Регулаторът на напрежение е просто и рентабилно устройство, което може да промени входното напрежение на различно ниво на изхода и може да поддържа постоянно изходно напрежение дори при различни условия на натоварване. Почти всички електронни устройства от вашето зарядно устройство за мобилен телефон до климатици до сложно електромеханично устройство използват регулатор на напрежение, за да осигурят различните постояннотокови напрежения към различни компоненти в устройството. Освен него, всички вериги на захранването използват чипове на регулатора на напрежението.
Например във вашия смартфон регулатор на напрежение се използва за увеличаване или понижаване на напрежението на батерията за компонентите (като LED подсветка, микрофон, SIM карта и др.), Което изисква по-високо или по-ниско напрежение от батерията. Изборът на грешен регулатор на напрежение може да доведе до нарушена надеждност, по-висока консумация на енергия и дори пържени компоненти.
Така че в тази статия ще обсъдим някои важни параметри, които да имате предвид, докато избирате регулатор на напрежение за вашия проект.
Важни фактори за избор на регулатор на напрежение
1. Входно и изходно напрежение
Първата стъпка към избора на регулатор на напрежение е да знаете за входното и изходното напрежение, с които ще работите. Линейните регулатори на напрежение се нуждаят от входно напрежение, което е по-високо от номиналното изходно напрежение. Ако входното напрежение е по-малко от желаното изходно напрежение, то това води до състояние на недостатъчно напрежение, което кара регулатора да отпадне и да осигури нерегулиран изход.
Например, ако използвате 5V регулатор на напрежение с 2V напрежение на отпадане, тогава входното напрежение трябва да бъде най-малко равно на 7V за регулиран изход. Входното напрежение под 7V ще доведе до нерегулирано изходно напрежение.
Съществуват различни видове регулатори на напрежение за различен диапазон на входното и изходното напрежение. Например, ще ви трябва регулатор на напрежение 5V за Arduino Uno и регулатор на напрежение 3.3V за ESP8266. Можете дори да използвате регулатор на променливо напрежение, който може да се използва за редица изходни приложения.
2. Отпадащо напрежение
Отпадащото напрежение е разликата между входното и изходното напрежение на регулатора на напрежението. Например, мин. Входното напрежение за 7805 е 7V, а изходното напрежение е 5V, така че има напрежение на отпадане от 2V. Ако входното напрежение падне под, изходното напрежение (5V) + отпадащото напрежение (2V) ще доведе до нерегулиран изход, който може да повреди вашето устройство. Така че, преди да изберете регулатор на напрежение, проверете отпадащото напрежение.
Отпадащото напрежение варира в зависимост от регулаторите на напрежението; например можете да намерите набор от 5V регулатори с различно напрежение на отпадане. Линейните регулатори могат да бъдат изключително ефективни, когато работят с много ниско входно напрежение. Така че, ако използвате батерия като източник на захранване, тогава можете да използвате LDO регулатори за по-добра ефективност.
3. Разсейване на мощността
Линейните регулатори на напрежението разсейват повече мощност от превключващите регулатори на напрежение. Прекомерното разсейване на мощността може да причини източване на батерията, прегряване или повреда на продукта. Така че, ако използвате линеен регулатор на напрежение, първо изчислете разсейването на мощността. За линейни регулатори разсейването на мощността може да се изчисли чрез:
Мощност = (входно напрежение - изходно напрежение) x ток
Можете да използвате превключващите регулатори на напрежение вместо линейни регулатори на напрежение, за да избегнете проблема с разсейването на мощността.
4. Ефективност
Ефективността е съотношението на изходната мощност към входната мощност, което е пропорционално на съотношението на изходното напрежение към входното напрежение. Така че ефективността на регулаторите на напрежение е пряко ограничена от напрежението на отпадане и тока на покой, тъй като колкото по-високо е напрежението на отпадане, толкова по-ниска е ефективността.
За по-висока ефективност отпадащото напрежение и токът на покой трябва да бъдат сведени до минимум, а разликата в напрежението между входа и изхода трябва да бъде сведена до минимум.
5. Точност на напрежението
Общата точност на регулатора на напрежението зависи от регулирането на линията, регулирането на натоварването, отклонението на референтното напрежение, отклонението на напрежението на усилвателя на грешка и температурния коефициент. Типичните линейни регулатори обикновено имат спецификация на изходното напрежение, която гарантира, че регулираната мощност ще бъде в рамките на 5% от номиналното. Така че, ако използвате регулатора на напрежението за захранване на цифровите интегрални схеми, то толерансът от 5% не е голяма грижа.
6. Регулиране на натоварването
Регулирането на натоварването се определя като способността на веригата да поддържа определено изходно напрежение при променливи условия на натоварване. Регулирането на натоварването се изразява като:
Регулиране на натоварването = ∆Vout / ∆I out
7. Регулиране на линията
Регулирането на линията се определя като способността на веригата да поддържа определеното изходно напрежение с променливото входно напрежение. Регулирането на линията се изразява като:
Регулиране на натоварването = ∆V изход / ∆V в
Така че за избора на подходящ регулатор на напрежение за всяко приложение, трябва да се вземат предвид всички горепосочени фактори,