Spänningsregulatorer

Vad är en spänningsregulator?

En spänningsregulator är ett chip eller en modul som styr utspänningen från en krets för att hålla en konstant nivå. Den grundläggande funktionen för en spänningsregulator är att jämföra utspänningen med en referensspänning och justera utspänningen för att matcha referensspänningen. Referensspänningen kan vara ett fast eller variabelt värde beroende på drivkrets.

Det finns två huvudtyper av spänningsregulatorer: linjära spänningsregulatorer och switchade spänningsregulatorer.

• Linjära spänningsregulatorer arbeta genom att använda en spänningsdelarkrets för att reglera utspänningen. De är enkla, billiga och lätta att använda, men de är inte lika effektiva som andra typer av spänningsregulatorer, eftersom de tenderar att avleda mycket kraft som värme. Några populära integrerade kretsar för linjär spänningsregulator (IC) inkluderar LM7805, LM7812 och LM317.
• Omkoppling av spänningsregulatorer, även känd som switching mode power supplies (SMPS), fungerar genom att snabbt slå på och av en transistor för att reglera utspänningen. De är mer effektiva än linjära spänningsregulatorer, men de är mer komplexa och kan generera elektromagnetiska störningar (EMI). Några populära switchade spänningsregulatorer inkluderar LM2675, LM2575 och LM3478.

Båda typerna av spänningsregulatorer har en återkopplingsslinga som känner av utspänningen och jämför den med referensspänningen. Beroende på designen och vilken typ av spänningsregulator det är, kommer den att justera strömflödet eller omkoppling för att bibehålla utspänningen till önskad nivå.

Vad ska jag tänka på när jag väljer en spänningsregulator?

Det är viktigt att välja en spänningsregulator som är lämplig för din specifika tillämpning, och att noggrant granska tillverkarens specifikationer för att säkerställa att den kommer att fungera som förväntat under de specifika förhållandena i din krets.

Det finns några saker att vara medveten om när du använder spänningsregulatorer, inklusive:

1. Ingångsspänningsområde: Se till att spänningsregulatorns inspänningsområde är lämpligt för din applikation. Ingångsspänningen måste ligga inom det driftsområde som specificerats av tillverkaren för att säkerställa korrekt funktion och för att undvika skador på spänningsregulatorn.
2. Utspänningsområde: Kontrollera utgångsspänningsområdet för att säkerställa att det är lämpligt för din applikation.
3. Belastningsström: Se till att belastningsströmmen (mängden ström som flyter genom kretsen) inte överstiger spänningsregulatorns maximala märkvärde. Om den maximala belastningsströmmen överskrids kan spänningsregulatorn överhettas och sluta fungera.
4. Temperaturvariation: Var medveten om temperaturområdet inom vilket spänningsregulatorn kan arbeta. Många spänningsregulatorer har ett specificerat driftstemperaturområde, och drift utanför detta område kan leda till dålig prestanda eller fel.
5. Effektivitet: Var medveten om att spänningsregulatorer kan ha varierande effektivitet, detta betyder hur mycket energi som går till spillo som värme under regleringsprocessen.
6. Ljud: Vissa spänningsregulatorer kan introducera brus eller rippel i utspänningen. Detta kan vara ett problem för känsliga elektroniska enheter. Vanligtvis genererar swtching regulatorer mer rippel som linjära spänningsregulatorer.
7. Skyddsfunktioner: Vissa spänningsregulatorer har inbyggda skyddsfunktioner som termiskt skydd, överströmsskydd och överspänningsskydd.
8. Montering: Se till att spänningsregulatorn är korrekt monterad och kyld för att undvika överhettning. Eftersom växlande regulatorer är mer effektiva har de vanligtvis mindre problem med överhettning.

Vad är en lågavfallsspänningsregulator?

En lågavbrottsspänningsregulator (LDO) är en typ av spänningsregulator som kan ge en stabil utspänning med en relativt liten spänningsskillnad (dvs. "avbrottsspänning") mellan ingång och utgång. Detta gör dem särskilt användbara i applikationer där inspänningen är nära den önskade utspänningen, eller där en exakt utspänning behövs.

LDO:er är vanligtvis linjära regulatorer, vilket innebär att de fungerar genom att justera strömmen som flyter genom en passtransistor för att styra utspänningen. Eftersom passtransistorn arbetar i sitt linjära område är utspänningen direkt proportionell mot inspänningen. Spänningsskillnaden mellan ingång och utgång är ett resultat av spänningsfallet över passtransistorn och eventuella andra interna förluster i regulatorn.

LDO:er har typiskt utfallsspänningar mellan cirka 100mV till 2V, vilket är anledningen till att de anses vara låga bortfall, vilket gör att de kan ge en stabil utspänning även när inspänningen bara är något högre än den önskade utspänningen.