Spændingsregulatorer

Spændingsregulatorer er elektroniske enheder, der opretholder en stabil udgangsspænding uanset varierende indgangsspænding eller belastning. De bruges i næsten alle elektroniske systemer for at sikre, at kredsløb får en præcis spænding og forhindrer skader eller funktionsfejl forårsaget af spændingssvingninger.

Der findes to hovedkategorier: lineære regulatorer og switch-mode regulatorer (SMR). Lineære regulatorer, herunder lavdropout-regulatorer (LDO’er), afleder overskydende spænding som varme og er kendt for lav støj og enkelhed, men har lav effektivitet ved store spændingsforskelle mellem indgang og udgang. Switch-mode regulatorer omsætter energi gennem skiftende forbindelser og passive komponenter som induktor og dioder, hvilket giver høj effektivitet og mindre varme ved større spændingsforskelle, men er mere komplekse og kan introducere støj og EMI.

Hovedkomponenterne i en regulator inkluderer en reference, en fejlforstærker og en passende element (transistor) i lineære løsninger; i SMR’er indgår også en controller, induktor og unidirektionelle eller bidirektionelle konvertere. Regulering sker gennem feedback, der justerer udgangen for at holde den fast, ofte med mulighed for justerbare eller faste spændinger.

Vigtige parametre omfatter udgangsspænding, lineær og belastningsregulation, effektivitet, støj og ripple, opstartstid og temperaturstabilitet. Anvendelser spænder fra computere og telekommunikation til batteridrevne apparater og bilindustrien. Designovervejelser inkluderer beskyttelser mod kortslutning og overophedning, soft-start, fjernsensorering og korrekt kredsløbslayout for at minimere støj og EMI.