Fatti interessanti sui regolatori di tensione

• Cos'è un regolatore di tensione?

• Quali sono i tipi e i nodelli di regolatori di tensione?

• Criteri di acquisto per regolatore di tensione - cosa è importante?

• La nostra pratica: raffreddamento adatto

• FAQ - domande frequenti sui regolatori di tensione

• Conclusione: Come acquistare il regolatore di tensione adatto

 

Cos'è un regolatore di tensione?

I regolatori di tensione sono componenti elettronici che convertono tensioni di ingresso variabili, troppo alte o troppo basse in una tensione di uscita costante e stabilizzata. Spesso svolgono altre attività, come ad esempio la limitazione della corrente e la protezione contro i cortocircuiti. Anche la conversione da tensione alternata a tensione continua è possibile con regolatori di tensione adeguatamente progettati. I regolatori di tensione possono essere costruiti in tecnica di commutazione lineare o come regolatori di commutazione elettronici. 

I regolatori di tensione sono necessari in quasi tutti i circuiti elettronici. Si trova in diverse classi di potenza e in diverse versioni tecniche, per questo motivo in quasi tutti i dispositivi elettronici, come nel settore automotive, nelle applicazioni di telecomunicazione, nei controlli industriali e in molti altri settori.

 

Quali sono i tipi e i nodelli di regolatori di tensione?

Probabilmente tutti gli elettrotecnici e gli appassionati di hobbistica sono noti per i classici assoluti dei regolatori di tensione lineari, le serie 78xx e 79xx. Si tratta di regolatori di tensione con tensione d'uscita fissa, disponibili in diverse varianti di alloggiamento, potenze e come regolatori positivi o negativi. La tensione di uscita è sempre inferiore alla tensione di ingresso.

Regolatore di tensione regolabile

Tecnicamente simili sono i regolatori di tensione regolabili, anch'essi lineari. A differenza dei regolatori di tensione fissa, offrono la possibilità di impostare la tensione di uscita nei limiti predefiniti.
I convertitori di tensione eseguiti come regolatore di commutazione comprendono un circuito elettronico che esegue una regolazione della tensione con frequenza relativamente alta, solitamente nella gamma di MHz più bassa, e con l'ausilio di una bobina di memoria integrata.

Alimentatori circuito stampato CA/CC

Gli alimentatori da PCB AC/DC vengono utilizzati come regolatori compatti quando è necessaria una tensione continua, ma come tensione di alimentazione è disponibile solo la tensione alternata dalla rete. Rispetto ai trasformatori relativamente grandi e pesanti, sono più piccoli e più leggeri e sono già dotati di una regolazione della tensione, in modo che all'uscita sia disponibile una tensione costante. Un altro circuito esterno che funge da regolatore non è più necessario.

Regolatore di tensione e commutazione

Questi regolatori di tensione e commutazione funzionano in modo più efficiente rispetto ai regolatori di tensione lineari e producono quindi meno perdite elettriche e calore di scarto con la stessa corrente di uscita.

Convertitori DC/DC

I convertitori DC/DC con regolatori di tensione integrati funzionano anche con regolatori di commutazione e integrano nel loro alloggiamento altri componenti. A seconda della versione, generano una tensione minore da una tensione di ingresso più elevata o una tensione di alimentazione troppo bassa all'ingresso nella tensione più elevata desiderata. I convertitori DC/DC più comuni sono disponibili con potenze fino a poche centinaia di watt e funzionano con elevati livelli di efficienza.

Riferimenti di tensione

Se si richiede una costante di tensione particolarmente elevata con correnti piuttosto basse, si utilizza il cosiddetto riferimento di tensione. Questi regolatori di tensione sono disponibili sia con tensioni di uscita fisse che regolabili. Spesso questi regolatori vengono utilizzati per generare una tensione di riferimento precisa, a cui si orientano regolatori più potenti, o per valutare differenze relative a un'altra tensione.

