Sprieguma regulators ir vienkārša un rentabla ierīce, kas var mainīt ieejas spriegumu uz citu izejas līmeni un var uzturēt nemainīgu izejas spriegumu pat dažādos slodzes apstākļos. Gandrīz visās elektroniskajās ierīcēs, sākot no mobilā tālruņa lādētāja, beidzot ar gaisa kondicionieriem un beidzot ar sarežģītu elektromehānisko ierīci, tiek izmantots sprieguma regulators, lai nodrošinātu dažādu līdzstrāvas spriegumu dažādām ierīces sastāvdaļām. Neatkarīgi no tā, visas barošanas ķēdes izmanto sprieguma regulatora mikroshēmas.
Piemēram, viedtālrunī sprieguma regulatoru izmanto, lai palielinātu vai pazeminātu akumulatora spriegumu komponentiem (piemēram, apgaismojuma LED, mikrofonam, Sim kartei utt.), Kam nepieciešams lielāks vai mazāks spriegums nekā akumulatoram. Nepareiza sprieguma regulatora izvēle var apdraudēt uzticamību, lielāku enerģijas patēriņu un pat ceptas sastāvdaļas.
Tāpēc šajā rakstā mēs apspriedīsim dažus svarīgus parametrus, kas jāpatur prātā, izvēloties sprieguma regulatoru savam projektam.
Svarīgi faktori sprieguma regulatora izvēlei
1. Ieejas spriegums un izejas spriegums
Pirmais solis ceļā uz sprieguma regulatora izvēli ir zināšanas par ieejas spriegumu un izejas spriegumu, ar kuru jūs strādāsit. Lineārajiem sprieguma regulatoriem nepieciešams ieejas spriegums, kas ir lielāks par nominālo izejas spriegumu. Ja ieejas spriegums ir mazāks par vēlamo izejas spriegumu, tas noved pie nepietiekama sprieguma stāvokļa, kas liek regulatoram izkrist un nodrošināt neregulētu izeju.
Piemēram, ja jūs izmantojat 5 V sprieguma regulatoru ar 2 V izlaišanas spriegumu, tad ieejas spriegumam jābūt vismaz vienādam ar 7 V regulētai izejai. Ieejas spriegums zem 7V radīs neregulētu izejas spriegumu.
Dažādam ieejas un izejas sprieguma diapazonam ir dažāda veida sprieguma regulatori. Piemēram, jums būs nepieciešams 5V sprieguma regulators Arduino Uno un 3,3 V sprieguma regulators ESP8266. Jūs pat varat izmantot mainīga sprieguma regulatoru, ko var izmantot virknei izejas lietojumu.
2. Atbrīvošanās spriegums
Atbrīvošanās spriegums ir starpība starp sprieguma regulatora ieejas un izejas spriegumu. Piemēram, min. Ieejas spriegums 7805 ir 7V, un izejas spriegums ir 5V, tāpēc tam ir 2V spriegums. Ja ieejas spriegums pazeminās, izejas spriegums (5V) + izkrišanas spriegums (2V) radīs neregulētu izeju, kas var sabojāt jūsu ierīci. Tātad, pirms izvēlaties sprieguma regulatoru, pārbaudiet izslēgšanas spriegumu.
Atbrīvošanās spriegums mainās atkarībā no sprieguma regulatoriem; piemēram, jūs varat atrast virkni 5V regulatoru ar dažādu izkrišanas spriegumu. Lineārie regulatori var būt ārkārtīgi efektīvi, ja tos darbina ar ļoti zemu ievades krituma spriegumu. Tātad, ja kā enerģijas avotu izmantojat akumulatoru, labākai efektivitātei varat izmantot LDO regulatorus.
3. Jaudas izkliedēšana
Lineārie sprieguma regulatori izkliedē vairāk enerģijas nekā komutācijas sprieguma regulatori. Pārmērīga jaudas izkliedēšana var izraisīt akumulatora iztukšošanos, pārkaršanu vai produkta bojājumus. Tātad, ja izmantojat lineāru sprieguma regulatoru, vispirms aprēķiniet jaudas izkliedi. Lineāriem regulatoriem jaudas izkliedi var aprēķināt, izmantojot:
Jauda = (ieejas spriegums - izejas spriegums) x strāva
Lai izvairītos no jaudas izkliedēšanas problēmas, lineāro sprieguma regulatoru vietā varat izmantot komutācijas sprieguma regulatorus.
4. Efektivitāte
Efektivitāte ir izejas jaudas un ieejas jaudas attiecība, kas ir proporcionāla izejas sprieguma un ieejas sprieguma attiecībai. Tātad sprieguma regulatoru efektivitāti tieši ierobežo izstumšanas spriegums un mierīgā strāva, jo jo lielāks ir izstumšanas spriegums, jo zemāka ir efektivitāte.
Lai panāktu lielāku efektivitāti, ir jāsamazina strāvas samazināšanās un nemierīgā strāva, kā arī jāsamazina sprieguma starpība starp ieeju un izeju.
5. Sprieguma precizitāte
Sprieguma regulatora kopējā precizitāte ir atkarīga no līnijas regulēšanas, slodzes regulēšanas, standartsprieguma novirzes, kļūdas pastiprinātāja sprieguma novirzes un temperatūras koeficienta. Tipiskiem lineārajiem regulatoriem parasti ir izejas sprieguma specifikācija, kas garantē, ka regulētā jauda būs 5% robežās no nominālās. Tātad, ja digitālo mikroshēmu darbināšanai izmantojat sprieguma regulatoru, 5% pielaide nav lielas bažas.
6. Slodzes regulēšana
Slodzes regulēšana ir definēta kā ķēdes spēja uzturēt noteiktu izejas spriegumu dažādos slodzes apstākļos. Slodzes regulējumu izsaka šādi:
Slodzes regulēšana = ∆Vout / ∆I out
7. Līnijas regulēšana
Līnijas regulēšana ir definēta kā ķēdes spēja uzturēt noteikto izejas spriegumu ar mainīgu ieejas spriegumu. Līnijas regulējumu izsaka šādi:
Slodzes regulēšana = ∆V out / ∆V in
Tātad, lai izvēlētos piemērotu sprieguma regulatoru jebkuram lietojumam, jāņem vērā visi iepriekš minētie faktori,