Napetostni regulator je preprosta in stroškovno učinkovita naprava, ki lahko spremeni vhodno napetost na drugačno raven na izhodu in lahko vzdržuje konstantno izhodno napetost tudi v različnih pogojih obremenitve. Skoraj vse elektronske naprave od polnilnika za mobilni telefon do klimatskih naprav do kompleksne elektromehanske naprave uporabljajo regulator napetosti za zagotavljanje različnih enosmernih napetosti za različne komponente v napravi. Poleg tega vsa napajalna vezja uporabljajo čipe regulatorja napetosti.
Na primer, v vašem pametnem telefonu se regulator napetosti uporablja za povišanje ali znižanje napetosti akumulatorja za komponente (kot so LED za osvetlitev ozadja, mikrofon, sim-kartica itd.), Ki potrebujejo višjo ali nižjo napetost kot baterija. Izbira napačnega regulatorja napetosti lahko povzroči ogroženo zanesljivost, večjo porabo energije in celo ocvrte komponente.
V tem članku bomo razpravljali o nekaterih pomembnih parametrih, ki jih moramo upoštevati pri izbiri regulatorja napetosti za svoj projekt.
Pomembni dejavniki za izbiro regulatorja napetosti
1. Vhodna in izhodna napetost
Prvi korak k izbiri napetostnega regulatorja je poznavanje vhodne in izhodne napetosti, s katerimi boste delali. Linearni regulatorji napetosti potrebujejo vhodno napetost, ki je višja od nazivne izhodne napetosti. Če je vhodna napetost manjša od želene izhodne napetosti, potem pride do stanja nezadostne napetosti, ki povzroči izpad regulatorja in zagotavlja neurejeno izhodno napetost.
Če na primer uporabljate regulator napetosti 5 V z napetostjo izpada 2 V, mora biti vhodna napetost najmanj enaka 7 V za reguliran izhod. Vhodna napetost pod 7V bo povzročila neurejeno izhodno napetost.
Obstajajo različne vrste regulatorjev napetosti za različno območje vhodne in izhodne napetosti. Na primer, potrebovali boste 5-voltni regulator napetosti za Arduino Uno in 3,3 V napetostni regulator za ESP8266. Uporabite lahko celo spremenljiv regulator napetosti, ki ga lahko uporabite za vrsto izhodnih aplikacij.
2. Napajalna napetost
Izpadna napetost je razlika med vhodno in izhodno napetostjo regulatorja napetosti. Na primer, min. Vhodna napetost za 7805 je 7V, izhodna napetost pa 5V, zato ima napetost izpada 2V. Če vhodna napetost pade pod, bo izhodna napetost (5V) + izpadna napetost (2V) povzročila neurejen izhod, ki lahko poškoduje vašo napravo. Pred izbiro regulatorja napetosti torej preverite izpad napetosti.
Napajalna napetost se razlikuje glede na napetostne regulatorje; na primer lahko najdete vrsto 5V regulatorjev z različno napetostjo izpada. Linearni regulatorji so lahko izjemno učinkoviti, če delujejo z zelo nizko vhodno napetostjo izpada. Torej, če uporabljate baterijo kot vir energije, lahko za večjo učinkovitost uporabite LDO regulatorje.
3. Odvajanje moči
Linearni regulatorji napetosti odvajajo več moči kot preklopni regulatorji napetosti. Čezmerno trošenje energije lahko povzroči izpraznitev baterije, pregrevanje ali poškodbo izdelka. Torej, če uporabljate linearni regulator napetosti, najprej izračunajte odvajanje moči. Za linearne regulatorje lahko odvajanje moči izračunamo tako:
Moč = (vhodna napetost - izhodna napetost) x tok
Namesto linearnih napetostnih regulatorjev lahko uporabite preklopne regulatorje napetosti, da se izognete težavi pri odvajanju moči.
4. Učinkovitost
Učinkovitost je razmerje med izhodno močjo in vhodno močjo, ki je sorazmerno razmerju med izhodno napetostjo in vhodno napetostjo. Torej je učinkovitost regulatorjev napetosti neposredno omejena z napetostjo izpada in mirujočim tokom, ker večja je napetost izpada, manjša je učinkovitost.
Za večjo učinkovitost je treba napetost izpada in mirovalni tok čim bolj zmanjšati, napetostno razliko med vhodom in izhodom pa zmanjšati.
5. Napetostna natančnost
Splošna natančnost napetostnega regulatorja je odvisna od regulacije vodov, regulacije obremenitve, premika referenčne napetosti, premika napetosti ojačevalnika napak in temperaturnega koeficienta. Tipični linearni regulatorji imajo običajno specifikacijo izhodne napetosti, ki zagotavlja, da bo regulirana izhodna vrednost znotraj 5% nominalne vrednosti. Torej, če uporabljate regulator napetosti za napajanje digitalnih IC, potem toleranca 5% ni velika skrb.
6. Regulacija obremenitve
Regulacija obremenitve je definirana kot sposobnost vezja, da vzdržuje določeno izhodno napetost pod različnimi pogoji obremenitve. Regulacija obremenitve je izražena kot:
Regulacija obremenitve = ∆Vout / ∆I out
7. Regulacija proge
Regulacija vodov je definirana kot sposobnost vezja, da vzdržuje določeno izhodno napetost z različno vhodno napetostjo. Regulacija proge je izražena kot:
Nalaganje Uredbe =? V ven /? V v
Za izbiro ustreznega regulatorja napetosti za katero koli aplikacijo je treba upoštevati vse zgoraj navedene dejavnike,