تنظیم کننده LDO چیست؟

LDO یک تنظیم کننده خطی است.

توضیح نحوه عملکرد رگولاتورهای خطی:

از ترانزیستور یا FET که در ناحیه خطی کار می کند استفاده کنید.

ولتاژ اضافی را از ورودی کم کنید تا خروجی تنظیم شده ایجاد شود.

تعریف ولتاژ افت:

حداقل تفاوت بین ولتاژ ورودی و خروجی برای حفظ خروجی در 100 میلی ولت از مقدار نامی.

distribution transformer

ولتاژ خروجی{0}پایین و کم صدا
یکی از مزایای اصلی رگولاتور خطی، توانایی آن در ارائه یک ولتاژ خروجی پایدار و کم صدا-حتی زمانی که ولتاژ ورودی نوسان دارد (تا زمانی که این تغییرات در محدوده عملکرد دستگاه باقی بماند) است. این LDO ها را برای تامین انرژی الکترونیک حساس مانند ماژول های حسگر یا مدارهای آنالوگ که به راحتی تحت تاثیر نویز الکتریکی قرار می گیرند، ایده آل می کند.

سادگی در طراحی مدار
تنظیم‌کننده‌های خطی همچنین به دلیل نیاز به اجزای خارجی بسیار کمی-معمولاً فقط یک خازن ورودی و یک خازن خروجی قابل توجه هستند. این سادگی طراحی مدارهای منبع تغذیه را ساده می کند و کمک می کند تا تعداد کلی قطعات و املاک PCB شما به حداقل برسد.

ملاحظات ایجاد گرما{0}
توجه به این نکته ضروری است که اگر تفاوت قابل توجهی بین ولتاژ ورودی و خروجی وجود داشته باشد، انرژی اضافی به صورت گرما تلف می شود. هر چه این اختلاف بزرگتر باشد، رگولاتور باید گرمای بیشتری را دفع کند. به همین دلیل است که تنظیم‌کننده‌های خطی، از جمله LDO، معمولاً برای برنامه‌های-کم توان یا سناریوهایی که ولتاژهای ورودی و خروجی نسبتاً نزدیک هستند، مناسب‌تر هستند.

اکنون، ممکن است از خود بپرسید: چه زمانی یک تنظیم کننده خطی انتخاب مناسبی برای مدار شماست؟ چند سناریو رایج وجود دارد که در آن LDO می درخشد:

تامین ولتاژهای عملیاتی کمتر:اگر سیستم شما به یک ولتاژ پایدار کمتر از منبع تغذیه موجود شما نیاز دارد، یک رگولاتور خطی شکاف را کاملاً پر می کند. به عنوان مثال، اگر میکروکنترلر یا سنسور حساس آنالوگ شما با ولتاژ 3.3 ولت کار می کند اما برق را با ولتاژ 5 ولت تامین می کنید، یک LDO می تواند به راحتی کارها را کاهش دهد.

نیاز به برق تمیز و آرام:بسیاری از دستگاه‌ها-فکر می‌کنند میکروکنترلرها، آمپرهای عملیاتی-و حسگرهای آنالوگ-در مورد نویز مشکل دارند. تنظیم کننده های سوئیچینگ، در عین کارآمدی، می توانند امواج و تداخل الکترومغناطیسی ایجاد کنند. از سوی دیگر، تنظیم‌کننده‌های خطی، خروجی بسیار آرام‌تری را با کمترین ریپل ارائه می‌دهند، و آنها را برای مدارهای حساس به نویز ایده‌آل می‌کند.

ولتاژ پایدار برای اجزای حیاتی:گاهی اوقات، نوسانات ولتاژ از منابع بالادست یا سایر عناصر مدار ممکن است وارد شود و عملکرد صحیح اجزای شما را تهدید کند. با قرار دادن LDO در ورودی این قطعات، می‌توانید به محافظت از آن‌ها در برابر افت یا نوسانات کمک کنید و از عملکرد پایدار و قابل اطمینان اطمینان حاصل کنید.

به طور خلاصه، وقتی طراحی شما نیاز به نویز کم، ولتاژ دقیق و یک راه حل ساده دارد-به خصوص در سطوح جریان کم تا متوسط{1}}دستیابی به یک تنظیم کننده خطی منطقی است.

رگولاتورهای LDO (افت خروجی کم) با ولتاژ خروجی مثبت معمولاً از ترانزیستورهای قدرت (که دستگاه های انتقال نیز نامیده می شوند) به عنوان PNP استفاده می کنند. این نوع ترانزیستور اجازه اشباع را می دهد، بنابراین تنظیم کننده ولتاژ می تواند ولتاژ افت بسیار کمی داشته باشد، معمولاً حدود 200 میلی ولت. در مقابل، افت ولتاژ یک رگولاتور خطی سنتی با استفاده از ترانزیستورهای قدرت ترکیبی NPN حدود 2 ولت است. خروجی منفی LDO از NPN به عنوان دستگاه انتقال خود استفاده می کند و حالت عملکرد آن مشابه دستگاه PNP خروجی مثبت LDO است.

