Когда я использовал бы регулятор напряжения против делителя напряжения?

Когда бы вы использовали регулятор напряжения по сравнению с резисторным делителем напряжения? Есть ли какие-либо области применения, для которых резисторный делитель особенно плох?

Эти два типа цепей имеют очень разные приложения.

Резисторный делитель обычно используется для масштабирования напряжения, чтобы его было легче обнаружить / обнаружить / проанализировать.

Например, скажем, вы хотите контролировать напряжение батареи. Напряжение может доходить до 15 В. Вы используете аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера («АЦП»), который использует 3,3 В для справки. В этом случае вы можете разделить напряжение на 5, что даст вам до 3,0 В на входе АЦП.

Есть пара недостатков. Во-первых, через резисторы всегда течет ток. Это важно в цепях с ограничением мощности (от батарей). Вторая проблема заключается в том, что делитель не может подавать значительный ток. Если вы начнете рисовать ток, он изменит соотношение делителей, и все пойдет не так, как планировалось :) Так что, на самом деле, он используется только для подключения высокоимпедансных соединений.

С другой стороны, регулятор напряжения предназначен для обеспечения фиксированного напряжения независимо от его входа. Это то, что вы хотите использовать для подачи питания на другие схемы.

Что касается создания нескольких линий напряжения: в этом примере предположим, что вы используете переключающие регуляторы, эффективность которых составляет 80%. Скажите, что у вас есть 9В, и вы хотите произвести 5В и 3,3В. Если вы используете регуляторы параллельно, подключая каждый до 9 В, то оба рельса будут эффективны на 80%. Однако, если вы создаете 5 В, а затем используете его для создания 3,3 В, тогда ваша эффективность 3,3 В равна (0,8 * 0,8) = только 64%. Топология имеет значение!

Линейные регуляторы, с другой стороны, оцениваются по-разному. Они просто понижают выходное напряжение для любого заданного тока. Разница в мощности теряется в виде тепла. Если у вас есть 10В и 5В, то они эффективны на 50%.

У них есть свои преимущества, хотя! Они меньше, дешевле и менее сложны. Они электрически тихие и создают плавное выходное напряжение. И, если нет большой разницы между входным и выходным напряжениями, тогда эффективность может превысить импульсное питание.

Есть ИС, которые предоставляют несколько регуляторов. Linear Tech, Maxim Integrated, Texas Instruments, все имеют хороший выбор. LTC3553, например, предоставляет комбинацию литиевого зарядного устройства, импульсного стабилизатора и линейного регулятора. У них есть варианты с зарядным устройством или без него, некоторые с двумя переключателями и без линейных, некоторые с несколькими линейными ...

Один из моих нынешних продуктов использует батарею 3,7 В и требует 3,3 В и 2,5 В. Для меня это было наиболее эффективным для линейного на 3,3 В и переключателя на 2,5 В (питается от батареи, а не от шины 3,3 В). Я использовал LTC3553.

Вам захочется потратить некоторое время на инструменты выбора соответствующего веб-сайта.

Удачи!

Поскольку делитель напряжения не регулирует , не стоит использовать делитель напряжения, когда требуется регулируемое напряжение.

В своих пределах регулятор напряжения будет поддерживать выходное напряжение на фиксированном уровне, даже если входное напряжение и ток нагрузки изменяются.

Делитель напряжения не будет делать это. Рассмотрим уравнение делителя напряжения:

$v_{IN}$$i_{OUT}$

Существует, однако, множество применений для делителей напряжения, например, для ослабления , но регулирование напряжения не является одним из них.

Делитель напряжения особенно плох при подаче постоянного напряжения на переменную нагрузку или нагрузку с низким импедансом. Переменные нагрузки довольно распространены и включают в себя большинство цифровых цепей на планете.

Фиксированные высокоимпедансные нагрузки могут иметь делитель напряжения перед ними. Это тот случай, когда используется АЦП для измерения или компаратор для ограничения намного более высокого напряжения или в смысле ввода регулятора напряжения.

Делители напряжения обычно не используются для генерации напряжения питания, поскольку они не обеспечивают регулирование. Многие нагрузки в любом случае изменят свое выходное напряжение, например, резистивная нагрузка на землю по существу параллельна R2.

Делители напряжения обычно используются для подачи напряжения на вход с высоким сопротивлением. В этом случае вы можете думать об импедансе как о сопротивлении. Наличие 10М резистора параллельно с R2 не сильно повлияет на него, пока R2 сам на несколько порядков ниже, как, скажем, 10к. Конечно, использование резисторов низкого значения для делителя также увеличивает ток, протекающий через него, поэтому возникают проблемы для устройств с питанием от батареи.

Типичным примером делителя напряжения на входе с высоким импедансом является деление высокого напряжения на диапазон, который может измерять АЦП. Предположим, что ваш АЦП имеет ссылку 1V и вы хотите измерить 3.6V аккумулятор с ней. Вы можете использовать делитель 4: 1, чтобы уменьшить его, чтобы он был меньше 1 В и измерялся АЦП.

Другим распространенным примером является создание вторичного опорного напряжения. Скажем, у вас есть запас 3.6V и нужны ссылка 1.8V (половина напряжение питания, например, для смещения сигнала переменного тока с постоянным смещением). Вместо того, чтобы возиться с дорогой эталонной интегральной схемой напряжения, вы можете просто использовать делитель напряжения, чтобы вдвое уменьшить напряжение питания и подать его в буфер операционного усилителя. Операционный усилитель имеет вход с высоким импедансом, а выход можно использовать для смещения.

Регулятор может подавать определенную величину тока в нагрузку при максимально возможном регулируемом напряжении, поэтому он подходит для напряжений питания и тому подобного.