Questão:
Quais são as diferenças entre os reguladores lineares e de baixa queda (LDO)?
706Astor
2015-03-03 05:24:34 UTC
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Em um nível alto, os reguladores linear e LDO parecem ser o mesmo. A maioria dos diagramas de blocos também parecem iguais. A maioria dos pacotes de dispositivos são três pacotes de terminais. Quais são as diferenças entre reguladores lineares e LDO?

Regulator

Dois respostas:
#1
+7
Olin Lathrop
2015-03-03 20:26:07 UTC
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A diferença se deve à força mais forte do universo: o marketing.

Ambos os dispositivos são reguladores lineares. Isso significa que eles recebem uma tensão alta e variável e produzem uma saída de tensão baixa e constante ("regulada"). Esses tipos de reguladores são totalmente alimentados pela tensão de entrada e ajustam a quantidade de corrente que permitem que passe da entrada para a saída. O conceito é o mesmo de um regulador de pressão mecânico. Nesse caso existe uma válvula real dentro que se abre mais ou se fecha mais para que a pressão de saída seja mantida. Os reguladores eletrônicos usam transistores para a mesma finalidade.

Um parâmetro de um regulador linear é o quão baixa a tensão de entrada pode ir enquanto ele ainda pode controlar a tensão de saída dentro das especificações. Este parâmetro é freqüentemente referido como headroom ou queda de tensão . Os reguladores antigos precisavam de vários volts. O famoso LM7805 precisa de cerca de 2½ volts. Visto que sua saída é de 5 V, isso significa que sua entrada precisa ser de pelo menos 7,5 V, caso contrário, a saída de 5 V não é garantida.

Nos tempos neolíticos, os homens das cavernas faziam uma fonte de alimentação usando um grande - transformador de ferro para reduzir a tensão da linha, 4 diodos para obter o valor absoluto e uma tampa para suavizá-lo. Para obter um fornecimento regulado, eles seguiriam isso com um regulador linear. Não importava muito que o regulador linear precisasse de mais de 2 V de altura livre, já que deveria haver uma quantidade significativa de lixo embutido no fornecimento bruto não regulamentado por vários outros motivos de qualquer maneira.

Hoje há muito mais pressão para tornar as fontes de alimentação pequenas, leves, baratas e às vezes eficientes. A busca pela eficiência não consiste tanto em não desperdiçar energia, mas em não ter que se livrar do calor do desperdício de energia. Os componentes eletrônicos avançaram consideravelmente desde os dias do homem das cavernas, então hoje é geralmente mais barato e menor tornar a fonte de alimentação mais eficiente do que adicionar a capacidade de dissipar muito calor. Mais de 80% de eficiência é "fácil", 90% de eficiência razoavelmente atingível em muitas circunstâncias convencionais e quase 95% atingível quando necessário e a eficiência é uma prioridade principal.

Agora, considere um 7805 neste contexto. Mesmo com saída de apenas 500 mA (metade de sua capacidade máxima), ele dissiparia 1,3 W no mínimo . Pode ser muito calor para se livrar de uma pequena embalagem de plástico lacrada. Você não pode simplesmente colocar uma peça de montagem em superfície em uma placa se ela vai dissipar tanta energia.

Os fabricantes de CIs reguladores lineares começaram a prestar atenção na queda de tensão. Surgiu uma classe totalmente nova de reguladores lineares que precisava de menos de um volt, às vezes apenas alguns 100 mV, de espaço livre. É claro que esses avanços tecnológicos foram acompanhados por avanços em marketing. Já não era bom o suficiente simplesmente publicar uma especificação de headroom menor. Essa nova classe de regulador seria apresentada como um novo dispositivo, chamado de [ inserir sons de trombeta, imagem de nuvens se abrindo, voz profunda e estrondosa ] Regulador de baixa queda , doravante conhecido como LDO .

Claro, sendo um termo de marketing, ninguém se preocupou em especificar quão baixo é exatamente "baixo". O marketing avançou ainda mais desde o surgimento da LDO, então hoje em dia quase todo regulador que todo mundo fabrica, exceto qualquer coisa chamada 78xx ou 79xx, é chamada de "LDO". Isso se tornou o TLA para reguladores lineares a tal ponto que as crianças novas (aquelas que nunca tiveram que andar para a escola descalças na neve subindo em ambos os sentidos, a que esse mundo está vindo ?!) nem mesmo sabem mais a diferença.

