Регулятор напруги - це простий і економічно вигідний пристрій, який може змінювати вхідну напругу на інший рівень на виході і може підтримувати постійну вихідну напругу навіть у різних умовах навантаження. Майже всі електронні пристрої, починаючи від зарядного пристрою стільникового телефону, закінчуючи кондиціонерами повітря та складним електромеханічним пристроєм, використовують регулятор напруги, щоб подавати різні напруги постійного струму на різні компоненти пристрою. Окрім цього, усі ланцюги живлення використовують мікросхеми регулятора напруги.
Наприклад, у вашому смартфоні регулятор напруги використовується для підвищення або зниження напруги акумулятора для компонентів (таких як світлодіодне підсвічування, мікрофон, сим-карта тощо), які потребують вищої або нижчої напруги, ніж батарея. Неправильний вибір регулятора напруги може призвести до погіршення надійності, більшого споживання енергії та навіть смажених компонентів.
Тож у цій статті ми обговоримо деякі важливі параметри, про які слід пам’ятати під час вибору регулятора напруги для вашого проекту.
Важливі фактори для вибору регулятора напруги
1. Вхідна та вихідна напруга
Першим кроком до вибору регулятора напруги є знання про вхідну та вихідну напругу, з якими ви будете працювати. Лінійні регулятори напруги потребують вхідної напруги, яка перевищує номінальну вихідну напругу. Якщо вхідна напруга менше бажаної вихідної напруги, то це призводить до стану недостатньої напруги, що змушує регулятор випадати і забезпечувати нерегульований вихід.
Наприклад, якщо ви використовуєте регулятор напруги 5 В з напругою відключення 2 В, тоді вхідна напруга повинна бути мінімум рівною 7 В для регульованого виходу. Вхідна напруга нижче 7 В призведе до нерегульованої вихідної напруги.
Існують різні типи регуляторів напруги для різного діапазону вхідної та вихідної напруги. Наприклад, вам знадобиться регулятор напруги 5 В для Arduino Uno та регулятор напруги 3,3 В для ESP8266. Ви навіть можете використовувати регулятор змінної напруги, який може бути використаний для ряду вихідних програм.
2. Напруга випадання
Випадаюча напруга - це різниця між вхідною та вихідною напругою регулятора напруги. Наприклад, хв. Вхідна напруга для 7805 становить 7 В, а вихідна напруга - 5 В, отже, вона має напругу відключення 2 В. Якщо вхідна напруга опуститься нижче, вихідна напруга (5 В) + напруга відключення (2 В) призведе до нерегульованого виходу, який може пошкодити ваш пристрій. Тому перед тим, як вибрати регулятор напруги, перевірте напругу, що випадає.
Напруга випадання змінюється залежно від регуляторів напруги; наприклад, ви можете знайти ряд регуляторів 5 В з різною напругою відключення. Лінійні регулятори можуть бути надзвичайно ефективними, коли вони працюють з дуже низькою вхідною напругою відключення. Отже, якщо ви використовуєте акумулятор як джерело живлення, ви можете використовувати LDO-регулятори для кращої ефективності.
3. Розсіювання потужності
Лінійні регулятори напруги розсіюють більше потужності, ніж імпульсні регулятори напруги. Надмірне розсіювання енергії може спричинити розряд акумулятора, перегрів або пошкодження виробу. Отже, якщо ви використовуєте лінійний регулятор напруги, спочатку обчисліть витрату потужності. Для лінійних регуляторів розсіювання потужності можна розрахувати:
Потужність = (вхідна напруга - вихідна напруга) x струм
Ви можете використовувати імпульсні регулятори напруги замість лінійних регуляторів напруги, щоб уникнути проблеми розсіювання потужності.
4. Ефективність
Ефективність - це відношення вихідної потужності до вхідної потужності, пропорційне відношенню вихідної напруги до вхідної напруги. Отже, ефективність регуляторів напруги безпосередньо обмежена напругою відключення та струмом спокою, оскільки чим вища напруга відключення, тим менша ефективність.
Для більш високої ефективності напруга випадання та струм спокою повинні бути мінімізовані, а різниця напруг між входом і виходом повинна бути мінімізована.
5. Точність напруги
Загальна точність регулятора напруги залежить від регулювання лінії, регулювання навантаження, дрейфу опорної напруги, дрейфу напруги підсилювача помилки та температурного коефіцієнта. Типові лінійні регулятори зазвичай мають специфікацію вихідної напруги, яка гарантує, що регульована вихідна потужність буде в межах 5% від номінальної. Отже, якщо ви використовуєте регулятор напруги для живлення цифрових ІС, то толерантність 5% не становить великих проблем.
6. Регулювання навантаження
Регулювання навантаження визначається як здатність схеми підтримувати задану вихідну напругу при різних умовах навантаження. Регулювання навантаження виражається як:
Регулювання навантаження = ∆Vout / ∆I вихід
7. Регулювання ліній
Регулювання лінії визначається як здатність схеми підтримувати задану вихідну напругу з різною вхідною напругою. Регулювання лінії виражається як:
Регулювання навантаження = & Dgr; v з / & Dgr; v в
Отже, для вибору належного регулятора напруги для будь-якого застосування слід враховувати всі перераховані вище фактори,