Moduli di conversione di tensione

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Cos'è un regolatore di tensione?

Un regolatore di tensione è un chip o un modulo che regola la tensione per mantenere un livello costante. La funzione di base di un regolatore di tensione è confrontare l'uscita con una tensione di riferimento e adattare l'uscita alla tensione di riferimento. La tensione di uscita può essere un valore fisso o variabile a seconda del driver.

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

• Regolatori di tensione lineari lavorare utilizzando un partitore di tensione per regolare l'uscita. Sono semplici, economici e facili da usare, ma non sono efficienti come altri tipi di regolatori di tensione perché tendono a dissipare molta potenza sotto forma di calore. Alcuni popolari circuiti integrati di regolazione della tensione lineare sono LM7805, LM7812 e LM317.
• Regolatori di tensione a commutazione, chiamati anche alimentatori a commutazione (SMPS), funzionano accendendo e spegnendo rapidamente un transistor per controllare l'uscita. Sono più efficienti dei regolatori di tensione lineari, ma sono più complessi e possono generare interferenze elettromagnetiche (EMI). Alcuni circuiti integrati popolari per la commutazione dei regolatori di tensione sono LM2675, LM2575 e LM3478.

Entrambi i tipi di regolatori di tensione hanno un circuito di feedback che rileva l'uscita e la confronta con la tensione di riferimento.

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

È importante scegliere un regolatore di tensione adatto alla tua applicazione specifica e rivedere attentamente le specifiche del produttore per garantire che funzioni come previsto nelle condizioni specifiche del tuo circuito.

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

1. Intervallo di tensione in ingresso: Assicurarsi che l'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 e prevenire danni al regolatore di tensione.
2. Intervallo di uscita: Controllare l'intervallo della tensione di uscita per assicurarsi che sia adatto alla propria applicazione.
3. Flusso di carico: Assicurarsi che la corrente di carico (la quantità di corrente che scorre attraverso il circuito) non superi il carico 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: Considerare l'intervallo di temperature in cui il regolatore di tensione può funzionare. Molti regolatori di tensione hanno un intervallo di temperatura operativa specifico e il funzionamento al di fuori di questo intervallo può comportare prestazioni scadenti o guasti.
5. Efficienza: Tieni presente che i regolatori di tensione possono avere efficienze diverse, questo significa quanta energia viene sprecata sotto forma di calore durante il processo di regolazione.
6. Rumore: Alcuni regolatori di tensione possono introdurre rumore o ondulazioni nell'uscita. Questo può essere un problema per i dispositivi elettronici sensibili. In genere, i regolatori a commutazione generano più ondulazione rispetto ai regolatori di tensione lineari.
7. Caratteristiche di sicurezza: Alcuni regolatori di tensione dispongono di funzioni di protezione integrate come protezione termica, protezione da sovracorrente e protezione da sovratensione.
8. Modificare: Assicurarsi che il regolatore di tensione sia montato e raffreddato correttamente per evitare il surriscaldamento. Poiché i regolatori a commutazione sono più efficienti, solitamente hanno meno probabilità di surriscaldarsi.

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 un'uscita stabile con una differenza di tensione relativamente piccola (ovvero "caduta di tensione") tra l'ingresso e l'uscita. Ciò li rende particolarmente utili nelle applicazioni in cui la tensione di ingresso è vicina all'uscita desiderata.

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

Gli LDO hanno tipicamente una tensione di dropout compresa tra circa 100 mV e 2 V, motivo per cui sono considerati a bassa caduta di tensione, ciò consente loro di fornire un'uscita stabile anche quando la tensione di ingresso è solo leggermente superiore all'uscita desiderata.