Moduli di conversione di tensione

I moduli di conversione di tensione sono anche chiamati boost, boost, buck o convertitore buck. Nella maggior parte dei casi, questi moduli contengono componenti elettronici di supporto per regolare la tensione in modo migliore e più semplice rispetto a un regolatore di tensione separato.
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Cos'è un regolatore di tensione?

Un regolatore di tensione è un chip o un modulo che controlla la tensione di uscita di un circuito per mantenere un livello costante. La funzione di base di un regolatore di tensione è confrontare la tensione di uscita con una tensione di riferimento e regolare la tensione di uscita in modo che corrisponda alla tensione di riferimento. La tensione di riferimento può essere un valore fisso o variabile a seconda del chip driver.

Esistono due tipi principali di regolatori di tensione: regolatori di tensione lineari e regolatori di tensione a commutazione.

  • Regolatori di tensione lineari funzionano utilizzando un circuito divisore di tensione per regolare la tensione di uscita. Sono semplici, economici e facili da usare, ma non sono efficienti come altri tipi di regolatori di tensione, poiché tendono a dissipare molta energia sotto forma di calore. Alcuni famosi circuiti integrati (CI) del regolatore di tensione lineare includono LM7805, LM7812 e LM317.
  • Regolatori di tensione a commutazione, noti anche come alimentatori switching (SMPS), funzionano accendendo e spegnendo rapidamente un transistor per regolare la tensione di uscita. Sono più efficienti dei regolatori di tensione lineari, ma sono più complessi e possono generare interferenze elettromagnetiche (EMI). Alcuni circuiti integrati regolatori di tensione di commutazione popolari includono LM2675, LM2575 e LM3478.

Entrambi i tipi di regolatori di tensione hanno un circuito di retroazione che rileva la tensione di uscita e la confronta con la tensione di riferimento. A seconda del design e del tipo di regolatore di tensione, regolerà il flusso di corrente o la commutazione per mantenere la tensione di uscita al livello desiderato.

A cosa devo prestare attenzione quando scelgo un regolatore di tensione?

È importante scegliere un regolatore di tensione appropriato per l'applicazione specifica e rivedere attentamente le specifiche del produttore per assicurarsi che funzioni come previsto nelle condizioni specifiche del circuito.

Ci sono alcune cose da tenere presente quando si utilizzano i regolatori di tensione, tra cui:

  1. Intervallo di tensione in ingresso: Assicurarsi che l'intervallo della tensione di ingresso del regolatore di tensione sia adatto alla propria applicazione. La tensione di ingresso deve rientrare nell'intervallo operativo specificato dal produttore per garantire il corretto funzionamento ed evitare danni al regolatore di tensione.
  2. Intervallo di tensione di uscita: Controllare l'intervallo della tensione di uscita per assicurarsi che sia adatto alla propria applicazione.
  3. Corrente di carico: Assicurarsi che la corrente di carico (la quantità di corrente che scorre attraverso il circuito) non superi il valore nominale massimo per il regolatore di tensione. Il superamento della corrente di carico massima può causare il surriscaldamento e il guasto del regolatore di tensione.
  4. Intervallo di temperatura: Prestare attenzione all'intervallo di temperatura in cui può funzionare il regolatore di tensione. Molti regolatori di tensione hanno un intervallo di temperatura di esercizio specificato e il funzionamento al di fuori di questo intervallo può portare a scarse prestazioni o guasti.
  5. Efficienza: Tenere presente che i regolatori di tensione possono avere efficienze variabili, ciò significa quanta energia viene sprecata sotto forma di calore durante il processo di regolazione.
  6. Rumore: Alcuni regolatori di tensione possono introdurre rumore o ripple nella tensione di uscita. Questo può essere un problema per i dispositivi elettronici sensibili. Di solito i regolatori di commutazione generano più ripple come regolatori di tensione lineari.
  7. Caratteristiche di protezione: Alcuni regolatori di tensione dispongono di funzioni di protezione integrate come protezione termica, protezione da sovracorrente e protezione da sovratensione.
  8. Montaggio: Assicurarsi che il regolatore di tensione sia montato correttamente e raffreddato per evitare il surriscaldamento. Poiché i regolatori switching sono più efficienti, di solito hanno meno problemi di surriscaldamento.

Cos'è un regolatore di tensione a bassa caduta di tensione?

Un regolatore di tensione a bassa caduta di tensione (LDO) è un tipo di regolatore di tensione in grado di fornire una tensione di uscita stabile con una differenza di tensione relativamente piccola (ovvero, "tensione di caduta") tra l'ingresso e l'uscita. Ciò li rende particolarmente utili nelle applicazioni in cui la tensione di ingresso è vicina alla tensione di uscita desiderata o dove è necessaria una tensione di uscita precisa.

Gli LDO sono in genere regolatori lineari, il che significa che funzionano regolando la corrente che scorre attraverso un pass transistor per controllare la tensione di uscita. Poiché il pass transistor funziona nella sua regione lineare, la tensione di uscita è direttamente proporzionale alla tensione di ingresso. La differenza di tensione tra l'ingresso e l'uscita è il risultato della caduta di tensione attraverso il transistor di passaggio e di eventuali altre perdite interne nel regolatore.

Gli LDO hanno in genere una tensione di interruzione compresa tra circa 100 mV e 2 V, motivo per cui sono considerati a bassa interruzione, ciò consente loro di fornire una tensione di uscita stabile anche quando la tensione di ingresso è solo leggermente superiore alla tensione di uscita desiderata.




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