Pregunta:
¿Cuáles son las diferencias entre los reguladores lineales y de baja deserción (LDO)?
706Astor
2015-03-03 05:24:34 UTC
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A un alto nivel, tanto los reguladores lineales como los LDO parecen ser iguales. La mayoría de los diagramas de bloques también parecen ser iguales. La mayoría de los paquetes de dispositivos son paquetes de tres terminales. ¿Cuáles son las diferencias entre los reguladores lineales y LDO?

Regulator

Dos respuestas:
#1
+7
Olin Lathrop
2015-03-03 20:26:07 UTC
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La diferencia se debe a la fuerza más poderosa del universo: el marketing.

Ambos dispositivos son reguladores lineales. Esto significa que toman un voltaje alto y variable y producen un voltaje bajo y constante ("regulado"). Este tipo de reguladores se alimentan totalmente de la tensión de entrada y ajustan la cantidad de corriente que permiten pasar de la entrada a la salida. El concepto es el mismo que el de un regulador de presión mecánico. En ese caso hay una válvula real en el interior que se abre más o se cierra más para que se mantenga la presión de salida. Los reguladores electrónicos usan transistores para el mismo propósito.

Un parámetro de un regulador lineal es qué tan bajo puede llegar el voltaje de entrada mientras todavía puede controlar el voltaje de salida dentro de las especificaciones. Este parámetro a menudo se denomina margen superior o voltaje de caída . Los reguladores antiguos necesitaban varios voltios. El famoso LM7805 necesita alrededor de 2½ voltios. Dado que su salida es de 5 V, eso significa que su entrada debe ser de al menos 7,5 V; de lo contrario, la salida de 5 V no está garantizada.

En la época neolítica, los hombres de las cavernas fabricaban una fuente de alimentación utilizando un gran -Transformador de hierro para bajar el voltaje de línea, 4 diodos para tomar el valor absoluto y una tapa para suavizarlo. Para obtener un suministro regulado, lo seguirían con un regulador lineal. No importaba mucho que el regulador lineal necesitara más de 2 V de espacio libre, ya que tenía que haber una pendiente significativa incorporada en el suministro no regulado sin procesar por varias otras razones de todos modos.

Hoy en día existe mucha más presión para hacer que las fuentes de alimentación sean pequeñas, livianas, baratas y, a veces, eficientes. En realidad, el esfuerzo por lograr la eficiencia no es tanto no desperdiciar energía, sino no tener que deshacerse del calor por desperdiciar la energía. Los componentes electrónicos han avanzado considerablemente desde los días del hombre de las cavernas, por lo que hoy en día es generalmente más barato y más pequeño hacer que la fuente de alimentación sea más eficiente que agregar la capacidad de disipar mucho calor. Más del 80% de eficiencia es "fácil", 90% de eficiencia razonablemente alcanzable en muchas circunstancias principales, y cerca del 95% alcanzable cuando es necesario y la eficiencia es una prioridad principal.

Ahora considere un 7805 en este contexto. Incluso con una salida de solo 500 mA (la mitad de su capacidad máxima), disiparía 1,3 W al mínimo . Puede ser mucho calor para deshacerse en un paquete de plástico pequeño y sellado. No puede simplemente colocar una pieza de montaje en superficie en una placa si va a disipar tanta energía.

Los fabricantes de circuitos integrados de reguladores lineales comenzaron a prestar atención al voltaje de caída. Surgió una nueva clase de reguladores lineales que necesitaban menos de un voltio, a veces solo un par de 100 mV, de altura libre. Por supuesto, estos avances tecnológicos fueron acompañados de avances en marketing. Ya no era lo suficientemente bueno publicar simplemente una especificación de margen inferior. Esta nueva clase de regulador iba a presentarse como un dispositivo completamente nuevo, llamado [ inserte toques de trompeta, imagen de nubes partiéndose, voz profunda y retumbante ] Regulador de baja caída , de ahora en adelante conocido como LDO .

Por supuesto, al ser un término de marketing, nadie se molestó en especificar qué tan bajo es exactamente "bajo". El marketing ha avanzado aún más desde los albores del LDO, por lo que hoy en día casi todos los reguladores que fabrican todos, excepto los llamados 78xx o 79xx, se denominan "LDO". Eso se ha convertido en el TLA para los reguladores lineales hasta el punto de que los niños nuevos (aquellos que nunca tuvieron que caminar descalzos a la escuela en la nieve cuesta arriba en ambos sentidos, ¡¿a qué está llegando este mundo?!) Ya ni siquiera notan la diferencia.

