Bộ điều chỉnh điện áp là một thiết bị đơn giản và hiệu quả về chi phí, có thể thay đổi điện áp đầu vào thành một mức khác ở đầu ra và có thể duy trì điện áp đầu ra không đổi ngay cả trong các điều kiện tải khác nhau. Hầu hết tất cả các thiết bị điện tử từ bộ sạc điện thoại di động đến máy điều hòa không khí cho đến thiết bị cơ điện phức tạp đều sử dụng bộ điều chỉnh điện áp để cung cấp các điện áp DC khác nhau cho các thành phần khác nhau trong thiết bị. Ngoài ra, tất cả các mạch cấp nguồn đều sử dụng chip điều chỉnh điện áp.
Ví dụ: trong điện thoại thông minh của bạn, bộ điều chỉnh điện áp được sử dụng để tăng hoặc giảm điện áp pin cho các thành phần (như đèn LED nền, Mic, Thẻ sim, v.v.) yêu cầu điện áp cao hơn hoặc thấp hơn pin. Chọn sai bộ điều chỉnh điện áp có thể dẫn đến độ tin cậy bị giảm, tiêu thụ điện năng cao hơn và thậm chí là các linh kiện bị chiên.
Vì vậy, trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về một số thông số quan trọng cần lưu ý trong khi lựa chọn một bộ điều chỉnh điện áp cho dự án của bạn.
Các yếu tố quan trọng để lựa chọn bộ điều chỉnh điện áp
1. Điện áp đầu vào và điện áp đầu ra
Bước đầu tiên để chọn một bộ điều chỉnh điện áp là biết về điện áp đầu vào và điện áp đầu ra mà bạn sẽ làm việc. Bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính cần điện áp đầu vào cao hơn điện áp đầu ra danh định. Nếu điện áp đầu vào nhỏ hơn điện áp đầu ra mong muốn thì sẽ dẫn đến tình trạng không đủ điện áp khiến bộ điều chỉnh bị rớt ra và cung cấp đầu ra không điều chỉnh.
Ví dụ: nếu bạn đang sử dụng bộ điều chỉnh điện áp 5V với điện áp thả 2V, thì điện áp đầu vào ít nhất phải bằng 7V đối với đầu ra được điều chỉnh. Điện áp đầu vào dưới 7V sẽ dẫn đến điện áp đầu ra không được kiểm soát.
Có nhiều loại bộ điều chỉnh điện áp khác nhau cho dải điện áp đầu vào và đầu ra khác nhau. Ví dụ: bạn sẽ cần một bộ điều chỉnh điện áp 5V cho Arduino Uno và một bộ điều chỉnh điện áp 3,3V cho ESP8266. Bạn thậm chí có thể sử dụng một bộ điều chỉnh điện áp thay đổi có thể được sử dụng cho một loạt các ứng dụng đầu ra.
2. Điện áp bỏ học
Điện áp rơi là hiệu giữa điện áp đầu vào và đầu ra của bộ điều chỉnh điện áp. Ví dụ: min. Điện áp đầu vào cho 7805 là 7V, và điện áp đầu ra là 5V, do đó, nó có điện áp thả 2V. Nếu điện áp đầu vào thấp hơn, điện áp đầu ra (5V) + điện áp giảm (2V) sẽ dẫn đến đầu ra không được kiểm soát có thể làm hỏng thiết bị của bạn. Vì vậy, trước khi chọn một bộ điều chỉnh điện áp, hãy kiểm tra điện áp thả.
Điện áp bỏ học thay đổi theo bộ điều chỉnh điện áp; Ví dụ, bạn có thể tìm thấy một loạt các bộ điều chỉnh 5V với điện áp rời khác nhau. Bộ điều chỉnh tuyến tính có thể cực kỳ hiệu quả khi chúng được vận hành với điện áp đầu vào rất thấp. Vì vậy, nếu bạn đang sử dụng pin làm nguồn điện thì bạn có thể sử dụng bộ điều chỉnh LDO để có hiệu quả tốt hơn.
3. Tản nhiệt
Bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính tiêu hao nhiều điện năng hơn bộ điều chỉnh điện áp chuyển mạch. Tản nhiệt quá mức có thể gây hao pin, quá nhiệt hoặc làm hỏng sản phẩm. Vì vậy, nếu bạn đang sử dụng bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính, trước tiên hãy tính toán công suất tiêu tán. Đối với bộ điều chỉnh tuyến tính, công suất tiêu tán có thể được tính bằng:
Nguồn = (Điện áp đầu vào - Điện áp đầu ra) x Dòng điện
Bạn có thể sử dụng bộ điều chỉnh điện áp chuyển mạch thay vì bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính để tránh vấn đề tiêu tán điện.
4. Hiệu quả
Hiệu suất là tỷ số giữa công suất đầu ra và công suất đầu vào tỷ lệ với tỷ số giữa điện áp đầu ra và điện áp đầu vào. Vì vậy, hiệu quả của bộ điều chỉnh điện áp bị giới hạn trực tiếp bởi điện áp rơi và dòng tĩnh vì điện áp bỏ càng cao thì hiệu suất càng thấp.
Để có hiệu suất cao hơn, phải giảm thiểu điện áp rơi ra và dòng điện tĩnh, và sự chênh lệch điện áp giữa đầu vào và đầu ra phải được giảm thiểu.
5. Độ chính xác điện áp
Độ chính xác tổng thể của bộ điều chỉnh điện áp phụ thuộc vào điều chỉnh dòng, điều chỉnh tải, độ lệch điện áp tham chiếu, độ lệch điện áp bộ khuếch đại lỗi và hệ số nhiệt độ. Bộ điều chỉnh tuyến tính điển hình thường có thông số kỹ thuật về điện áp đầu ra đảm bảo đầu ra được điều chỉnh sẽ nằm trong khoảng 5% danh nghĩa. Vì vậy, nếu bạn đang sử dụng bộ điều chỉnh điện áp để cấp nguồn cho các IC kỹ thuật số, thì dung sai 5% không phải là mối quan tâm lớn.
6. Quy định tải trọng
Điều chỉnh tải được định nghĩa là khả năng của mạch để duy trì điện áp đầu ra xác định trong các điều kiện tải khác nhau. Quy định tải trọng được thể hiện như sau:
Quy định tải = ∆Vout / ∆I out
7. Quy định dòng
Điều chỉnh dòng được định nghĩa là khả năng của mạch để duy trì điện áp đầu ra xác định với điện áp đầu vào thay đổi. Quy định dòng được thể hiện như:
Điều chỉnh tải = ∆V ra / ∆V trong
Vì vậy, để chọn một bộ điều chỉnh điện áp thích hợp cho bất kỳ ứng dụng nào, người ta nên cân nhắc tất cả các yếu tố trên,