전압 조정기는 민감한 전자 장치에 일정하고 안정적인 전압이 공급되도록하기 위해 많은 회로에서 공통적 인 기능입니다. 이들이 어떻게 작동하는지는 많은 아날로그 회로의 전형이며, 출력을 원하는 수준으로 조정하기 위해 피드백을 사려 깊고 우아하게 사용합니다.
전압 조정기 개요
안정되고 안정적인 전압이 필요할 때, 전압 조정기는 중요한 요소입니다. 전압 조정기는 고정 전압 레벨 또는 조정 가능한 전압 레벨 (오른쪽 외부 구성 요소 선택)에서 입력 전압에 관계없이 입력 전압을 취하고 조정 된 출력 전압을 생성합니다. 이러한 출력 전압 레벨의 자동 조절은 다양한 피드백 기법에 의해 처리된다. 일부는 제너 다이오드처럼 단순하지만, 성능, 신뢰성, 효율을 향상시킬 수있는 복잡한 피드백 토폴로지를 포함하는 것도 있고 입력 전압 이상으로 출력 전압을 전압 조정기.
선형 전압 조정기의 작동 원리
알 수없고 잠재적으로 시끄러운 (또는 더 나쁜) 입력으로 고정 전압을 유지하려면 어떤 조정을해야하는지 알기위한 피드백 신호가 필요합니다. 선형 레귤레이터는 전압 분배기 네트워크의 전반부처럼 동작하는 가변 저항으로 파워 트랜지스터 (사용되는 구성 요소에 따라 BJT 또는 MOSFET)를 사용한다. 전압 분배기의 출력은 일정한 출력 전압을 유지하기 위해 전력 트랜지스터를 적절하게 구동하기위한 피드백으로 사용됩니다. 불행히도 트랜지스터는 저항처럼 동작하기 때문에 열로 변환하여 많은 에너지를 낭비합니다. 열로 변환 된 총 전력은 입력 전압과 출력 전압 간 전압 강하와 같기 때문에 소비 전력은 매우 높을 수 있으며 우수한 방열판이 필요할 수 있습니다.
선형 레귤레이터의 다른 형태는 제너 다이오드 와 같은 션트 레귤레이터이다. 일반적인 선형 레귤레이터처럼 가변 직렬 저항으로 작동하는 대신 션트 레귤레이터는 과도한 전압 (및 전류)이 흐르도록 접지 경로를 제공합니다. 불행하게도 이러한 종류의 레귤레이터는 일반적인 직렬 리니어 레귤레이터보다 효율이 떨어지기 때문에 전원이 거의 필요하지 않을 때만 실용적입니다.
스위칭 전압 조정기의 작동 원리
스위칭 전압 레귤레이터는 선형 전압 레귤레이터와 완전히 다른 원리로 작동한다. 스위칭 레귤레이터는 일정한 출력을 제공하기 위해 전압 또는 전류 싱크 역할을하기보다 정의 된 레벨에서 에너지를 저장하고 피드백을 사용하여 최소 전압 리플로 충전 레벨을 유지하도록한다. 이 기술은 에너지 저장 회로가 에너지 버스트를 필요로 할 때에 만 트랜지스터를 완전히 온 (최소 저항으로)시켜 선형 레귤레이터보다 스위칭 레귤레이터를 훨씬 더 효율적으로 사용할 수있게한다. 이는 시스템에서 낭비되는 총 전력을 도통 (매우 낮은 저항)에서 비 도통 (매우 높은 저항) 및 기타 작은 회로 손실로 전환 할 때 스위칭 동안 트랜지스터의 저항으로 감소시킨다.
스위칭 레귤레이터가 전환 될수록 원하는 출력 전압을 유지하는 데 필요한 에너지 저장 용량이 적어 지므로 더 작은 부품을 사용할 수있다. 그러나 더 빠른 스위칭 비용은 전도 및 비 전도 상태 사이에서 전환하는 데 더 많은 시간이 소비되므로 저항 가열로 인해 더 많은 전력이 손실된다는 것을 의미하므로 효율이 떨어집니다.
빠른 스위칭의 또 다른 부작용은 스위칭 레귤레이터에서 생성되는 전자 노이즈의 증가이다. 다른 스위칭 기법을 사용함으로써 스위칭 레귤레이터는 입력 전압을 낮추거나 (전압 변환), 또는 전압 강하 (전압 변환) 또는 전압 강하 (벅 - 부스트)를 통해 원하는 출력 전압을 유지할 수있다 이는 배터리가 방전 될 때 스위칭 레귤레이터가 배터리로부터 입력 전압을 높이거나 올릴 수 있기 때문에 스위칭 레귤레이터를 많은 배터리 구동 애플리케이션에 적합하게 만든다. 이것은 전자 회로가 배터리가 회로가 작동하기 위해 올바른 전압을 직접 공급할 수있는 지점을 훨씬 넘어서 계속 작동 할 수있게합니다.