Si tuviera que elegir un número, diría que cualquier cosa que pueda funcionar con menos de 1 V de margen superior puede llamarse a sí mismo LDO, preferiblemente 500 mV, pero como siempre, debe leer la hoja de datos .

Las fuentes de alimentación ya no se fabrican en gran medida con transformadores de hierro grande, en los que se comienza con un voltaje bruto no regulado y se regula linealmente hasta el voltaje que realmente desea. Hoy esto se haría con un conmutador todo en uno. Sin embargo, no importa cómo haga un voltaje regulado, todavía tiene un problema de distribución si el dispositivo consume una corriente significativa. También existe la ondulación causada por los pulsos de conmutación que pueden causar problemas con algunos tipos de circuitos analógicos.

Una solución es hacer que el conmutador genere unos 100 mV más de lo que desea y luego usar LDO en múltiples puntos de uso. Digamos que está generando 3.3 V locales desde un bus prerregulado de 3.8 V que viene directamente de un conmutador. A 100 mA, el LDO solo disipa 50 mW, lo que incluso un paquete SOT-23 puede hacer fácilmente. Este método no solo garantiza que el voltaje será el valor regulado a pesar de alguna caída en el voltaje prerregulado para el momento en que llegue al punto de uso, sino que también produce un suministro limpio y agradable ya que el regulador local atenuará en gran medida la ondulación. del suministro prerregulado.

"* ajustar la cantidad de corriente que permiten pasar *" - no, no hacen eso. Ajustan la resistencia para que coincida con el voltaje de salida deseado. La corriente depende completamente de la carga.
#2
+6
Mahendra Gunawardena
2015-03-03 05:44:19 UTC
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A un nivel muy alto, los reguladores lineales de baja caída tienen un transistor de paso, un amplificador operacional, un circuito divisor de resistencia que alimenta el amplificador operacional y VREF. El amplificador operacional es un amplificador de error. En resumen, el transistor de paso actúa como una resistencia variable que controla el flujo de corriente.

Regulator Block Diagram

Diagrama de bloques para el regulador lineal de baja caída de &

Voltaje de caída = $ V_ {in} $ - $ V_ {out} $


Regulador lineal: el paso transistor es un transistor Darlington. El voltaje de caída es de alrededor de 1.5V – 2.5V.

Linear Regulator

Esquema básico para regulador lineal

A continuación se muestra la especificación de voltaje de caída para el regulador lineal LM7805

LM7805 Droput Voltage


Regulador de baja caída: el transistor de paso es un PNP transistor. El voltaje de caída es muy bajo, aproximadamente 0,7 V o incluso menor.

LDO Regulator

Esquema básico para regulador de baja caída

A continuación se muestra la especificación de voltaje de caída para Regulador de baja caída LT1965

LT1965 low dropout voltage


Referencias:

Debe aclarar que un LDO * es * un regulador lineal. Su artículo da la impresión de que los dos son exclusivos. Además, usar un darlington o un solo transistor PNP no es la definición de ninguno de los reguladores. Son solo las razones por las que algunos reguladores tienen el voltaje de caída que tienen. Muchos LDO utilizan un FET como elemento de paso, por ejemplo.
Otra buena referencia: ["AN32 - Reguladores lineales de alta eficiencia" por Jim Williams] (http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an32f.pdf), consulte el Apéndice A, página 10 "Lograr una baja deserción ". Incluye una discusión interesante sobre los pros y los contras de los distintos elementos del pase.
@OlinLathrop ¿hay una palabra para "regulador de baja deserción"? "¿Regulador de alta deserción?
@end: No. No hay ventajas para los especialistas en marketing que señalan que su producto no es tan bueno como otros. Un regulador de alta caída es cualquier lugar donde la mención de baja tensión de caída está notoriamente ausente. Incluso cuando se menciona la caída de voltaje, debe verificar la especificación real, ya que no existe una definición formal de cuán bajo es "bajo".
@OlinLathrop No me refiero a los especialistas en marketing, me refiero a nosotros


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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