Regulator napona je jednostavan i isplativ uređaj koji može promijeniti ulazni napon na različitu razinu na izlazu i može održavati konstantan izlazni napon čak i u različitim uvjetima opterećenja. Gotovo svi elektronički uređaji od vašeg punjača za mobitel preko klima uređaja do složenog elektromehaničkog uređaja koriste regulator napona za pružanje različitih istosmjernih napona različitim komponentama uređaja. Osim njega, svi krugovi napajanja koriste čipove regulatora napona.
Na primjer, u vašem pametnom telefonu regulator napona koristi se za pojačavanje ili smanjivanje napona baterije za komponente (poput pozadinskog osvjetljenja, mikrofona, SIM kartice itd.) Za koje je potreban veći ili niži napon od baterije. Odabir pogrešnog regulatora napona može dovesti do ugrožene pouzdanosti, veće potrošnje energije, pa čak i prženih komponenata.
Dakle, u ovom ćemo članku razgovarati o nekim važnim parametrima koje morate imati na umu prilikom odabira regulatora napona za svoj projekt.
Važni čimbenici za odabir regulatora napona
1. Ulazni i izlazni napon
Prvi korak prema odabiru regulatora napona je znanje o ulaznom i izlaznom naponu s kojima ćete raditi. Linearni regulatori napona trebaju ulazni napon koji je veći od nazivnog izlaznog napona. Ako je ulazni napon manji od željenog izlaznog napona, to dovodi do stanja nedovoljnog napona zbog kojeg regulator pada i daje neregulirani izlaz.
Na primjer, ako koristite regulator napona od 5 V s naponom ispada od 2 V, tada bi ulazni napon trebao biti najmanje jednak 7 V za regulirani izlaz. Ulazni napon ispod 7V rezultirat će nereguliranim izlaznim naponom.
Postoje različite vrste regulatora napona za različiti raspon ulaznog i izlaznog napona. Na primjer, trebat će vam regulator napona od 5 V za Arduino Uno i regulator napona od 3,3 V za ESP8266. Možete čak koristiti i varijabilni regulator napona koji se može koristiti za niz izlaznih aplikacija.
2. Napon ispadanja
Ispadni napon je razlika između ulaznog i izlaznog napona regulatora napona. Na primjer, min. Ulazni napon za 7805 je 7V, a izlazni napon 5V, tako da ima napon ispadanja od 2V. Ako ulazni napon padne ispod, izlazni napon (5V) + napon ispadanja (2V) rezultirat će nereguliranim izlazom koji može oštetiti vaš uređaj. Dakle, prije odabira regulatora napona, provjerite napon koji pada.
Napon ispadanja varira s regulatorima napona; na primjer, možete pronaći niz regulatora od 5 V s različitim naponom ispadanja. Linearni regulatori mogu biti izuzetno učinkoviti kada rade s vrlo malim ulaznim naponom ispadanja. Dakle, ako bateriju koristite kao izvor napajanja, tada možete koristiti LDO regulatore za bolju učinkovitost.
3. Rasipanje snage
Linearni regulatori napona rasipaju više snage od sklopnih regulatora napona. Prekomjerno rasipanje energije može uzrokovati pražnjenje baterije, pregrijavanje ili oštećenje proizvoda. Dakle, ako koristite linearni regulator napona, prvo izračunajte rasipanje snage. Za linearne regulatore rasipanje snage može se izračunati na sljedeći način:
Snaga = (ulazni napon - izlazni napon) x struja
Možete koristiti preklopne regulatore napona umjesto linearnih regulatora napona kako biste izbjegli problem rasipanja snage.
4. Učinkovitost
Učinkovitost je omjer izlazne snage i ulazne snage koji je proporcionalan omjeru izlaznog napona i ulaznog napona. Dakle, učinkovitost regulatora napona izravno je ograničena naponom ispadanja i strujom mirovanja, jer što je veći napon ispadanja, učinkovitost je niža.
Radi veće učinkovitosti, napon ispadanja i mirna struja moraju se svesti na minimum, a razlika napona između ulaza i izlaza mora biti svedena na minimum.
5. Točnost napona
Ukupna točnost regulatora napona ovisi o regulaciji vodova, regulaciji opterećenja, pomicanju referentnog napona, pomicanju napona pojačala pogreške i koeficijentu temperature. Tipični linearni regulatori obično imaju specifikaciju izlaznog napona koja jamči da će regulirani izlaz biti unutar 5% od nominalnog. Dakle, ako koristite regulator napona za napajanje digitalnih IC-a, tada tolerancija od 5% nije velika briga.
6. Regulacija opterećenja
Regulacija opterećenja definira se kao sposobnost kruga da održi određeni izlazni napon pod različitim uvjetima opterećenja. Regulacija opterećenja izražava se kao:
Regulacija opterećenja = ∆Vout / ∆I izlaz
7. Regulacija crte
Regulacija vodova definira se kao sposobnost kruga da održi navedeni izlazni napon s promjenjivim ulaznim naponom. Regulacija crte izražava se kao:
Učitaj Uredbu = AV iz / AV u
Dakle, za odabir odgovarajućeg regulatora napona za bilo koju primjenu, treba uzeti u obzir sve gore navedene čimbenike,