Voltaj regülatörü, giriş voltajını çıkışta farklı bir seviyeye değiştirebilen ve değişen yük koşullarında bile sabit bir çıkış voltajını koruyabilen basit ve uygun maliyetli bir cihazdır. Cep telefonu şarj cihazınızdan klimalara ve karmaşık elektromekanik cihazlara kadar neredeyse tüm elektronik cihazlar, cihazdaki farklı bileşenlere farklı DC voltajları sağlamak için bir voltaj regülatörü kullanır. Bunun dışında tüm güç kaynağı devreleri voltaj regülatörü çipleri kullanır.
Örneğin, akıllı telefonunuzda, pilden daha yüksek veya daha düşük voltaj gerektiren bileşenlerin (arka ışık LED'i, Mic, Sim Card, vb.) Pil voltajını artırmak veya azaltmak için bir voltaj regülatörü kullanılır. Yanlış voltaj regülatörünün seçilmesi, güvenilirliğin bozulmasına, daha yüksek güç tüketimine ve hatta kızartılmış bileşenlere neden olabilir.
Bu yüzden bu yazıda, projeniz için bir voltaj regülatörü seçerken aklınızda bulundurmanız gereken bazı önemli parametreleri tartışacağız.
Voltaj Regülatörü Seçiminde Önemli Faktörler
1. Giriş Voltajı ve Çıkış Voltajı
Bir voltaj regülatörü seçmenin ilk adımı, üzerinde çalışacağınız giriş voltajı ve çıkış voltajını bilmektir. Doğrusal voltaj regülatörleri, nominal çıkış voltajından daha yüksek giriş voltajına ihtiyaç duyar. Giriş voltajı istenen çıkış voltajından düşükse, regülatörün düşmesine ve düzensiz çıkış sağlamasına neden olan yetersiz voltaj durumuna yol açar.
Örneğin, 2V bırakma voltajına sahip bir 5V voltaj regülatörü kullanıyorsanız, regüle edilmiş bir çıkış için giriş voltajı en az 7V'a eşit olmalıdır. 7V'nin altındaki giriş voltajı, düzensiz bir çıkış voltajına neden olur.
Farklı giriş ve çıkış voltaj aralığı için farklı tipte voltaj regülatörleri vardır. Örneğin, Arduino Uno için 5V voltaj regülatörüne ve ESP8266 için 3.3V voltaj regülatörüne ihtiyacınız olacak. Bir dizi çıktı uygulaması için kullanılabilen değişken bir voltaj regülatörü bile kullanabilirsiniz.
2. Bırakma Gerilimi
Bırakma voltajı, voltaj regülatörünün giriş ve çıkış voltajı arasındaki farktır. Örneğin, min. 7805 için giriş voltajı 7V ve çıkış voltajı 5V'dir, bu nedenle 2V'luk bir bırakma voltajına sahiptir. Giriş voltajının altına düşerse, çıkış voltajı (5V) + düşüş voltajı (2V), cihazınıza zarar verebilecek düzensiz bir çıkışa neden olur. Bu nedenle, bir voltaj regülatörü seçmeden önce, bırakma voltajını kontrol edin.
Bırakma voltajı, voltaj regülatörlerine göre değişir; örneğin, farklı bırakma voltajına sahip bir dizi 5V regülatör bulabilirsiniz. Doğrusal regülatörler, çok düşük giriş çıkış voltajıyla çalıştırıldıklarında son derece verimli olabilir. Dolayısıyla, güç kaynağı olarak bir pil kullanıyorsanız, daha iyi verimlilik için LDO regülatörlerini kullanabilirsiniz.
3. Güç Tüketimi
Doğrusal voltaj regülatörleri, anahtarlamalı voltaj regülatörlerinden daha fazla güç harcar. Aşırı güç kaybı, pilin bitmesine, aşırı ısınmasına veya ürünün hasar görmesine neden olabilir. Dolayısıyla, bir doğrusal voltaj regülatörü kullanıyorsanız, önce güç dağılımını hesaplayın. Doğrusal düzenleyiciler için güç kaybı şu şekilde hesaplanabilir:
Güç = (Giriş Voltajı - Çıkış Voltajı) x Akım
Güç kaybı sorununu önlemek için doğrusal voltaj regülatörleri yerine anahtarlamalı voltaj regülatörlerini kullanabilirsiniz.
4. Verimlilik
Verimlilik, çıkış voltajının giriş voltajına oranıyla orantılı olan çıkış gücünün giriş gücüne oranıdır. Bu nedenle, Voltaj regülatörlerinin verimliliği, bırakma voltajı ne kadar yüksek olursa, verimlilik o kadar düşük olduğu için, bırakma voltajı ve durgun akım ile doğrudan sınırlanır.
Daha yüksek verimlilik için, çıkış voltajı ve hareketsiz akım en aza indirilmeli ve giriş ve çıkış arasındaki voltaj farkı en aza indirilmelidir.
5. Gerilim Doğruluğu
Bir voltaj regülatörünün genel doğruluğu, hat regülasyonuna, yük regülasyonuna, referans voltaj kaymasına, hata amplifikatörü voltaj kaymasına ve sıcaklık katsayısına bağlıdır. Tipik doğrusal regülatörler genellikle, regüle edilen çıkışın nominalin% 5'i dahilinde olmasını garanti eden bir çıkış voltajı spesifikasyonuna sahiptir. Dolayısıyla, dijital IC'lere güç sağlamak için voltaj regülatörünü kullanıyorsanız,% 5 tolerans büyük bir sorun değildir.
6. Yük Düzenleme
Yük regülasyonu, devrenin değişen yük koşulları altında belirli bir çıkış voltajını sürdürme yeteneği olarak tanımlanır. Yük düzenlemesi şu şekilde ifade edilir:
Yük Düzenleme = ∆Vout / ∆I çıkışı
7. Hat Düzenleme
Hat düzenlemesi, devrenin değişen giriş voltajı ile belirtilen çıkış voltajını sürdürme yeteneği olarak tanımlanır. Hat düzenlemesi şu şekilde ifade edilir:
Yük Düzenleme = ∆V çıkışı / ∆V girişi
Bu nedenle, herhangi bir uygulama için uygun bir voltaj regülatörü seçmek için, yukarıdaki faktörlerin tümü dikkate alınmalıdır.