پیشرفت‌های جدیدتر از ترانزیستورهای قدرت CMOS استفاده می‌کنند که می‌توانند کمترین ولتاژ افت را فراهم کنند. با CMOS، تنها افت ولتاژ از طریق رگولاتور ناشی از مقاومت ON جریان بار دستگاه منبع تغذیه است. اگر بار کوچک باشد، افت ولتاژ ایجاد شده توسط این روش تنها ده ها میلی ولت است.

رگولاتورهای LDO به ویژه زمانی مفید هستند که ولتاژ عملیاتی سیستم های بعدی کم باشد. اگر ولتاژ منبع تغذیه بیشتر از چیزی است که مدار پایین دست شما نیاز دارد، یک LDO روشی کارآمد برای کاهش ولتاژ با حداقل تلفات ارائه می‌کند و آن را برای مدارهای آنالوگ حساس یا آی‌سی‌های دیجیتال با هسته‌های ولتاژ پایین ایده‌آل می‌کند.

به عنوان مثال، در برنامه‌هایی مانند تغذیه میکروکنترلرها، FPGA یا حسگرهای آنالوگ با دقت بالا-که در آن ولتاژ یا نویز بیش از حد می‌تواند عملکرد را مختل کند{2}}عملکرد پاک و کم{3} حذف یک LDO سودمند است. توانایی حفظ رگولاتوری با اختلاف اندک بین ولتاژ ورودی و خروجی به معنای اتلاف انرژی کمتر و کاهش تولید گرما در مقایسه با طرح های خطی قدیمی تر است.

این باعث می‌شود LDO‌ها در دستگاه‌های{0}}با باتری، وسایل الکترونیکی قابل حمل و هر سیستمی که کارایی و ولتاژ پایدار در اولویت است، به‌عنوان یک عنصر اصلی باشد.

MEV series fuse

یکی از ویژگی های برجسته یک رگولاتور خطی، به ویژه یک LDO، توانایی آن در خروجی یک ولتاژ پایدار و کم صدا-حتی زمانی که ولتاژ ورودی در محدوده عملیاتی نوسان می کند است. این عمدتا به دلیل روشی است که یک رگولاتور خطی به طور مداوم ترانزیستور عبور داخلی خود را تنظیم می کند و هر ولتاژ اضافی را "از بین می برد". در نتیجه، ولتاژی که در خروجی دریافت می‌کنید، بدون جهش‌های سوئیچینگ که با انواع دیگر تنظیم‌کننده‌ها، مانند منابع تغذیه حالت سوئیچ{4}}می‌بینید، ثابت و ثابت می‌ماند.

این خروجی تمیز و بدون نویز{0}}به ویژه برای تامین انرژی دستگاه‌های حساس مانند ماژول‌های حسگر، مدارهای RF و تجهیزات صوتی{1}}مکان‌هایی که نویز الکتریکی می‌تواند به راحتی به مشکلات واقعی{2}}جهانی تبدیل شود، بسیار ارزشمند است. این کمی شبیه ارائه ظریف‌ترین لوازم الکترونیکی خود با سیستم حذف صدای شخصی{4}}خود است، و مطمئن شوید که ولتاژ خروجی ساکت و ثابت می‌ماند، حتی اگر ورودی کمی به ترن هوایی نیاز داشته باشد.

هنگامی که ولتاژ ورودی به طور قابل توجهی بالاتر از ولتاژ خروجی است، تنظیم کننده های خطی باید انرژی اضافی را به عنوان گرما تلف کنند. این به این دلیل است که رگولاتور به طور موثری ولتاژ اضافی را برای حفظ خروجی ثابت "خاموش" می کند و باعث گرم شدن دستگاه می شود. هر چه این اختلاف ولتاژ بیشتر باشد، انرژی بیشتری باید به گرما تبدیل شود.

در نتیجه، تنظیم‌کننده‌های خطی می‌توانند در شرایطی که-شکاف ولتاژ ورودی بزرگ است-به‌ویژه اگر مدار جریان بار بالایی را نیز تأمین کند، کاملاً گرم شوند. به این دلایل، تنظیم‌کننده‌های خطی عموماً در برنامه‌های{3} کم مصرف که اختلاف ولتاژ کم است، کارآمدترین و کاربردی‌ترین هستند و به خنک نگه داشتن و مدیریت کردن وسایل کمک می‌کنند.

energy_storage