Was ist ein Low-Dropout-Regler?
Ein Low-Dropout-Regler ist ein spezieller Spannungsregler, der einen konstanten Ausgang auf einem Eingangsspannungspegel hält, der nur geringfügig über der Ausgangsspannung liegt. Standard-Spannungsregler erfordern eine Eingangsspannung, die um mehr als ungefähr 5 Volt (V) höher ist als die Ausgangsspannung. Der Low-Dropout-Regler ist in der Lage, eine enge Spannungsregelung aufrechtzuerhalten, selbst wenn der Eingang nur um 1 V oder weniger höher ist. Im Allgemeinen werden Spannungsregler benötigt, da fast alle elektronischen Schaltungen eine konstante Gleichspannung benötigen. Der lineare Spannungsregler verwendet eine Serienpassvorrichtung, einen Bipolartransistor (BJT) oder einen Feldeffekttransistor (FET), der die Lastspannung regelt.
Der Spannungsregler kommt einer idealen Spannungsquelle am nächsten. Per Definition hat die ideale Spannungsquelle keinen Innenwiderstand, aber reale Spannungsquellen haben einen erheblichen Innenwiderstand. Wenn ein 15-V-Netzteil ohne Last einen Innenwiderstand von 1 Ohm hat, sieht es wie ein ideales Netzteil aus. Bei einem Laststrom von 1 Ampere (A) beträgt der Ausgang 14 V, bei 2 A 13 V und so weiter. Ein Low-Dropout-Regler kann an das erwähnte Netzteil angeschlossen werden und liefert einen konstanten Ausgang von 9 V bei einem Laststrom von 0 bis ca. 5,8 A.
Der Ruhestrom, der zur Aufrechterhaltung der Referenz- und Vergleichsschaltung zur Aufrechterhaltung der geregelten Spannung benötigt wird, kann im Leerlaufzustand gemessen werden. Ein niedrigerer Ruhestrom bedeutet einen effizienteren Regler Ruhestrom, da die Referenzschaltung einen relativ höheren Standby-Strom benötigt, um die Regelung bei höheren Lastströmen aufrechtzuerhalten. Sie hat eine Referenzschaltung, die möglicherweise keine Eingangsspannung zulässt, die zu nahe an der geregelten Ausgangsspannung liegt. Nicht-Low-Dropout-Regler sind vereinfachte Regler Diese haben normalerweise höhere Ruheströme, aber niedrigere Wirkungsgrade.
Der Low-Dropout-Regler verwendet normalerweise den Open Collector für die BJT- oder die Open Drain-Konfiguration für eine FET-Version. In einem offenen Kollektorkreis erscheint der geregelte Ausgang am Kollektor eines BJT. Diese Ausgangsspannung wird von einem Widerstandsteiler abgetastet, wobei die verkleinerte Spannung mit einer Referenz verglichen wird, die ebenfalls um denselben Faktor wie die Ausgangsspannung verkleinert wurde. Mit der sehr hohen Verstärkung der Operationsverstärker werden die verkleinerten Samples extrem schnell verglichen und verfolgt. Das Ergebnis ist eine hochgenaue Ausgangsspannung mit hoher Kurzzeit- und Langzeitstabilität.