Jännitesäädin on yksinkertainen ja kustannustehokas laite, joka voi muuttaa tulojännitteen eri tasolle ulostulossa ja ylläpitää vakioulostulojännitettä myös erilaisissa kuormitusolosuhteissa. Lähes kaikki elektroniset laitteet matkapuhelimesi laturista ilmastointilaitteisiin monimutkaisiin sähkömekaanisiin laitteisiin käyttävät jännitesäädintä erilaisten DC-jännitteiden tarjoamiseksi laitteen eri komponenteille. Sen lisäksi kaikki virtalähdepiirit käyttävät jännitteen säätimen siruja.
Esimerkiksi älypuhelimessa jännitesäädintä käytetään lisäämään tai laskemaan akun jännitettä komponenteille (kuten taustavalon LED, mikrofoni, Sim-kortti jne.), Jotka vaativat suurempaa tai matalampaa jännitettä kuin akku. Väärän jännitesäätimen valinta voi heikentää luotettavuutta, suurempaa virrankulutusta ja jopa paistettuja komponentteja.
Joten tässä artikkelissa keskustelemme muutamista tärkeistä parametreista, jotka on pidettävä mielessä, kun valitset projektin jännitesäätimen.
Tärkeitä tekijöitä jännitesäätimen valinnassa
1. Tulojännite ja lähtöjännite
Ensimmäinen askel kohti jännitteen säätimen valitsemista on tietää tulo- ja lähtöjännite, joiden kanssa työskentelet. Lineaariset jännitesäätimet tarvitsevat nimellislähtöjännitettä suuremman tulojännitteen. Jos tulojännite on pienempi kuin haluttu lähtöjännite, se johtaa riittämättömän jännitteen tilaan, joka saa säätimen putoamaan ja tuottamaan säätelemättömän lähdön.
Esimerkiksi, jos käytät 5 V: n jännitesäädintä, jossa on 2 V: n katkaisujännite, tulojännitteen tulisi olla vähintään yhtä suuri kuin 7 V säädetyssä lähdössä. Alle 7 V: n tulojännite johtaa säätelemättömään lähtöjännitteeseen.
On olemassa erityyppisiä jännitesäätimiä eri tulo- ja lähtöjännitealueille. Tarvitset esimerkiksi 5 V: n jännitesäätimen Arduino Unolle ja 3,3 V: n jännitesäätimen ESP8266: lle. Voit jopa käyttää vaihtelevan jännitteen säätäjää, jota voidaan käyttää useille ulostulosovelluksille.
2. Pudotusjännite
Katkaisujännite on jännitesäätimen tulo- ja lähtöjännitteen ero. Esimerkiksi min. 7805: n tulojännite on 7 V ja lähtöjännite 5 V, joten sen katkaisujännite on 2 V. Jos tulojännite laskee alle, lähtöjännite (5V) + katkaisujännite (2V) johtaa säätelemättömään lähtöön, joka voi vahingoittaa laitettasi. Joten ennen jännitteen säätimen valitsemista tarkista pudotusjännite.
Katkaisujännite vaihtelee jännitesäätimien mukaan; esimerkiksi löydät valikoiman 5V-säätimiä, joilla on erilainen katkaisujännite. Lineaariset säätimet voivat olla erittäin tehokkaita, kun niitä käytetään erittäin pienellä sisäänmenon katkaisujännitteellä. Joten jos käytät akkua virtalähteenä, voit käyttää LDO-säätimiä parempaan tehokkuuteen.
3. Tehohäviö
Lineaariset jännitesäätimet kuluttavat enemmän virtaa kuin kytkinjännitesäätimet. Liiallinen tehohäviö voi aiheuttaa akun tyhjenemisen, ylikuumenemisen tai tuotteen vahingoittumisen. Joten jos käytät lineaarista jännitesäädintä, laske ensin tehohäviö. Lineaaristen säätimien tehohäviö voidaan laskea seuraavasti:
Teho = (Tulojännite - Lähtöjännite) x Virta
Voit käyttää kytkentäjännitesäätimiä lineaaristen jännitesäätimien sijaan, jotta vältät tehohäviöongelman.
4. Tehokkuus
Tehokkuus on lähtötehon ja syöttötehon suhde, joka on verrannollinen lähtöjännitteen ja tulojännitteen suhteeseen. Joten jännitteen säätimien tehokkuutta rajoittavat suoraan pudotusjännite ja lepovirta, koska korkeampi pudotusjännite on, sitä alhaisempi hyötysuhde.
Paremman hyötysuhteen saavuttamiseksi pudotusjännite ja lepovirta on minimoitava ja tulo- ja lähtöjänniteero on minimoitava.
5. Jännitteen tarkkuus
Jännitesäätimen yleinen tarkkuus riippuu linjan säätelystä, kuormituksen säätelystä, vertailujännitteen kulkeutumisesta, virhevahvistimen jännitteen kulkeutumisesta ja lämpötilakertoimesta. Tyypillisillä lineaarisilla säätimillä on yleensä lähtöjännitemääritys, joka takaa, että säädetty lähtö on 5% nimellisestä. Joten jos käytät jännitesäätöä digitaalisten IC: iden virtalähteeksi, 5%: n toleranssi ei ole suuri huolenaihe.
6. Kuormituksen säätö
Kuormituksen säätö määritellään piirin kyvyksi ylläpitää määritettyä lähtöjännitettä vaihtelevissa kuormitusolosuhteissa. Kuormituksen säätö ilmaistaan seuraavasti:
Kuormituksen säätö = ∆Vout / ∆I out
7. Linja-asetus
Linjasäätö määritellään piirin kyvyksi ylläpitää määritettyä lähtöjännitettä vaihtelevalla tulojännitteellä. Linjasäätö ilmaistaan seuraavasti:
Kuormituksen säätö = ∆V ulos / ∆V sisään
Joten oikean jännitesäätimen valitsemiseksi mihin tahansa sovellukseen on pidettävä kaikki edellä mainitut tekijät huomioiden,