Alcuni regolatori di tensione possono anche essere utilizzati come fonte di corrente costante o, in alternativa, mediante un piccolo circuito esterno. In questo modo è possibile anche una limitazione di corrente.

 

Criteri di acquisto per regolatore di tensione - cosa è importante?

Oltre alla domanda su quale tipo di tensione (tensione alternata o continua) è disponibile per il regolatore da selezionare, sia la tensione di uscita che la corrente di uscita del regolatore di tensione devono adattarsi al circuito da alimentare. È inoltre necessario verificare se deve essere fornita una tensione fissa o se deve essere regolabile.

Se è disponibile la tensione di rete, l'utilizzo di un alimentatore da PCB AC/DC è la soluzione più semplice e sicura. Questi regolatori di tensione offrono spesso un ingresso ad ampio campo, ad esempio da 100 a 240 volt, che consente l'utilizzo in paesi con tensione di rete diversa.

I regolatori di tensione lineari sono economici e forniscono all'uscita una tensione "pulita", che è in gran parte priva di segnali di disturbo. Tuttavia, grazie alla loro regolazione lineare generano perdite notevolmente più elevate rispetto ai regolatori di tensione switching e producono quindi anche più calore dissipato. Maggiore è il rapporto di tensione tra ingresso e uscita, maggiore è il peso di questo aspetto e più utile è l'utilizzo di un regolatore switching elettronico.

I riferimenti di tensione vengono selezionati ogni volta che si tratta di un'elevata costante di tensione o che è necessario un riferimento preciso per altri regolatori o che si devono rilevare deviazioni di tensione.    

Con i convertitori DC/DC è possibile coprire anche i requisiti di potenza più grandi. Inoltre, sono disponibili come convertitori step-up (step-up-converter) che convertono una bassa tensione in una maggiore.

 

La nostra buona pratica: raffreddamento adatto

I tipi che si trovano in un alloggiamento per il montaggio su circuito stampato o in un alloggiamento chiuso con fili di collegamento o morsetti a vite e che non hanno una piastra di base metallica non richiedono in genere un raffreddamento aggiuntivo. In questo caso è sufficiente una convezione dell'aria sufficiente quando viene utilizzata in un alloggiamento chiuso.

La situazione è completamente diversa per i regolatori che hanno un'aletta di raffreddamento metallica per il montaggio di un dissipatore di calore o per il fissaggio alla parete di una custodia ben conduttiva. Avete bisogno di un raffreddamento sufficiente, altrimenti possono essere distrutti dal surriscaldamento. La scheda tecnica contiene le informazioni corrispondenti.

 

FAQ - domande frequenti sui regolatori di tensione

Il regolatore lineare fornisce una tensione troppo bassa, a cosa può essere?

Questi componenti richiedono una differenza di tensione minima di circa 1,5 - 3 volt tra l'ingresso e l'uscita per funzionare correttamente. Se questa tensione non è disponibile, si consiglia di utilizzare un regolatore low-drop.

Perché alcuni regolatori richiedono un condensatore all'ingresso e all'uscita?

A seconda del tipo di circuito interno, queste capacità servono per la soppressione di oscillazioni indesiderate o per l'attenuazione (raddrizzamento) della corrente di uscita.

 

Conclusione: Come acquistare il regolatore di tensione adatto

Per i regolatori di tensione, prestare attenzione a eventuali marchi di Test necessari, che possono essere obbligatori in particolare in caso di tensioni più elevate e, naturalmente, in caso di collegamento alla tensione di rete. Se una bassa dissipazione di potenza è un criterio, si possono utilizzare i cosiddetti regolatori Low-Drop. Si presentano con minori differenze di tensione tra ingresso e uscita. Gli elevati livelli di efficienza offrono regolatori temporizzati e convertitori DC/DC, anche con grandi differenze di tensione. Per i regolatori lineari sono disponibili versioni per tensioni di uscita positive e negative, vale a dire regolatori positivi e regolatori negativi, che non devono essere confusi.