Was ist ein Spannungsregler?

Spannungsregler stabilisieren Betriebsspannungen in elektrischen Schaltkreisen. Reguläre Ausgangsspannungen von Transformatoren oder Gleichrichtern besitzen oftmals eine Restwelligkeit, die für viele Anwendungen beseitigt werden muss.
Spannungsregler wandeln solche schwankenden Spannungen in konstante, stabilisierte Ausgangsspannungen um.
Je nach Bauform können sie zusätzlich Wechsel- in Gleichspannungen transformieren oder zum Beispiel als Sicherung vor Kurzschlüssen fungieren. Spannungswandler sind in verschiedenen Ausführungen für unterschiedliche Leistungen und Bedingungen erhältlich: sowohl für niedrige Spannungen in der Computertechnik als auch für hohe Spannungen in der Anlagenelektronik.

Wie funktioniert ein Spannungsregler?

Spannungsregler nehmen eine Eingangsspannung auf und wandeln sie in eine feste Ausgangsspannung um. Diese wird mit einer weiteren sogenannten Referenzspannung verglichen. Ändert sich die Eingangsspannung, passt der Spannungsregler das Durchleitungsgerät so an, dass die Ausgangsspannung weiterhin konstant und stabil bleibt.
Linearregler verwenden hierfür einen Leistungstransistor, der ähnlich wie ein differenzieller Widerstand arbeitet. Dieser führt bei Abweichungen der Ausgangsspannung vom Sollwert die Differenz zurück zum Leistungstransistor und stabilisiert so das Spannungslevel.
Schaltregler verwenden ebenfalls einen Leistungstransistor, der jedoch mit hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet wird, um einen höheren Wirkungsgrad zu erreichen.

Bei den linearen Spannungsreglern unterscheidet man zwischen Quer– und Längsreglern. Bei einem Längsregler liegt der Transistor in Reihe mit dem Verbraucher und nimmt nur etwas mehr als den Laststrom auf, was zu einem hohen Effizienzgrad führt.
Sie sind als integrierte Schaltungen erhältlich, die neben dem Regler auch eine Regelstrecke und eine Referenzspannungsquelle beinhalten. Man baut sie entweder als Festspannungsregler mit einer vom Hersteller vorgegebenen Spannung oder sie können über einen Spannungsteiler die Ausgangsspannung einstellen.

Low-Drop-Spannungsregler sind Längsregler mit einer geringeren erforderlichen Differenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung. Sie sind verlustarm, wodurch das Netzteil schwächer ausgelegt werden kann.

Bei Querreglern wird der Verbraucher parallel zur Reglerschaltung gelegt. Sie nehmen immer so viel Strom auf, dass die Spannung an ihren Klemmen konstant bleibt und die nicht benötigte Leistung in Wärme umgewandelt wird. Sie werden in der Regel nur für kleine Leistungen eingesetzt