Un régulateur de tension est un dispositif simple et économique qui peut changer la tension d'entrée à un niveau différent à la sortie et peut maintenir une tension de sortie constante même dans des conditions de charge variables. Presque tous les appareils électroniques, du chargeur de votre téléphone portable aux climatiseurs en passant par les appareils électromécaniques complexes, utilisent un régulateur de tension pour fournir les différentes tensions CC aux différents composants de l'appareil. En dehors de cela, tous les circuits d'alimentation utilisent des puces de régulation de tension.
Par exemple, dans votre smartphone, un régulateur de tension est utilisé pour augmenter ou réduire la tension de la batterie pour les composants (comme le rétroéclairage LED, le micro, la carte SIM, etc.) qui nécessitent une tension supérieure ou inférieure à celle de la batterie. Le choix du mauvais régulateur de tension peut entraîner une fiabilité compromise, une consommation d'énergie plus élevée et même des composants frits.
Dans cet article, nous discuterons donc de certains paramètres importants à garder à l'esprit lors de la sélection d'un régulateur de tension pour votre projet.
Facteurs importants pour la sélection du régulateur de tension
1. Tension d'entrée et tension de sortie
La première étape vers le choix d'un régulateur de tension consiste à connaître la tension d'entrée et la tension de sortie avec lesquelles vous travaillerez. Les régulateurs de tension linéaires nécessitent une tension d'entrée supérieure à la tension de sortie nominale. Si la tension d'entrée est inférieure à la tension de sortie souhaitée, cela conduit à la condition de tension insuffisante qui provoque la chute du régulateur et fournit une sortie non régulée.
Par exemple, si vous utilisez un régulateur de tension 5V avec une tension de chute de 2V, la tension d'entrée doit être au moins égale à 7V pour une sortie régulée. Une tension d'entrée inférieure à 7 V entraînera une tension de sortie non régulée.
Il existe différents types de régulateurs de tension pour différentes plages de tension d'entrée et de sortie. Par exemple, vous aurez besoin d'un régulateur de tension 5V pour Arduino Uno et d'un régulateur de tension 3,3V pour ESP8266. Vous pouvez même utiliser un régulateur de tension variable qui peut être utilisé pour une gamme d'applications de sortie.
2. Tension de décrochage
La tension de décrochage est la différence entre la tension d'entrée et la tension de sortie du régulateur de tension. Par exemple, min. La tension d'entrée du 7805 est de 7 V et la tension de sortie de 5 V, il a donc une tension de décrochage de 2 V. Si la tension d'entrée descend en dessous, la tension de sortie (5V) + la tension de chute (2V) entraînera une sortie non régulée qui peut endommager votre appareil. Donc, avant de sélectionner un régulateur de tension, vérifiez la tension de chute.
La tension de décrochage varie avec les régulateurs de tension; par exemple, vous pouvez trouver une gamme de régulateurs 5V avec différentes tensions de décrochage. Les régulateurs linéaires peuvent être extrêmement efficaces lorsqu'ils fonctionnent avec une tension de chute d'entrée très faible. Donc, si vous utilisez une batterie comme source d'alimentation, vous pouvez utiliser des régulateurs LDO pour une meilleure efficacité.
3. Dissipation de puissance
Les régulateurs de tension linéaires dissipent plus de puissance que les régulateurs de tension de commutation. Une dissipation d'énergie excessive peut entraîner l'épuisement de la batterie, la surchauffe ou endommager le produit. Donc, si vous utilisez un régulateur de tension linéaire, calculez d'abord la dissipation de puissance. Pour les régulateurs linéaires, la dissipation de puissance peut être calculée par:
Puissance = (tension d'entrée - tension de sortie) x courant
Vous pouvez utiliser les régulateurs de tension à découpage au lieu des régulateurs de tension linéaires pour éviter le problème de dissipation de puissance.
4. Efficacité
L'efficacité est le rapport de la puissance de sortie à la puissance d'entrée qui est proportionnel au rapport de la tension de sortie à la tension d'entrée. Ainsi, l'efficacité des régulateurs de tension est directement limitée par la tension de chute et le courant de repos car plus la tension de chute est élevée, plus l'efficacité est faible.
Pour un meilleur rendement, la tension de chute et le courant de repos doivent être minimisés, et la différence de tension entre l'entrée et la sortie doit être minimisée.
5. Précision de tension
La précision globale d'un régulateur de tension dépend de la régulation de ligne, de la régulation de charge, de la dérive de la tension de référence, de la dérive de la tension de l'amplificateur d'erreur et du coefficient de température. Les régulateurs linéaires typiques ont généralement une spécification de tension de sortie qui garantit que la sortie régulée sera à moins de 5% de la valeur nominale. Donc, si vous utilisez le régulateur de tension pour alimenter les circuits intégrés numériques, une tolérance de 5% n'est pas un gros problème.
6. Régulation de charge
La régulation de charge est définie comme la capacité du circuit à maintenir une tension de sortie spécifiée dans des conditions de charge variables. La régulation de charge est exprimée comme suit:
Régulation de charge = ∆Vout / ∆I out
7. Régulation de ligne
La régulation de ligne est définie comme la capacité du circuit à maintenir la tension de sortie spécifiée avec la tension d'entrée variable. La régulation de ligne est exprimée comme suit:
Régulation de charge = ∆V out / ∆V in
Donc, pour sélectionner un régulateur de tension approprié pour toute application, il faut garder tous les facteurs ci-dessus en considération,