3 종류의 전압 조정기에 대한 설명
안정되고 안정적인 전압 이 필요하면 전압 조정기 가 필요합니다. 이들은 고정 전압 레벨 또는 가변 전압 레벨 (오른쪽 외부 부품 선택)에서 입력 전압에 관계없이 입력 전압을 취하고 조정 된 출력 전압을 생성합니다.
이러한 출력 전압 레벨의 자동 조절은 다양한 피드백 기법에 의해 처리되며, 일부는 제너 다이오드처럼 단순하지만, 성능, 신뢰성, 효율을 향상시킬 수있는 복잡한 피드백 토폴로지를 포함하고 있으며 입력 전압 이상으로 출력 전압을 전압 조정기.
전압 레귤레이터의 유형
매우 저렴한에서 매우 효율적인 범위의 전압 레귤레이터에는 여러 유형이 있습니다. 가장 저렴하고 자주 사용되는 전압 조정기 유형은 선형 전압 조정기입니다.
선형 레귤레이터는 두 가지 유형으로 제공되며 매우 컴팩트하며 저전압, 저전력 시스템에 자주 사용된다.
스위칭 레귤레이터는 선형 전압 레귤레이터보다 훨씬 효율적이지만 작동하기가 어렵고 가격이 비싸다.
선형 레귤레이터
전압을 조절하고 전자 제품에 안정적인 전압을 제공하는 가장 기본적인 방법 중 하나는 LM7805와 같은 표준 3 핀 선형 전압 조정기를 사용하는 것인데, LM7805는 최대 36V의 입력 전압으로 5V 1 암페어 출력을 제공합니다 모델에 따라 다름).
선형 레귤레이터는 피드백 전압을 기반으로 레귤레이터의 유효 직렬 저항을 조정함으로써 필수적으로 전압 분배기 회로가된다. 이를 통해 레귤레이터는 전류 부하에 관계없이 현재 용량까지 유효한 정전압을 출력 할 수있다.
선형 전압 조정기의 큰 단점 중 하나는 표준 LM7805 선형 전압 조정기에서 2.0 볼트 인 전압 조정기에 걸리는 큰 최소 전압 강하이다. 즉, 안정적인 5V 출력을 얻으려면 최소 7V 입력이 필요합니다. 이 전압 강하는 선형 레귤레이터가 소비하는 전력에 큰 역할을하며 1 암페어 부하 (2 볼트 전압 강하 시간 1 암페어)를 제공하는 경우 최소 2 와트를 소비해야합니다.
전력 손실은 입력 전압과 출력 전압의 차이가 클수록 나 빠진다. 예를 들어, 1V를 공급하는 5V로 조정 된 7V 소스는 선형 레귤레이터를 통해 2W를 방출하지만 동일한 전류를 공급하는 5V로 조정 된 10V 소스는 5W를 소비하므로 레귤레이터 만 50 %의 효율을 달성합니다 .
스위칭 레귤레이터
선형 레귤레이터는 입력과 출력 간의 전압 차가 낮고 전력이 많이 필요하지 않은 저전력, 저비용 애플리케이션을위한 훌륭한 솔루션이다. 리니어 레귤레이터의 가장 큰 단점은 레귤레이터가 매우 비효율적이며, 이는 스위칭 레귤레이터가 작동하는 부분이다.
원하는 출력 전압보다 낮은 입력 전압을 포함하여 높은 효율이 필요하거나 광범위한 입력 전압이 예상되는 경우 스위칭 레귤레이터가 최상의 옵션이된다. 스위칭 전압 조정기는 종종 50 % 미만인 선형 전압 조정기 효율에 비해 85 % 또는 그 이상의 전력 효율을 제공합니다.
스위칭 레귤레이터는 일반적으로 선형 레귤레이터에 비해 여분의 부품을 필요로하며, 부품 값은 선형 레귤레이터보다 스위칭 레귤레이터의 전반적인 성능에 훨씬 더 많은 영향을 미친다.
레귤레이터가 생성 할 수있는 전자 노이즈로 인해 회로의 나머지 부분의 성능이나 동작을 손상시키지 않으면 서 스위칭 레귤레이터를 효과적으로 사용하는 데있어 많은 설계상의 어려움이있다.
제너 다이오드
전압을 조절하는 가장 간단한 방법 중 하나는 제너 다이오드를 사용하는 것입니다. 선형 레귤레이터는 작동에 필요한 몇 가지 추가 부품과 설계 복잡성이 거의없는 매우 기본적인 부품이지만, 제너 다이오드는 단 하나의 부품만으로도 적절한 전압 레귤레이션을 제공 할 수있다.
제너 다이오드 는 브레이크 다운 전압 임계 값을 초과하는 모든 추가 전압을 접지로 션트하기 때문에 제너 다이오드 의 리드를 가로 질러 출력 전압을 끌어 온 매우 간단한 전압 레귤레이터로 사용할 수 있습니다.
안타깝게도 Zeners는 전력을 처리하는 능력이 매우 제한적이어서 전압 조절기에서 매우 낮은 전력의 어플리케이션에만 사용할 수있는 곳을 제한합니다. 이러한 방식으로 제너 다이오드를 사용할 때는 적절한 크기의 저항을 전략적으로 선택하여 제너를 통과 할 수있는 사용 가능한 전력을 제한하는 것이 가장 좋습니다.