Стабилизатор напряжения - это простое и экономичное устройство, которое может изменять входное напряжение на выходе на другой уровень и может поддерживать постоянное выходное напряжение даже при меняющихся условиях нагрузки. Практически все электронные устройства, от зарядного устройства для сотового телефона до кондиционеров и сложных электромеханических устройств, используют регулятор напряжения для подачи различных напряжений постоянного тока на различные компоненты устройства. Кроме того, во всех схемах питания используются микросхемы регуляторов напряжения.
Например, в вашем смартфоне регулятор напряжения используется для повышения или понижения напряжения батареи для компонентов (таких как светодиод подсветки, микрофон, сим-карта и т. Д.), Которые требуют более высокого или более низкого напряжения, чем батарея. Выбор неправильного регулятора напряжения может привести к снижению надежности, более высокому энергопотреблению и даже поджариванию компонентов.
Итак, в этой статье мы обсудим некоторые важные параметры, которые следует учитывать при выборе регулятора напряжения для вашего проекта.
Важные факторы при выборе регулятора напряжения
1. Входное и выходное напряжение.
Первым шагом к выбору регулятора напряжения является знание входного и выходного напряжения, с которыми вы будете работать. Для линейных регуляторов напряжения требуется входное напряжение выше номинального выходного напряжения. Если входное напряжение меньше желаемого выходного напряжения, это приводит к состоянию недостаточного напряжения, которое приводит к отключению регулятора и выдаче нерегулируемого выходного сигнала.
Например, если вы используете стабилизатор напряжения 5 В с напряжением падения 2 В, то входное напряжение должно быть как минимум равным 7 В для регулируемого выхода. Входное напряжение ниже 7 В приведет к нерегулируемому выходному напряжению.
Существуют разные типы регуляторов напряжения для разного диапазона входного и выходного напряжения. Например, вам понадобится стабилизатор напряжения 5 В для Arduino Uno и стабилизатор напряжения 3,3 В для ESP8266. Вы даже можете использовать регулируемый стабилизатор напряжения, который можно использовать для ряда приложений вывода.
2. Падение напряжения
Падение напряжения - это разница между входным и выходным напряжениями регулятора напряжения. Например, мин. Входное напряжение для 7805 составляет 7 В, а выходное напряжение - 5 В, поэтому у него есть падение напряжения 2 В. Если входное напряжение упадет ниже, выходное напряжение (5 В) + напряжение падения (2 В) приведет к нерегулируемому выходу, который может повредить ваше устройство. Поэтому перед выбором регулятора напряжения проверьте падение напряжения.
Падение напряжения зависит от регулятора напряжения; например, вы можете найти ряд регуляторов на 5 В с различным падением напряжения. Линейные регуляторы могут быть чрезвычайно эффективными, когда они работают с очень низким падением входного напряжения. Поэтому, если вы используете аккумулятор в качестве источника питания, вы можете использовать стабилизаторы LDO для повышения эффективности.
3. Рассеивание мощности
Линейные регуляторы напряжения рассеивают больше мощности, чем импульсные регуляторы напряжения. Чрезмерное рассеивание мощности может привести к разрядке батареи, перегреву или повреждению продукта. Поэтому, если вы используете линейный регулятор напряжения, сначала рассчитайте рассеиваемую мощность. Для линейных регуляторов рассеиваемая мощность может быть рассчитана следующим образом:
Мощность = (входное напряжение - выходное напряжение) x ток
Вы можете использовать импульсные регуляторы напряжения вместо линейных регуляторов напряжения, чтобы избежать проблемы рассеивания мощности.
4. Эффективность
Эффективность - это отношение выходной мощности к входной мощности, которое пропорционально отношению выходного напряжения к входному напряжению. Таким образом, эффективность регуляторов напряжения напрямую ограничивается падением напряжения и током покоя, так как чем выше падение напряжения, тем ниже эффективность.
Для повышения эффективности необходимо минимизировать падение напряжения и ток покоя, а также минимизировать разницу напряжений между входом и выходом.
5. Точность напряжения
Общая точность регулятора напряжения зависит от регулирования линии, регулирование нагрузки, опорного напряжения дрейфа, дрейф ошибки усилителя напряжения, а также температурный коэффициент. Типичные линейные регуляторы обычно имеют характеристики выходного напряжения, которые гарантируют, что регулируемый выход будет в пределах 5% от номинального. Поэтому, если вы используете стабилизатор напряжения для питания цифровых микросхем, допуск в 5% не является большой проблемой.
6. Регулировка нагрузки
Регулирование нагрузки определяется как способность схемы поддерживать заданное выходное напряжение при различных условиях нагрузки. Регулирование нагрузки выражается как:
Регулировка нагрузки = ∆Vout / ∆I out
7. Линейное регулирование
Стабилизация линии определяется как способность схемы поддерживать заданное выходное напряжение при изменении входного напряжения. Линия регулирования выражается как:
Регулировка нагрузки = & Dgr; v из / & Dgr; v в
Поэтому для выбора подходящего регулятора напряжения для любого приложения необходимо учитывать все вышеперечисленные факторы.