انواع رگولاتور | قسمت دوم آشنایی با رگولاتور ها

در قسمت قبل رگولاتور رو تعریف کردیم و اصطلاحات پرکاربرد اونم بررسی کردیم. الان می خوایم در مورد تقسیم بندی های رایج رگولاتورها با هم صحبت کنیم.

 

تقسیم بندی رگولاتور ها

یه تقسیم بندی رایج بر اساس نوع توپولوژی رگولاتور هاست که به چهار دسته تقسیم میشن:

دسته بندی میشه.
از اون جایی که رگولاتور ها یه ورودی و خروجی دارن می تونیم تقسیم بندیمون رو بر اساس متناوب یا مستقیم بودن این دو هم انجام بدیم که به این ترتیب ما

خواهیم داشت.
دو نوع دیگه ینی Ac/Ac و Dc/Ac رو هم داریم که کلا داستانشون فرق داره، برای همین جزو دسته بندی ها به حساب نمیاریم.
انواع دیگه تقسیم بندی مثل تعداد خروجی ها یا مثبت و منفی بودن خروجی هم هست که خیلی کاربردی نیست.
و در نهایت یه تقسیم بندی دیگه هم داریم که بر اساس سازوکار خود رگولاتوره و به دو دسته

تقسیم میشه.
تا اینجا ما تعریف واضحی از رگولاتور رو یاد گرفتیم،اصطلاحات پرکاربرد رگولاتور ها رو بیان کردیم و انواع تقسیم بندی های رگولاتور رو یاد گرفتیم. به عنوان حسن ختام میخوام در مورد رگولاتورهای سوئیچینگ و خطی یه مقدار بیشتر توضیح بدم.

رگولاتورهای خطی یه نوع رگولاتور هستن که سه تا پایه دارن و قطعات کنترلی اونا از نوع مقاومت هست. همون طور که می دونیم مقاومت تولید گرما میکنه و دمای قطعه مون بالا میره، برای همین برای آسیب ندیدن این نوع رگولاتور ها توصیه اکید میشه که هیت سینک گذاشته بشه (هیت سینک محاسبات پیچیده و تخصصی داره که خارج از بحثمونه)
با توجه به نکاتی که گفتم، پایه های رگولاتور خطی مثل lm7805 یکیش ورودی ولتاژه، یکیش خروجی ولتاژ و یکی هم زمین یا GND.

معایب رگولاتور های خطی

از اونجا که drop out این رگولاتور ها زیاده:

 

مزایای رگولاتور های خطی

اما با وجود این معایب حسن های مهمی هم دارن:

همون طور که در قسمت اصطلاحات گفتم اگه drop out ما کم باشه LDO و اگه زیاد باشه میشه استاندارد.

رگولاتور سوئیچینگ

قبل از اینکه این قسمت رو بگم، قدیما یه بازی ای بود به نام balance که توی اون ما باید مواظب یه گوی می بودیم که تو مسیر مستقیم خودش بره و اگه بالا یا پایین میرفت باید یه دکمه رو یه مدت زمانی نگه میداشتیم تا توی مسیر خودش بمونه، مدت زمانی که باید دکمه رو فشار می دادیم بسته به اون شرایط متفاوت بود.
توی رگولاتورهای سوئیچینگ هم همینطوره؛ فرض کنید قراره ولتاژ خروجی ما 5 ولت باشه. تا زمانی که ولتاژ ورودی ما حدود 5 ولته کلید خاموشه اما وقتی ولتاژ کمتر یا بیشتر از 5 ولت بشه قطعات کنترلی ما عمل کلید زنی رو انجام میدن تا ولتاژ ما همون حدود 5 ولت با یه ضریب خطایی بمونه. این عمل کلیدزنی با ماسفت ها و Bjt ها انجام میشه.

