Existem dois tipos de reguladores de tensão: lineares e de comutação.

Os reguladores lineares utilizam dispositivos activos (BJT ou MOSFET) de passagem de corrente (em série ou em paralelo) controlados por um amplificador diferencial de elevado ganho. Compara a tensão de saída com uma referência de tensão de precisão e ajusta o dispositivo de passagem para manter uma tensão de saída constante.

Um regulador de comutação converte uma tensão de entrada DC numa tensão de comutação que é aplicada a um interrutor MOSFET ou BJT de potência. A tensão de saída do interrutor de alimentação filtrada é realimentada para um circuito que controla quando o interrutor de alimentação é ligado e desligado, de modo a que a tensão de saída permaneça constante independentemente das alterações na sua tensão de entrada ou corrente de carga.

2 Quais são as topologias dos reguladores de comutação?

Existem três topologias comuns: buck, boost e buck/boost. Outras topologias incluem as topologias flyback, SEPIC, Cuk, push-pull, forward, full-bridge e half-bridge.

3 Como é que a frequência de comutação afecta o design do regulador?

Frequências de comutação mais elevadas significam que os reguladores podem utilizar indutores e condensadores mais pequenos. Isso também significa maiores perdas de comutação e maior ruído no circuito.

4 Quais são as perdas dos reguladores de comutação?

A potência necessária para ligar e desligar o MOSFET causa perdas e está associada ao controlador da porta do MOSFET. Do mesmo modo, a passagem de um estado condutor para um estado não condutor demora um certo tempo e, por conseguinte, gera dissipação de potência do MOSFET. Além disso, a energia necessária para carregar e descarregar a capacitância da porta do MOSFET entre a tensão de limiar e a tensão da porta também causa perdas.

5 Quais são as aplicações comuns dos reguladores lineares e de comutação?

Para uma dada tensão de entrada e saída, a dissipação de energia de um regulador linear é proporcional à corrente de saída, pelo que a eficiência típica pode ser de 50% ou menos. Ao otimizar o dispositivo, os reguladores de comutação podem atingir 90% de eficiência. No entanto, o ruído de saída de um regulador linear é muito inferior ao de um regulador de comutação para os mesmos requisitos de tensão e corrente de saída. Normalmente, os reguladores de comutação podem conduzir cargas de corrente mais elevadas do que os reguladores lineares.

6 Como é que um regulador de comutação controla a sua saída?

Um regulador de comutação precisa de alterar a sua tensão de saída de alguma forma em resposta às alterações de tensão de entrada e saída. Uma abordagem é usar PWM para controlar a entrada do interrutor de potência associado, controlando assim o seu tempo de comutação (ciclo de trabalho). Durante o funcionamento, a tensão de saída filtrada do regulador é realimentada para o controlador PWM para controlar o ciclo de funcionamento. Se a saída filtrada se alterar, a realimentação aplicada ao controlador PWM altera o ciclo de funcionamento para manter uma tensão de saída constante.

7 Que especificações de projeto são importantes para um CI regulador?

Os parâmetros básicos incluem a tensão de entrada, a tensão de saída e a corrente de saída. Dependendo da aplicação, outros parâmetros também podem ser importantes, como a tensão de ondulação de saída, a resposta transitória da carga, o ruído de saída e a eficiência. Os parâmetros importantes dos reguladores lineares incluem o dropout, PSRR

(rácio de rejeição da fonte de alimentação) e ruído de saída.