Jännitteensäätölaitteet

Jännitteensäätölaitteet ovat elektroniikkajärjestelmissä käytettäviä laitteita, jotka säätävät ja vakauttavat jännitettä haluttuun arvoon. Niiden tehtävänä on pitää ulostulojännite mahdollisimman tasaisena sekä syöttöjännitteen että kuorman vaihteluista huolimatta. Tällaiset laitteet ovat keskeisiä osia virtalähteissä, elektronisissa laitteissa ja teollisuusjärjestelmissä.

Jännitteensäätölaitteita voidaan pääasiassa jakaa lineaarisiin ja vaihtosuuntaisiin (switching) regulatorilaitteisiin. Lineaariset säädöt ovat yksinkertaisia ja tuottavat vähän kohinaa, mutta niiden hyötysuhde on heikompi, erityisesti suurilla jännite-eroilla, ja ne voivat lämmetä runsaasti. Ne soveltuvat usein pienikokoisiin, korkeaa vakautta vaativiin sovelluksiin kuten anturikylmäkudoksiin ja viive-arkkitehtuuriin.

Switching-regulaattorit ovat yleisimpiä nykylyhyissä virtalähteissä: ne käyttävät kytkintransistoriaa, induktoria, diodeja ja suodattimia sekä palautesilmukkaa, jotta ne voivat muuntaa jännitettä suurillakin hyötysuhteen parannuksilla. Ne voivat toteuttaa buck- (askel-alas), boost- (askel-kohotus) tai buck-boost- (yhdistetty) toimintoja sekä inverttoida jännitettä. Säädöt ovat usein tarkempia ja melko tehokkaita, mutta laite on monimutkaisempi ja voi aiheuttaa enemmän kohinaa ja elektromagneettista säteilyä.

Yksinkertaiset, passiiviset säädöt voivat perustua Zener-diodiin ja resistanssiin, mutta niitä käytetään nykyisin rajatusti pienillä virroilla. Johtavina komponentteina löydetään myös integroituja jännitteensäätimiä (esim. lineaariset LDO- ja kiinteät regulatorit) sekä ohjelmoitavia modulaarisia regulatorilaitteita.

Soveltuvuus ja valinta riippuvat halutusta ulostelijännitteestä, toleranssista, kuormituksesta, tehokkuudesta, tilan, lämmöntalteenotosta sekä kustannuksista.