 

معایب رگولاتور های سوئیچینگ

اما از طرفی معایب مهمی هم دارن:

 

دسته بندی رگولاتور های سوئیچینگ

رگولاتور های سوئیچینگ هم مثل رگولاتور های خطی چندین مدل دسته بندی دارن اما مهم ترینشون
بر اساس میزان drop out شونه که به دوسته

تقسیم میشن
رگولاتور های active ساخت سخت تر و گرون تری دارن اما در عوضش drop out کمتری دارن و کاربرد اصلی شون برای باطری ها و وسایل حساسه.
توی رگولاتور های Nonsynchronous طراحی ساده تره اما drop out بیشتری دارن و توی دستگاه های صنعتی بدون باطری کاربردی تر هستن.
خب ما تا اینجا رگولاتور رو تعریف کردیم، مهم ترین اصطلاحات اونو بررسی کردیم، تقسیم بندی هاشونو گفتیم و نوع مهم و کابردی تقسیم بندی ینی رگولاتور های خطی و سوئیچینگ رو با هم بررسی کردیم.

 

 

قیمت

یادمه یه زمانی یه سری گوشی فروش ها قیمت خود گوشی رو از بقیه گوشی فروشی ها 100 تومن، 200 تومن پایین تر میدادن!!! اما به جاش یه سری هزینه الکی مثل نصب نرم افزار و آنتی ویروس می گرفتن و یه سری هزینه های منطقی دیگه مثل قاب رو گرون تر از بقیه می گرفتن. اینجوری چند برابر حالت عادی سود می کردن!!! برای همین باید مجموع قیمت گوشی و متعلقات یه مغازه رو با مغازه دیگه مقایسه می کردیم تا بتونیم بهترین خرید رو داشته باشیم.
همین قضیه در مورد رگولاتورها هم هست. اگه ما صرفا به قیمت خود رگولاتور نگاه کنیم ممکنه فریب ارزونی یه رگولاتور رو بخوریم و بعدا با محاسبه هزینه قطعات راه انداز و مورد نیازش و میزان PCB مورد نیاز بفهمیم که نه تنها سود نکردیم بلکه خیلی بدم ضرر کردیم!!!
جالبه بدونید این نکته رو خیلی از افراد با تجربه بازار الکترونیک رعایت نمی کنن!!!
برای همین باید ملاکتون از نظر قیمت برای انتخاب یه رگولاتور سه مورد باشه:

و اما فرض کنید برای یه طراحی بورد میخواید رگولاتور انتخاب کنید. برای پروژه شما دو تا رگولاتور مناسب وجود داره:
رگولاتور اول 1500 هست و رگولاتور دوم 2700. به نظرتون کدوم بهتره؟
اگه جواب شما رگولاتور اول هست حتما برید و بخش قیمت رو دوباره مطالعه کنید!
و اما جواب درست اینه که بپرسید هر کدوم از این رگولاتور ها برای راه اندازی به چه تعداد قطعه،با چه قیمتهایی نیاز دارن و حداقل PCB مورد نیاز برای طراحی چه قدره؟
ممکنه رگولاتور اول دو تا خازن تانتالیوم بخواد که هر کدوم 3000 تومنه اما رگولاتور دوم دو تا خازن عادی بخواد که هر کدم 100 تومنه ینی در مجموع رگولاتور اول میشه 7500 و رگولاتور دوم میشه 2900!!!
زیبا نیست؟!
یادمه یکی از تولیدکننده ها سر اینکه هزینه طراحی کمتر بده یه پروژه صنعتی رو داده بود به یه طراح دیگه. بعد از چند ماه دوباره بهم زنگ زد و بعد از کلی صغری کبری چیدن گفت که اون طراح محترم چه بلاهایی سر ایشون آورده!!!
یه نکته هم بگم که طراحی مدار خازن تانتال با خازن های عادی متفاوته. مثلا ترک بین خازن تانتال و رگولاتور باید بین 4 تا 12 میلی متر باشه.

 

در قسمت بعد، ادامه ملاک ها را بررسی خواهیم کرد.