Quando eu usaria um regulador de tensão vs divisor de tensão?

Quando você usaria um regulador de tensão versus um divisor de tensão do resistor? Existe algum uso para o qual um divisor de resistor seja particularmente ruim?

Esses dois tipos de circuitos têm aplicações muito diferentes.

Um divisor de resistor é geralmente usado para dimensionar uma tensão para que possa ser detectada / detectada / analisada mais facilmente.

Por exemplo, suponha que você queira monitorar a voltagem da bateria. A tensão pode chegar a 15V. Você está usando o conversor analógico-digital de um microcontrolador ("ADC"), que está usando 3.3V como referência. Nesse caso, você pode optar por dividir a tensão por 5, o que resultará em até 3,0V na entrada do ADC.

Existem algumas desvantagens. Uma é que sempre há corrente fluindo através dos resistores. Isso é importante em circuitos com restrição de energia (alimentados por bateria). O segundo problema é que o divisor não pode obter nenhuma corrente significativa. Se você começar a consumir corrente, ele altera a taxa do divisor e as coisas não saem conforme o planejado :) Portanto, é realmente usado apenas para conduzir conexões de alta impedância.

Um regulador de tensão, por outro lado, é projetado para fornecer uma tensão fixa, independentemente de sua entrada. É isso que você deseja usar para fornecer energia a outros circuitos.

No que diz respeito à criação de vários trilhos de tensão: neste exemplo, vamos supor que você esteja usando reguladores de comutação que são 80% eficientes. Diga que você tem 9V e deseja produzir 5V e 3.3V. Se você usar os reguladores em paralelo, conectando cada um até 9V, os dois trilhos serão 80% eficientes. Se, no entanto, você criar 5V e usá-lo para criar 3,3V, sua eficiência de 3,3V será (0,8 * 0,8) = apenas 64% de eficiência. A topologia é importante!

Os reguladores lineares, por outro lado, são avaliados de maneira diferente. Eles simplesmente diminuem a tensão de saída, para qualquer corrente. A diferença de potência é desperdiçada como calor. Se você tem 10V de entrada e 5V de saída, eles são 50% eficientes.

Eles têm seus benefícios, no entanto! Eles são menores, mais baratos e menos complicados. Eles são eletricamente silenciosos e criam uma tensão de saída suave. E, se não houver muita diferença entre as tensões de entrada e saída, a eficiência poderá superar uma fonte de comutação.

Existem CIs que fornecem vários reguladores. Linear Tech, Maxim Integrated, Texas Instruments, todos têm uma boa seleção. O LTC3553, por exemplo, fornece uma combinação de um carregador de bateria de lítio, um regulador de comutação e um regulador linear. Eles têm sabores com ou sem o carregador, alguns com dois comutadores e não lineares, alguns com vários lineares ...

Um dos meus produtos atuais usa uma bateria de 3,7V e precisa de 3,3V e 2,5V. Foi mais eficiente para mim um linear para o 3.3V e um comutador para o 2.5V (alimentado pela bateria, não pelo trilho de 3.3V). Eu usei o LTC3553.

Você desejará gastar algum tempo nas ferramentas de seleção de produtos de seus respectivos sites.

Boa sorte!

Como um divisor de tensão não regula , não se deseja usar um divisor de tensão quando se deseja uma tensão regulada .

Um regulador de tensão , dentro de seus limites, manterá a tensão de saída em um valor fixo, mesmo que a tensão de entrada e a corrente de carga variem.

Um divisor de tensão não fará isso. Considere a equação do divisor de tensão:

$v_{IN}$$i_{OUT}$

No entanto, existem muitas aplicações para divisores de tensão, por exemplo, atenuação , mas a regulação de tensão não é uma delas.

Um divisor de tensão é particularmente ruim ao fornecer uma tensão fixa para uma carga variável ou de baixa impedância. Cargas variáveis ​​são bastante comuns e incluem a maioria dos circuitos digitais do planeta.

Cargas fixas e de alta impedância podem ter um divisor de tensão na frente delas. Este é o caso ao usar um ADC para medir ou um comparador para cercar uma tensão muito maior, ou no sentido de entrada de um regulador de tensão.

Normalmente, os divisores de tensão não são usados ​​para gerar tensões de alimentação, porque não fornecem regulamentação. Muitas cargas alteram sua tensão de saída de qualquer maneira, por exemplo, uma carga resistiva ao terra é essencialmente paralela ao R2.

Os divisores de tensão geralmente são usados ​​para fornecer tensão a uma entrada de alta impedância. Nesse caso, você pode pensar em impedância como sendo basicamente o mesmo que resistência. Ter um resistor de 10M em paralelo com o R2 não afetará muito, desde que o próprio R2 tenha ordens de magnitude inferiores, como digamos 10k. Obviamente, o uso de resistores de baixo valor para o divisor também aumenta o fluxo de corrente através dele, causando problemas para os dispositivos alimentados por bateria.

Um exemplo comum de um divisor de tensão em uma entrada de alta impedância é dividir uma alta tensão em uma faixa que um ADC possa medir. Digamos que o seu ADC tenha uma referência de 1V e você deseja medir uma bateria de 3,6V com ele. Você pode usar um divisor 4: 1 para reduzi-lo para que seja menor que 1V e mensurável pelo ADC.

Outro exemplo comum é fornecer uma tensão de referência secundária. Digamos que você tenha uma fonte de 3,6V e precise de uma referência de 1,8V (metade da tensão de alimentação, por exemplo, para polarizar um sinal CA com um desvio CC). Em vez de se preocupar com um IC de referência de tensão caro, você pode simplesmente usar um divisor de tensão para reduzir pela metade a tensão de alimentação e alimentá-la com um buffer de amplificador operacional. O amplificador operacional possui uma entrada de alta impedância e a saída pode ser usada para polarização.

Um regulador pode fornecer uma certa quantidade de corrente em uma carga, com a tensão controlada da melhor maneira possível, sendo adequado para tensões de alimentação e similares.