전압 조정기는 출력에서 입력 전압을 다른 레벨로 변경할 수 있고 다양한 부하 조건에서도 일정한 출력 전압을 유지할 수있는 간단하고 비용 효율적인 장치입니다. 휴대폰 충전기에서 에어컨, 복잡한 전기 기계 장치에 이르기까지 거의 모든 전자 장치는 전압 조정기를 사용하여 장치의 다른 구성 요소에 서로 다른 DC 전압을 제공합니다. 그 외에도 모든 전원 공급 장치 회로는 전압 조정기 칩을 사용합니다.
예를 들어 스마트 폰에서 전압 조정기는 배터리보다 높거나 낮은 전압을 필요로하는 구성 요소 (백라이트 LED, 마이크, Sim 카드 등)의 배터리 전압을 높이거나 낮추는 데 사용됩니다. 잘못된 전압 레귤레이터를 선택하면 안정성이 저하되고 전력 소비가 증가하며 부품이 손상 될 수 있습니다.
따라서이 기사에서는 프로젝트에 맞는 전압 조정기를 선택할 때 염두에 두어야 할 몇 가지 중요한 매개 변수에 대해 설명합니다.
전압 조정기 선택을위한 중요한 요소
1. 입력 전압 및 출력 전압
전압 조정기를 선택하는 첫 번째 단계는 작업 할 입력 전압 및 출력 전압에 대해 아는 것입니다. 선형 전압 조정기는 정격 출력 전압보다 높은 입력 전압이 필요합니다. 입력 전압이 원하는 출력 전압보다 낮 으면 전압이 불충분하여 레귤레이터가 떨어지고 조정되지 않은 출력을 제공하게됩니다.
예를 들어 2V 드롭 아웃 전압이있는 5V 전압 조정기를 사용하는 경우 입력 전압은 조정 된 출력에 대해 최소 7V 와 같아야합니다. 입력 전압이 7V 미만이면 출력 전압이 조정되지 않습니다.
다양한 입력 및 출력 전압 범위에 대해 다양한 유형의 전압 조정기가 있습니다. 예를 들어 Arduino Uno 용 5V 전압 레귤레이터와 ESP8266 용 3.3V 전압 레귤레이터가 필요합니다. 다양한 출력 애플리케이션에 사용할 수있는 가변 전압 조정기를 사용할 수도 있습니다.
2. 드롭 아웃 전압
드롭 아웃 전압은 전압 조정기의 입력 전압과 출력 전압의 차이입니다. 예를 들어, min. 7805의 입력 전압은 7V이고 출력 전압은 5V이므로 드롭 아웃 전압은 2V입니다. 입력 전압이 아래로 내려 가면 출력 전압 (5V) + 드롭 아웃 전압 (2V)으로 인해 출력이 조정되지 않아 장치가 손상 될 수 있습니다. 따라서 전압 조정기를 선택하기 전에 드롭 아웃 전압을 확인하십시오.
드롭 아웃 전압은 전압 조정기에 따라 다릅니다. 예를 들어 드롭 아웃 전압이 다른 5V 레귤레이터 범위를 찾을 수 있습니다. 선형 레귤레이터는 매우 낮은 입력 드롭 아웃 전압으로 작동 할 때 매우 효율적일 수 있습니다. 따라서 배터리를 전원으로 사용하는 경우 LDO 레귤레이터를 사용하여 효율성을 높일 수 있습니다.
3. 전력 손실
선형 전압 조정기는 스위칭 전압 조정기보다 더 많은 전력을 소비합니다. 과도한 전력 손실은 배터리 소모, 과열 또는 제품 손상을 유발할 수 있습니다. 따라서 선형 전압 조정기를 사용하는 경우 먼저 전력 손실을 계산하십시오. 선형 레귤레이터의 경우 전력 손실은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
전력 = (입력 전압 – 출력 전압) x 전류
전력 손실 문제를 방지하기 위해 선형 전압 조정기 대신 스위칭 전압 조정기를 사용할 수 있습니다.
4. 효율성
효율성은 입력 전압에 대한 출력 전압의 비율에 비례하는 입력 전력에 대한 출력 전력의 비율입니다. 따라서 전압 조정기의 효율성은 드롭 아웃 전압이 높을수록 효율성이 낮아지기 때문에 드롭 아웃 전압과 대기 전류에 의해 직접 제한됩니다.
효율을 높이려면 드롭 아웃 전압과 대기 전류를 최소화하고 입력과 출력 간의 전압 차이를 최소화해야합니다.
5. 전압 정확도
전압 조정기의 전반적인 정확도는 라인 조정, 부하 조정, 기준 전압 드리프트, 오류 증폭기 전압 드리프트 및 온도 계수에 따라 달라집니다. 일반적인 선형 레귤레이터에는 일반적으로 조정 된 출력이 공칭의 5 % 이내임을 보장하는 출력 전압 사양이 있습니다. 따라서 전압 조정기를 사용하여 디지털 IC에 전원을 공급하는 경우 5 % 허용 오차는 큰 문제가 아닙니다.
6. 부하 조절
부하 조정은 다양한 부하 조건에서 지정된 출력 전압을 유지하는 회로의 기능으로 정의됩니다. 부하 조절은 다음과 같이 표현됩니다.
부하 조절 = ∆Vout / ∆I out
7. 라인 규제
라인 레귤레이션은 다양한 입력 전압으로 지정된 출력 전압을 유지하는 회로의 능력으로 정의됩니다. 라인 규제는 다음과 같이 표현됩니다.
부하 조정 = ∆V out / ∆V in
따라서 모든 애플리케이션에 적합한 전압 조정기 를 선택 하려면 위의 모든 요소를 고려해야합니다.