Un regulator de tensiune este un dispozitiv simplu și rentabil care poate modifica tensiunea de intrare la un nivel diferit la ieșire și poate menține o tensiune de ieșire constantă chiar și în condiții de încărcare variate. Aproape toate dispozitivele electronice de la încărcătorul dvs. de telefon mobil la aparatele de aer condiționat până la dispozitivele electromecanice complexe utilizează un regulator de tensiune pentru a furniza diferitele tensiuni DC diferitelor componente din dispozitiv. În afară de aceasta, toate circuitele de alimentare utilizează cipuri de reglare a tensiunii.
De exemplu, în smartphone-ul dvs., un regulator de tensiune este utilizat pentru a crește sau reduce tensiunea bateriei pentru componentele (cum ar fi LED-ul luminii de fundal, microfonul, cardul SIM etc.) care necesită o tensiune mai mare sau mai mică decât bateria. Alegerea regulatorului de tensiune greșit poate duce la fiabilitate compromisă, consum mai mare de energie și chiar componente prăjite.
Deci, în acest articol, vom discuta despre unii parametri importanți pentru a păstra în minte în timp ce selectarea unui regulator de tensiune pentru proiectul dumneavoastră.
Factori importanți pentru selectarea regulatorului de tensiune
1. Tensiunea de intrare și tensiunea de ieșire
Primul pas către alegerea unui regulator de tensiune este cunoașterea tensiunii de intrare și a tensiunii de ieșire cu care veți lucra. Regulatoarele de tensiune liniară au nevoie de o tensiune de intrare mai mare decât tensiunea nominală de ieșire. Dacă tensiunea de intrare este mai mică decât tensiunea de ieșire dorită, atunci conduce la starea de tensiune insuficientă care determină căderea regulatorului și furnizarea unei ieșiri nereglementate.
De exemplu, dacă utilizați un regulator de tensiune de 5V cu o tensiune de abandon de 2V, atunci tensiunea de intrare ar trebui să fie cel puțin egală cu 7V pentru o ieșire reglată. Tensiunea de intrare sub 7V va avea ca rezultat o tensiune de ieșire nereglementată.
Există diferite tipuri de regulatoare de tensiune pentru diferite domenii de tensiune de intrare și ieșire. De exemplu, veți avea nevoie de un regulator de tensiune de 5V pentru Arduino Uno și de un regulator de tensiune de 3,3V pentru ESP8266. Puteți utiliza chiar și un regulator de tensiune variabilă care poate fi utilizat pentru o gamă de aplicații de ieșire.
2. Tensiunea de abandon
Tensiunea de ieșire este diferența dintre tensiunea de intrare și de ieșire a regulatorului de tensiune. De exemplu, min. Tensiunea de intrare pentru 7805 este de 7V, iar tensiunea de ieșire este de 5V, deci are o tensiune de abandon de 2V. Dacă tensiunea de intrare scade, tensiunea de ieșire (5V) + tensiunea de ieșire (2V) va avea ca rezultat o ieșire nereglementată care vă poate deteriora dispozitivul. Deci, înainte de a selecta un regulator de tensiune, verificați tensiunea de scădere.
Tensiunea de scădere variază în funcție de regulatoarele de tensiune; de exemplu, puteți găsi o gamă de regulatoare de 5V cu tensiune diferită. Regulatoarele liniare pot fi extrem de eficiente atunci când sunt acționate cu o tensiune de intrare foarte mică. Deci, dacă utilizați o baterie ca sursă de alimentare, atunci puteți utiliza regulatoare LDO pentru o eficiență mai bună.
3. Disiparea puterii
Regulatoarele de tensiune liniare disipează mai multă putere decât regulatoarele de tensiune de comutare. Disiparea excesivă a puterii poate cauza scurgerea bateriei, supraîncălzirea sau deteriorarea produsului. Deci, dacă utilizați un regulator de tensiune liniar, calculați mai întâi disiparea puterii. Pentru regulatoarele liniare, disiparea puterii poate fi calculată prin:
Putere = (Tensiune de intrare - Tensiune de ieșire) x Curent
Puteți utiliza regulatoarele de tensiune de comutare în locul regulatoarelor de tensiune liniare pentru a evita problema disipării puterii.
4. Eficiență
Eficiența este raportul dintre puterea de ieșire și puterea de intrare, care este proporțional cu raportul dintre tensiunea de ieșire și tensiunea de intrare. Deci, eficiența regulatoarelor de tensiune este direct limitată de tensiunea de curgere și de curentul de repaus, din cauza tensiunii de curgere mai mare, cu atât eficiența este mai mică.
Pentru o eficiență mai mare, tensiunea de ieșire și curentul de repaus trebuie minimizate, iar diferența de tensiune între intrare și ieșire trebuie minimizată.
5. Precizia tensiunii
Precizia generală a unui regulator de tensiune depinde de reglarea liniei, reglarea sarcinii, derivarea tensiunii de referință, derivarea tensiunii amplificatorului de eroare și coeficientul de temperatură. Regulatoarele liniare tipice au de obicei o specificație a tensiunii de ieșire care garantează că ieșirea reglementată va fi în limita a 5% din valoarea nominală. Deci, dacă utilizați regulatorul de tensiune pentru a alimenta circuitele digitale digitale, toleranța de 5% nu este o preocupare mare.
6. Reglarea încărcării
Reglarea sarcinii este definită ca capacitatea circuitului de a menține o tensiune de ieșire specificată în condiții de încărcare variate. Reglarea sarcinii este exprimată ca:
Reglarea încărcării = outVout / ∆I out
7. Regulamentul liniei
Reglarea liniei este definită ca capacitatea circuitului de a menține tensiunea de ieșire specificată cu tensiunea de intrare variabilă. Reglarea liniei este exprimată ca:
Reglarea încărcării = outV out / ∆V in
Deci, pentru selectarea unui regulator de tensiune adecvat pentru orice aplicație, ar trebui să țineți cont de toți factorii de mai sus,