Se eu tivesse que escolher um número, eu diria que qualquer coisa que funcione com menos de 1 V de headroom pode se chamar de LDO, de preferência 500 mV, mas como sempre, você tem que ler a ficha técnica .

Em grande parte, as fontes de alimentação não são mais feitas com transformadores de ferro grande, onde você começa com uma tensão bruta não regulada e a regula linearmente até a tensão que você realmente deseja. Hoje isso seria feito com um switcher tudo em um. No entanto, não importa como você faz uma tensão regulada, você ainda terá um problema de distribuição se o dispositivo consumir uma corrente significativa. Há também a ondulação causada pelos pulsos de comutação que podem causar problemas com alguns tipos de circuitos analógicos.

Uma solução é fazer com que o switcher faça alguns 100 mV a mais do que você deseja e, em seguida, use LDOs em múltiplos pontos de uso. Digamos que você esteja obtendo 3,3 V local de um barramento pré-regulado de 3,8 V vindo diretamente de um switcher. A 100 mA, o LDO dissipa apenas 50 mW, o que mesmo um pacote SOT-23 pode fazer facilmente. Este método não só garante que a tensão será o valor regulado, apesar de alguma queda na tensão pré-regulada no momento em que chega ao ponto de uso, mas também produz um fornecimento bom e limpo, uma vez que o regulador local atenuará bastante a ondulação do fornecimento pré-regulado.

"* ajustar quanta corrente eles permitem a passagem *" - não, eles não fazem isso. Eles ajustam a resistência para corresponder à tensão de saída desejada. A corrente depende inteiramente da carga.
#2
+6
Mahendra Gunawardena
2015-03-03 05:44:19 UTC
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Em um nível muito alto, os reguladores lineares de baixa queda têm um transistor de passagem, um amplificador operacional, um circuito divisor de resistor que alimenta o amplificador operacional e o VREF. O amplificador operacional é um amplificador de erro. Em suma, o transistor de passagem atua como um resistor variável que controla o fluxo de corrente.

Regulator Block Diagram

Diagrama de blocos para regulador de baixa queda linear &

Tensão de queda = $ V_ {in} $ - $ V_ {out} $


Regulador linear: a passagem transistor é um transistor Darlington. A tensão de queda é de cerca de 1,5 V – 2,5 V.

Linear Regulator

Esquema básico para regulador linear

Abaixo está a especificação de queda de tensão para o regulador linear LM7805

LM7805 Droput Voltage


Regulador de baixa queda: O transistor de passagem é um PNP transistor. A tensão de queda é muito baixa, cerca de 0,7 V ou ainda mais baixa.

LDO Regulator

Esquema básico para regulador de baixa queda

Abaixo está a especificação de queda de tensão para LT1965 regulador de baixa queda

LT1965 low dropout voltage


Referências:

Você deve esclarecer que um LDO * é * um regulador linear. Seu artigo dá a impressão de que os dois são exclusivos. Além disso, usar um darlington ou um único transistor PNP não é a definição de nenhum dos reguladores. Eles são apenas os motivos pelos quais alguns reguladores têm a queda de tensão que têm. Muitos LDOs usam um FET como o elemento de passagem, por exemplo.
Outra boa referência: ["AN32 - Reguladores lineares de alta eficiência" por Jim Williams] (http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an32f.pdf), consulte o Apêndice A, página 10 "Alcançando baixo abandono " Inclui uma discussão interessante sobre os prós e os contras dos vários elementos do passe.
@OlinLathrop existe uma palavra para "regulador de dropout não baixo"? "Regulador de alta queda?
@end: Não. Não há nenhuma vantagem para os profissionais de marketing afirmarem que seu produto não é tão bom quanto os outros. Um regulador de queda alta é aquele em que a menção de baixa tensão de queda está visivelmente ausente. Mesmo quando a queda de tensão é mencionada, você precisa verificar as especificações reais, uma vez que não há uma definição formal de quão baixo é "baixo".
@OlinLathrop Não me refiro aos profissionais de marketing, quero dizer, para nós


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