Pengatur tegangan adalah perangkat sederhana dan hemat biaya yang dapat mengubah tegangan input ke tingkat yang berbeda pada keluaran dan dapat mempertahankan tegangan keluaran yang konstan bahkan dalam kondisi beban yang bervariasi. Hampir semua perangkat elektronik mulai dari charger ponsel hingga AC hingga perangkat elektromekanis yang kompleks menggunakan pengatur tegangan untuk memberikan tegangan DC yang berbeda ke berbagai komponen di perangkat. Selain itu, semua rangkaian catu daya menggunakan chip pengatur tegangan.
Misalnya, di ponsel cerdas Anda, pengatur tegangan digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan baterai untuk komponen (seperti lampu latar LED, Mikrofon, Kartu Sim, dll.) Yang membutuhkan tegangan lebih tinggi atau lebih rendah daripada baterai. Memilih pengatur tegangan yang salah dapat mengakibatkan keandalan yang terganggu, konsumsi daya yang lebih tinggi, dan bahkan komponen yang tergoreng.
Jadi dalam artikel ini, kami akan membahas beberapa parameter penting yang perlu diingat saat memilih pengatur tegangan untuk proyek Anda.
Faktor Penting untuk Pemilihan Regulator Tegangan
1. Tegangan Input dan Tegangan Output
Langkah pertama untuk memilih regulator tegangan adalah mengetahui tentang tegangan input dan tegangan output yang akan Anda gunakan. Regulator tegangan linier membutuhkan tegangan masukan yang lebih tinggi dari tegangan keluaran pengenal. Jika tegangan masukan kurang dari tegangan keluaran yang diinginkan, maka hal tersebut mengarah pada kondisi tegangan yang tidak mencukupi yang menyebabkan regulator putus dan memberikan keluaran yang tidak diatur.
Misalnya, jika Anda menggunakan regulator tegangan 5V dengan tegangan putus listrik 2V, maka tegangan input harus paling tidak sama dengan 7V untuk keluaran yang diatur. Tegangan input di bawah 7V akan menghasilkan tegangan output yang tidak diatur.
Ada berbagai jenis regulator tegangan untuk rentang tegangan input dan output yang berbeda. Misalnya, Anda memerlukan regulator tegangan 5V untuk Arduino Uno dan regulator tegangan 3.3V untuk ESP8266. Anda bahkan dapat menggunakan pengatur tegangan variabel yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi keluaran.
2. Tegangan Putus Sekolah
Tegangan putus sekolah adalah perbedaan antara tegangan input dan output dari regulator tegangan. Misalnya, min. Tegangan masukan untuk 7805 adalah 7V, dan tegangan keluaran adalah 5V, sehingga memiliki tegangan putus sekolah sebesar 2V. Jika tegangan input turun, tegangan output (5V) + tegangan putus (2V) akan menghasilkan output yang tidak diatur yang dapat merusak perangkat Anda. Jadi sebelum memilih regulator tegangan, periksa tegangan putus sekolah.
Tegangan putus sekolah bervariasi dengan regulator tegangan; misalnya, Anda dapat menemukan berbagai regulator 5V dengan tegangan putus listrik yang berbeda. Regulator linier dapat menjadi sangat efisien ketika dioperasikan dengan tegangan putus input yang sangat rendah. Jadi jika Anda menggunakan baterai sebagai sumber daya, maka Anda dapat menggunakan regulator LDO untuk efisiensi yang lebih baik.
3. Pembuangan Daya
Regulator tegangan linier membuang lebih banyak daya daripada regulator tegangan switching. Pembuangan daya yang berlebihan dapat menyebabkan baterai terkuras, panas berlebih, atau kerusakan produk. Jadi jika Anda menggunakan regulator tegangan linier, pertama-tama hitung disipasi daya. Untuk regulator linier, disipasi daya dapat dihitung dengan:
Daya = (Tegangan Input - Tegangan Output) x Arus
Anda dapat menggunakan regulator tegangan switching sebagai pengganti regulator tegangan linier untuk menghindari masalah disipasi daya.
4. Efisiensi
Efisiensi adalah perbandingan daya keluaran terhadap daya masukan yang sebanding dengan perbandingan tegangan keluaran dengan tegangan masukan. Jadi efisiensi regulator tegangan secara langsung dibatasi oleh tegangan dropout dan arus diam karena semakin tinggi tegangan dropout maka semakin rendah efisiensinya.
Untuk efisiensi yang lebih tinggi, tegangan putus dan arus diam harus diminimalkan, dan perbedaan tegangan antara masukan dan keluaran harus diminimalkan.
5. Akurasi Tegangan
Keakuratan keseluruhan dari pengatur tegangan tergantung pada regulasi saluran, pengaturan beban, penyimpangan tegangan referensi, penyimpangan tegangan penguat kesalahan, dan koefisien suhu. Regulator linier tipikal biasanya memiliki spesifikasi tegangan keluaran yang menjamin keluaran yang diatur akan berada dalam 5% dari nominal. Jadi jika Anda menggunakan pengatur tegangan untuk menyalakan IC digital, maka toleransi 5% bukanlah masalah besar.
6. Pengaturan Beban
Pengaturan beban didefinisikan sebagai kemampuan rangkaian untuk mempertahankan tegangan keluaran yang ditentukan dalam berbagai kondisi beban. Regulasi beban dinyatakan sebagai:
Peraturan Beban = ∆Vout / ∆I out
7. Regulasi Garis
Regulasi jalur didefinisikan sebagai kemampuan rangkaian untuk mempertahankan tegangan keluaran yang ditentukan dengan tegangan masukan yang bervariasi. Regulasi garis dinyatakan sebagai:
Peraturan Beban = ∆V out / ∆V in
Jadi untuk memilih pengatur tegangan yang tepat untuk aplikasi apa pun, orang harus mempertimbangkan semua faktor di atas,