電圧安定器の動作原理

電圧レギュレータは、出力電圧を自動的に調整する電源回路またはデバイスです。その中心的な機能は、内部回路の自動調整により、入力電圧や負荷が変化した場合に変動する電源電圧や不適切な電源電圧を、設定された出力範囲内で安定させることです。電圧補正は、昇圧と降圧という 2 つの基本操作によって実行されます。レギュレータは、このタスクを達成するために、さまざまな構成のスイッチング リレーに接続された変圧器を使用します。

電圧レギュレータの中核となる動作原理は、閉ループ負帰還制御メカニズムを通じて電圧の安定化を達成することです。{0}その一般的なワークフローには、検出、比較、調整、出力といういくつかのステップが含まれます。まず、内部電圧検出回路が入力電圧値を継続的に監視します。次に、制御回路はサンプリングされた電圧信号を安定した内部基準電圧と比較して、電圧偏差の方向と大きさを決定します。そして、制御回路は比較結果に基づいてサーボモータや電源スイッチなどのアクチュエータを駆動して調整を行う。最終的に、調整された電圧は出力端子を介して接続された機器に供給されます。プロセス全体は継続的かつ高速かつ自動です。

技術的アプローチに応じて、電圧レギュレータには主に次の特定の動作モードがあります。サーボ-タイプ（ブラシ-タイプ/モーター-制御）電圧調整器は、サーボモーターを利用して単巻変圧器の巻線上を滑るカーボンブラシを駆動し、コイル巻数比を連続的かつスムーズに変更して電圧調整を実現します。主要コンポーネントには、トロイダル単巻変圧器、サーボ モーター、カーボン ブラシ、電圧検出および制御回路が含まれます。リレー-式（ステップ）電圧調整器は、制御回路を通じて入力電圧を検出し、リレーを切り替えて単巻変圧器の異なるタップを接続し、ステップ電圧調整を実現します。

電子（静的/非接触）電圧レギュレータは、パワーエレクトロニクスコンバータ回路（サイリスタなど）を使用して、調整回路内の双方向サイリスタの導通角を変更することで回路のリアクタンス特性を変更し、それによって補償回路の極性を変更して電圧調整を実現します。低ドロップアウト リニア レギュレータ (LDO) は、線形領域で動作するトランジスタまたは FET を使用して、印加された入力電圧から過剰な電圧を減算し、安定化された出力電圧を生成します。その特徴は、入出力電圧差が非常に小さいことです。-スイッチング電圧レギュレータは、パワー スイッチング トランジスタの高周波「オン」および「オフ」スイッチングと、インダクタやコンデンサなどのエネルギー貯蔵コンポーネントを利用して、エネルギーの転送と変換を行い、高効率の電圧変換と調整を実現します。-主なタイプには、降圧、昇圧、および降圧{8}}レギュレータがあります。

使用される特定の技術に関係なく、電圧レギュレータは基本的に閉ループ フィードバック制御を実行します。つまり、変化の検知、偏差の分析、コマンドの発行、修正の実行、安定性の維持により、接続された負荷デバイスに一定の安全な供給電圧を供給します。{0}