Reguladores de voltaje -Reguladores lineales de baja caída (LDO)

Los reguladores lineales de tensión son circuitos integrados de gestión de energía que mantienen un voltaje de salida de corriente continua estable, a pesar de los cambios en el voltaje de entrada o la corriente de carga, dentro de sus límites de funcionamiento especificados. Utilizan un elemento de paso en serie controlado por un circuito de retroalimentación y están disponibles con salidas fijas o ajustables. Las aplicaciones típicas incluyen alimentación de lógica, amplificadores, sensores y circuitos de RF. Los reguladores lineales son especialmente útiles cuando la diferencia de voltaje de entrada-salida y la corriente de carga son modestas, o cuando la simplicidad y el bajo ruido de salida justifican la pérdida de potencia.

LDO significa regulador de caída baja, un tipo de regulador lineal diseñado para funcionar con una pequeña diferencia entre el voltaje de entrada y el de salida. El voltaje de desconexión es la diferencia mínima de voltaje de entrada-salida necesaria para mantener la regulación bajo condiciones específicas. Un LDO puede ser útil cuando el voltaje de alimentación se acerca al voltaje de salida requerida, como en sistemas alimentados por batería. Un regulador lineal convencional puede ser suficiente cuando hay más margen de sobrecarga de voltaje disponible. Una caída baja de voltaje, por sí sola, no garantiza un bajo nivel de ruido ni un alto grado de supresión de la ondulación de entrada.

La principal desventaja de un regulador lineal es la disipación de potencia. El regulador disipa aproximadamente (VIN − VOUT) × IOUT como calor, excluidas las pérdidas adicionales asociadas a su corriente de funcionamiento. Por ejemplo, reducir 12 V a 5 V a 100 mA disipa aproximadamente 0.7 W en el regulador. La corriente de salida nominal de un dispositivo no garantiza que haya corriente disponible en todas las diferencias de voltaje de entrada-salida: el paquete, la disposición de la placa de CI, la temperatura ambiente y la refrigeración pueden imponer un límite práctico inferior. Cuando estas pérdidas se vuelven excesivas, un regulador o convertidor conmutado puede proporcionar una eficiencia sustancialmente mejor.

Al seleccionar un regulador lineal o LDO, comprueba primero los rangos de voltaje de entrada y salida, la corriente de carga, el voltaje de salida y el rendimiento térmico. A continuación, tenga en cuenta la corriente de reposo para la duración de la batería, el coeficiente de rechazo de la fuente de alimentación (PSRR) para el rechazo de la ondulación de la fuente, el ruido de salida para los circuitos sensibles y la respuesta transitoria para las cargas que varían rápidamente. Evalúe la relación PSRR en las frecuencias de ondulación pertinentes y el margen de tensión. Siga los requisitos relativos a los condensadores que figuran en la ficha técnica para garantizar un funcionamiento estable y compruebe si el regulador requiere una corriente de carga mínima. Algunos diseños combinan un convertidor de conmutación con un regulador LDO, utilizando la etapa de conmutación para una conversión eficiente de la tensión y el regulador LDO para una regulación adicional o la reducción del ruido.

La guía de diseño del regulador de voltaje LM317 de DigiKey le acerca estos conceptos básicos al banco de trabajo mediante esquemas de circuitos, cálculos para la selección de resistencias y un ejemplo de voltaje de salida medida. En él se explica cómo la retroalimentación determina el voltaje de salida y se analizan los problemas prácticos que pueden surgir, entre ellos el sobrecalentamiento, una carga mínima insuficiente y los fallos del cursor del potenciómetro.