Spændingsregulatorer

Hvad er en spændingsregulator?

En spændingsregulator er en chip eller et modul, der styrer udgangsspændingen af et kredsløb for at opretholde et konstant niveau. Den grundlæggende funktion af en spændingsregulator er at sammenligne udgangsspændingen med en referencespænding og justere udgangsspændingen til at matche referencespændingen. Referencespændingen kan være en fast eller variabel værdi afhængigt af driverchippen.

Der er to hovedtyper af spændingsregulatorer: lineære spændingsregulatorer og skiftespændingsregulatorer.

• Lineære spændingsregulatorer arbejde ved at bruge et spændingsdelerkredsløb til at regulere udgangsspændingen. De er enkle, billige og nemme at bruge, men de er ikke så effektive som andre typer spændingsregulatorer, da de har tendens til at sprede meget strøm som varme. Nogle populære lineære spændingsregulator integrerede kredsløb (IC'er) inkluderer LM7805, LM7812 og LM317.
• Skiftende spændingsregulatorer, også kendt som switching mode power supplies (SMPS), fungerer ved hurtigt at tænde og slukke for en transistor for at regulere udgangsspændingen. De er mere effektive end lineære spændingsregulatorer, men de er mere komplekse og kan generere elektromagnetisk interferens (EMI). Nogle populære switching spændingsregulator IC'er inkluderer LM2675, LM2575 og LM3478.

Begge typer spændingsregulatorer har en feedback-sløjfe, der registrerer udgangsspændingen og sammenligner den med referencespændingen. Afhængigt af designet og den type spændingsregulator, det er, vil den justere strømstrømmen eller skifte for at opretholde udgangsspændingen til det ønskede niveau.

Hvad skal jeg være opmærksom på, når jeg vælger en spændingsregulator?

Det er vigtigt at vælge en spændingsregulator, der er passende til din specifikke anvendelse, og omhyggeligt at gennemgå producentens specifikationer for at sikre, at den vil fungere som forventet under de specifikke forhold i dit kredsløb.

Der er et par ting, du skal være opmærksom på, når du bruger spændingsregulatorer, herunder:

1. Indgangsspændingsområde: Sørg for, at indgangsspændingsområdet for spændingsregulatoren er egnet til din anvendelse. Indgangsspændingen skal være inden for det driftsområde, der er specificeret af producenten for at sikre korrekt drift og for at undgå beskadigelse af spændingsregulatoren.
2. Udgangsspændingsområde: Kontroller udgangsspændingsområdet for at sikre, at det er egnet til din applikation.
3. Belastningsstrøm: Sørg for, at belastningsstrømmen (mængden af strøm, der flyder gennem kredsløbet) ikke overstiger den maksimale nominelle for spændingsregulatoren. Overskridelse af den maksimale belastningsstrøm kan få spændingsregulatoren til at overophedes og svigte.
4. Temperaturområde: Vær opmærksom på temperaturområdet, som spændingsregulatoren kan fungere i. Mange spændingsregulatorer har et specificeret driftstemperaturområde, og drift uden for dette område kan føre til dårlig ydeevne eller fejl.
5. Effektivitet: Vær opmærksom på, at spændingsregulatorer kan have varierende virkningsgrad, det betyder, hvor meget energi der spildes som varme under reguleringsprocessen.
6. Støj: Nogle spændingsregulatorer kan indføre støj eller krusninger i udgangsspændingen. Dette kan være et problem for følsomme elektroniske enheder. Normalt genererer swtching regulatorer mere krusning som lineære spændingsregulatorer.
7. Beskyttelsesfunktioner: Nogle spændingsregulatorer har indbyggede beskyttelsesfunktioner såsom termisk beskyttelse, overstrømsbeskyttelse og overspændingsbeskyttelse.
8. Montering: Sørg for, at spændingsregulatoren er korrekt monteret og afkølet for at undgå overophedning. Da skiftende regulatorer er mere effektive, har de normalt mindre problemer med overophedning.

Hvad er en lavt udfaldsspændingsregulator?

En lav-udfaldsspændingsregulator (LDO) er en type spændingsregulator, der kan give en stabil udgangsspænding med en relativt lille spændingsforskel (dvs. "udfaldsspænding") mellem input og output. Dette gør dem særligt anvendelige i applikationer, hvor indgangsspændingen er tæt på den ønskede udgangsspænding, eller hvor der er behov for en præcis udgangsspænding.

LDO'er er typisk lineære regulatorer, hvilket betyder, at de fungerer ved at justere strømmen, der løber gennem en passtransistor for at styre udgangsspændingen. Fordi pastransistoren fungerer i sit lineære område, er udgangsspændingen direkte proportional med indgangsspændingen. Spændingsforskellen mellem input og output er et resultat af spændingsfaldet over pastransistoren og eventuelle andre interne tab i regulatoren.

LDO'er har typisk dropout-spænding mellem omkring 100mV til 2V, hvorfor de betragtes som lavt dropout, hvilket giver dem mulighed for at give en stabil udgangsspænding, selv når indgangsspændingen kun er lidt højere end den ønskede udgangsspænding.