تنظیم کننده ولتاژ یک سیستم طراحی شده برای نگه داشتن ولتاژ در یک مقدار ثابت است. در این نوع تنظیم کننده ها، بسته به طراحی آنها، ممکن است یک یا چند ولتاژ AC یا DC ، مورد استفاده قرار گیرند.
رگولاتور های ولتاژ الکترونیکی معمولا در دستگاه هایی مانند منبع تغذیه کامپیوتر یافت می شوند. کاربرد آنها در کامپیوتر ها این است که ولتاژ DC مورد استفاده پردازنده و سایر عناصر را تثبیت می کنند.
در موتور های الکتریکی و نیروگاه های ژنراتور مرکزی، تنظیم کننده های ولتاژ، خروجی کارخانه را کنترل می کنند.
در یک سیستم توزیع برق، تنظیم کننده های ولتاژ ممکن است در یک ایستگاه و یا در طول خطوط توزیع نصب شوند تا تمام مشتریان به ولتاژ ثابت دسترسی داشته باشند.
یک تنظیم کننده ولتاژ یا جریان اکتریکی، از یک مقاومت سری شده با یک دیود (یا سری دیودها) ساخته می شود. از آنجا که ولتاژ مستقیم در یک دیود کوچک است، این نوع تنظیم کننده ولتاژ تنها برای ولتاژ های پایین مناسب است.
هنگامی که خروجی با ولتاژ بالاتری نیاز است، یک دیود زنر (Zener) و یا یک سری از این دیود ها استفاده می شود. رگولاتور های مخصوص دیود های Zener از ولتاژ معکوس شده و ثابت که توسط دیود های زنر بدست آمده اند،استفاده می کنند. قابل ذکر است که این ولتاژ می تواند بسیار بزرگ باشد.
برخی از انواع تنظیم کننده های ولتاژ با مقایسه ی ولتاژ خروجی واقعی با ولتاژ مرجع ثابت، کار می کنند. هر اختلافی به صورت مشخص و بزرگنمایی شده ای بررسی می شود و به گونه ای استفاده می شود که نوسانات ولتاژ را کاهش دهد. این کار یک حلقه کنترل بازخورد منفی را تشکیل می دهد؛ هر چه این حلقه ها بیشتر باشند، منجر به افزایش دقت تنظیمات می شود، اما ثبات در ولتاژ را کاهش می دهد.
همچنین رابطه ای بین ثبات ولتاژ و سرعت واکنش به تغییرات، وجود خواهد داشت. اگر ولتاژ خروجی بیش از حد پایین باشد (شاید به دلیل کاهش ولتاژ ورودی یا افزایش جریان بار)، عنصری که ولتاژ خروجی را تنظیم می کند، انقدر این حلقه ها را ادامه می دهد تا بتواند ولتاژ بالاتری تولید کند و در نتیجه ی این کار باید ولتاژ ورودی کمتری به آن وارد شود یا جریان ورودی را در دوره های طولانی تری بخش کند. از سوی دیگر نیز اگر ولتاژ خروجی بیش از حد بالا باشد، به طور معمول به تنظیم کننده دستور داده می شود ولتاژ پایین تری تولید کند.
با این وجود، بسیاری از تنظیم کننده ها دارای حفاظت بیشتری هستند، به طوری که اگر جریان خروجی بیش از حد بالا باشد، آنها به طور کامل از جاری شدن جریان جلوگیری خواهند کرد و یا به طریقی این جریان زیاد را محدود می کنند.
در برخی از انواع تنظیم کننده ها نیز ممکن است پیش فرضی قرار داشته باشد که اگر ولتاژ ورودی خارج از محدوده ی تعیین شده برای آنها بود، خاموش شوند.
در تنظیم کننده های الکترومکانیکی تنظیم ولتاژ به راحتی با اتصال سیم حسگر به الکترومغناطیس انجام می شود. میدان مغناطیسی که توسط جریان الکتریکی تولید شده است، یک هسته ی فلزی را که تحت فشار کششی یا کشش گرانشی قرار گرفته است، جذب می کند.
همانطور که ولتاژ افزایش می یابد، جریان نیز میدان مغناطیسی تولید شده را توسط سیم پیچ و کشیدن هسته به سمت میدان، تقویت می کند. این آهنربای مغناطیسی و یا به عبارت دیگر همان هسته ی فلزی به صورت مکانیکی به یک سوئیچ متصل شده است. وقتی آهنربا به سمت میدان حرکت می کند، سوییچ متصل به آن باز می شود.
همانطور که ولتاژ کاهش می یابد، و در نتیجه ی آن جریان کاهش می یابد، باعث می شود که این هسته به عقب رانده شود. این کار سوئیچ را می بندد و اجازه می دهد تا جریان الکتریکی یک بار دیگر جاری شود.
ژنراتور های خودرو دارای یک رگولاتور ولتاژ مکانیکی هستند که با استفاده از یک، دو یا سه تقویت کننده و مقاومت های مختلف، خروجی ژنراتور را در حدود مقادیر ۶ یا ۱۲ ولت تثبیت می کنند. صرف نظر از سرعت چرخش موتور یا بار متغیر در سیستم الکتریکی خودرو، این مقدار ثابت می ماند.
اساسا، تقویت کننده های ولتاژ با استفاده از مدولاسیون پهنای پالس، خروجی ژنراتور را تنظیم می کنند. شایان توجه است که دیود های یکسو کننده در یک ژنراتور به طور خودکار این عمل را انجام می دهند به طوری که دیگر به تقویت کننده ی خاصی نیاز نیست. این کار به مراتب طراحی رگولاتور را ساده می کند. از سوی دیگر در طرح های مدرن تر از تکنولوژی حالت جامد (ترانزیستورها) استفاده می شود تا جایگزین تقویت کننده ها در تنظیم کننده های الکترومکانیکی شوند.
ژنراتور هایی که در نیروگاه ها و یا در سیستم های برق آماده به کار(standby) استفاده می شوند،از تنظیم کننده های ولتاژ اتوماتیک (AVR) استفاده می کنند.
اولین تنظیم کننده های ولتاژ اتوماتیک از سیستم های الکترومکانیکی استفاده می کردند، اما AVR های مدرن از دستگاه های ترانزیستوری حالت جامد بهره می گیرند. تنظیم کننده های ولتاژ اتوماتیک، نوعی از سیستم های کنترل بازخورد هستند.