reguladores de tensão

O que é um regulador de tensão?

Reguladores de voltagem são úteis para estabilizar o fornecimento de energia em projetos como Arduino , especialmente quando você está alimentando o Arduino com baterias. Conversores buck, por exemplo, podem diminuir a tensão de alimentação para sensores que exigem uma tensão menor do que o Arduino pode fornecer. Conversores boost são úteis em situações em que a tensão da bateria disponível é menor do que o necessário e garantem que o projeto continue a operar de forma estável.

Reguladores de tensão linear

funcionam usando um divisor de tensão para regular a saída. Eles são simples, baratos e fáceis de usar, mas não são tão eficientes quanto outros tipos de reguladores de tensão, pois tendem a dissipar muita energia como calor. Alguns CIs reguladores de tensão linear populares são o LM7805, LM7812 e LM317.

Reguladores de tensão de comutação

Elas também são chamadas de fontes de alimentação de comutação (SMPS) e operam ligando e desligando rapidamente um transistor para regular a saída. Elas são mais eficientes do que reguladores de tensão linear, mas são mais complexas e podem gerar interferência eletromagnética (EMI). Alguns CIs reguladores de tensão de comutação populares incluem o LM2675, LM2575 e LM3478.

Conversores Buck e Boost

Conversor Buck

Um conversor buck, também conhecido como conversor step-down, é um tipo de conversor CC-CC que reduz a tensão de entrada para uma tensão de saída mais baixa. Isso é útil em aplicações onde a tensão de alimentação é maior do que o necessário para os componentes. Por exemplo, se você tem uma bateria que produz 12 volts, mas seu dispositivo precisa de apenas 5 volts, um conversor buck pode reduzir essa tensão com eficiência.

Conversor Boost

Ao contrário do conversor buck, um conversor boost aumenta a tensão de entrada CC para uma tensão de saída CC mais alta. Isso é usado quando a tensão de entrada disponível é menor do que o necessário. Um exemplo prático seria usar um conversor boost para aumentar os 3,7 volts de uma bateria de íons de lítio para os 5 volts necessários para carregar dispositivos USB . Os conversores boost são importantes em eletrônicos portáteis, onde uma tensão maior é necessária do que a bateria pode fornecer.

Conversor Buck-Boost

Um conversor buck-boost integra as capacidades dos conversores buck e boost, permitindo que ele diminua a tensão de entrada ou a aumente para uma tensão de saída específica. Isso é especialmente útil quando a tensão de entrada flutua, como é o caso das baterias. Tome como exemplo 4 pilhas AA, que podem ter uma tensão entre 4 V e 6,5 V, enquanto um Arduino precisa exatamente de 5 V para funcionar corretamente. Um conversor buck-boost garante que o Arduino sempre receba a tensão correta, independentemente do nível da bateria.

O que devo saber ao selecionar um regulador de tensão?

É importante escolher um regulador de tensão apropriado para sua aplicação específica e revisar cuidadosamente as especificações do fabricante para garantir que ele funcionará conforme o esperado sob as condições específicas de seu circuito.

Há algumas coisas a serem observadas ao usar reguladores de tensão, incluindo:

1. Faixa de tensão de entrada: Certifique-se de que a faixa de tensão de entrada do regulador de tensão seja adequada para sua aplicação. A tensão de entrada deve estar dentro da faixa de operação especificada pelo fabricante para garantir a operação adequada e evitar danos ao regulador de tensão.
2. Faixa de tensão de saída: Verifique a faixa de tensão de saída para garantir que seja adequada para sua aplicação.
3. Carregar corrente: Certifique-se de que a corrente de carga (a quantidade de corrente que flui através do circuito) não exceda a classificação máxima do regulador de tensão. Exceder a corrente de carga máxima pode causar superaquecimento e falha do regulador de tensão.
4. Faixa de temperatura: Esteja ciente da faixa de temperatura na qual o regulador de tensão pode operar. Muitos reguladores de tensão têm uma faixa de temperatura operacional especificada e operar fora dessa faixa pode levar a um desempenho ruim ou falha.
5. Eficiência: Esteja ciente de que os reguladores de tensão podem ter eficiências variadas, ou seja, quanta energia é desperdiçada na forma de calor durante o processo de regulação.
6. Barulho: Alguns reguladores de tensão podem introduzir ruído ou ondulação na tensão de saída. Isso pode ser um problema para dispositivos eletrônicos sensíveis. Normalmente, os reguladores de comutação geram mais ondulação do que os reguladores de tensão linear.
7. Recursos de proteção: Alguns reguladores de tensão possuem recursos de proteção integrados, como proteção térmica, proteção contra sobrecorrente e proteção contra sobretensão.
8. Montagem: Certifique-se de que o regulador de tensão esteja devidamente montado e resfriado para evitar superaquecimento. Como os reguladores de comutação são mais eficientes, eles geralmente têm menos problemas com superaquecimento.

O que é um regulador de baixa tensão de queda?

Um regulador de baixa tensão de queda (LDO) é um tipo de regulador de tensão que pode fornecer uma tensão de saída estável com uma diferença de tensão relativamente pequena (ou seja, "tensão de queda") entre a entrada e a saída. Isso os torna particularmente úteis em aplicações onde a tensão de entrada está próxima da tensão de saída desejada, ou onde uma tensão de saída precisa é necessária.

Os LDOs são tipicamente reguladores lineares, o que significa que eles funcionam ajustando a corrente que flui através de um transistor de passagem para controlar a tensão de saída. Como o transistor de passagem está operando em sua região linear, a tensão de saída é diretamente proporcional à tensão de entrada. A diferença de tensão entre a entrada e a saída é resultado da queda de tensão no transistor de passagem e de quaisquer outras perdas internas no regulador.

Os LDOs normalmente têm queda de tensão entre cerca de 100mV a 2V, e é por isso que são considerados como baixa queda, o que permite que eles forneçam uma tensão de saída estável mesmo quando a tensão de entrada é apenas ligeiramente superior à tensão de saída desejada.