансформатор для регулирования основного напряжения в доме. Стабилизатор постоянного напряжения часто контролирует исходное напряжение от батареи с помощью шунта, который проводит электричество только при определенном напряжении.