DC-DC 컨버터로, 전압을 안정시키는 장치를 전압 레귤레이터 라고 함
전압 레귤레이터에는 변환 방식에 따라 리니어 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터 2가지 타입 존재
입력과 출력의 관계가 선형 동작 -> 리니어 레귤레이터
입력과 출력 사이에 제어 소자가 직렬로 배치되어 있을 경우 -> 시리즈 레귤레이터 라고도 함
제어 소자를 통해 강압하므로, 입력과 출력의 전압차 (강압 정도)가 크면 손실이 커져 효율도 나빠짐. 따라서, 소전력용 전원에 적합함
-> 장점 : 심플한 회로, 적은 외장 부품, 노이즈가 적음
단점 : 나쁜 효율, 큰 발열, 강압컨버터만 대응
[리니어 레귤레이터 동작 원리]
구성 : V(IN)_입력 , V(O)_출력, GND_접지 = 3 단자로 구성
출력 가변의 경우에는 출력 전압 귀환을 위한 FB (피드백 단자)가 추가됨
=> 즉, 전압고정타입은 전압가변타입의 외장 저항을 내장한 것
[정류 방식]
[리니어 레귤레이터 분류]
<기능별 분류>
리니어 레귤레이터 기능에 따라 분류, 정전압용과 부전압용으로 분류할 수 있음
사용 회로에 따라서 플러스 전원뿐만 아니라, 마이너스 전원이 필요한 경우도 있음
플러스 측만 사용하는 전원의 경우, 그라운드 전위 이하의 전압을 취급할 수 없음
트랜지스터의 출력단자 전압을 마이너스 레벨까지 낮출 순 XX
마이너스 출력라인에 제어 트랜지스터를 배치함으로써 부전압 발생
다음으로, 전압고정타입과 전압가변타입으로 분류할 수 있음
고정 타입은 입력, 출력, GND의 3단자로 구성되어있으며, 출력전압 설정용 저항이 내장되어 있음
가변 타입은 GND 기준 타입의 경우, 피드백 단자가 추가되어 4단자가 됨
가변 타입에는 GND PIN이 없는 플로팅 동작타입도 있으며 이러한 경우에는 3단자가 추가됨
전압고정타입과 전압가변타입의 다음 단계는 표준 타입과 LDO로 분류됨
LDO는 Low Dropout의 약자로, 입출력 전위차를 낮춘 것임
표준 타입의 입출력 전위차가 최저 2V 정도인데 비해, LDO는 1V 이하로 억제됨
[LDO란?]
LDO는 Low Dropout의 약자로, 낮은 입출력 전위차에서도 동작하는 리니어 레귤레이터
저손실 타입 리니어 레귤레이터 및 저포화 타입 리니어 레귤레이터라고도 부름
LDO의 입출력 전위차에 관한 수치적 정의는 없지만, 일반적으로 레귤레이터가 안정적으로 동작하는 최저한의 전위차가 1V 이하고 억제된 것을 뜻함
표준 타입의 레귤레이터와 동일한 전압을 출력하는 경우에도, 입력 전압을 낮게 설정할 수 있음
낮은 전위차에서 동작함으로써 에너지 손실이 적어 발열등을 억제하는 설계가 가능
리니어 레귤레이터의 내부에는 V(IN) 에서 V(O) 사이에 트랜지스터가 배치되어 있으며, 이 트랜지스터가 안정적으로 동작하기 위해 필요한 입출력 최저 전위차를 Dropout 전압이라고 함
입출력 전위차가 Dropout 전압 이하인 경우, 트랜지스터는 안정적인 동작을 유지할 수 XXXX ->출력 전압 저하
이와 같이, LDO를 포함하는 리니어 레귤레이터는 동작을 위해 필요한 최저한의 입력 전압치가 설정되어있으며, 이 경우 V(O) + Dropout 전압 이 레귤레이터의 최저 동작 전압치가 됨
입력 전압치 V(IN)가 최저 동작전압 이하인 경우에는 출력 전압의 동작이 불안정해짐
출처 : https://www.rohm.co.kr/electronics-basics/dc-dc-converters/dcdc_what6
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