Regulador de tensão vs. referência de tensão

Preciso de uma referência de tensão barata e um pouco precisa (~ 0,5%) para alguns DACs. No começo, eu usava um regulador de tensão LDO (especificamente um TC1223) para isso, parece atender à conta da folha de dados. Então vi que há uma categoria separada de CIs, chamadas de referências de tensão, em vez de reguladores de tensão. Mas, pelo que sei, as referências de tensão com a mesma precisão inicial do regulador que mencionei acima, custam mais e também exigem um ou mais resistores externos (pelo menos os tipos de referência de diodo shunt).

Então, eu queria saber qual é a diferença entre reguladores e referências, e se posso ou não fazer uso de um regulador para minhas necessidades ou se devo obter uma referência, independentemente do preço mais alto para especificações aparentemente semelhantes. Obrigado.

Um regulador de tensão é projetado para receber uma tensão variável (por exemplo, 2-5v) e emitir uma tensão constante (por exemplo, 3,3v). Agora, os reguladores de tensão são normalmente usados ​​para alimentar um circuito, o que significa que eles terão uma saída de corrente de algumas centenas de mA ou mais, de um modo geral. Para manter o custo, tamanho, etc. baixos, a tolerância de saída nos reguladores de tensão é (novamente, geralmente) alguns 10s ou 100s de mV.

Por exemplo, o regulador de tensão RG71055 possui uma tensão de saída mínima de 5,2v e máxima de 5,8v, com uma voltagem de saída de 5,5v e pode fornecer 30mA. É uma tolerância de tensão de 5%, assumindo que o número seja triturado corretamente.

Por outro lado, uma referência de tensão é projetada para receber uma tensão variável e fornecer EXATAMENTE a tensão de saída nominal. Por exemplo, o LT1790 pode fornecer 5v com uma tolerância de 0,1%, o que é uma melhoria de 50x em relação ao RG71055. No entanto, o LT1790 pode originar apenas 5mA máximo, 6x menos que o RG71055. Uma referência de voltagem é usada quando você precisa saber que esta linha é exatamente uma certa voltagem (em outras palavras, tolerâncias realmente rigorosas). No Digikey, você pode obter uma referência de tensão com tolerância de 0,01%. Com reguladores de tensão, você teria sorte em obter um com uma tolerância de 1%.

Geralmente (embora haja exceções) as referências têm melhores especificações do que os reguladores. Incluídos nessas especificações estão ...

estabilidade de temperatura estabilidade de
tensão de entrada estabilidade de
carga de saída

(estabilidade é uma grande coisa com referências!)

ruído de saída

... bem como precisão inicial. Embora você ache muitas vezes que algumas referências têm várias notas, e uma melhor precisão inicial está disponível nas notas mais altas, a um custo!

Obviamente, o que um regulador fará é fornecer uma grande corrente de saída. As referências variam de baixa corrente de saída a essencialmente nenhuma. Verifique as especificações da quantidade de corrente que ele fornece para entregar, mantendo a precisão especificada.

Um fator adicional (para suas outras respostas) - alguns reguladores têm uma corrente mínima abaixo da qual eles não precisam executar. Isso é semelhante e pode, de fato, ser maior que a corrente máxima disponível em uma referência. Portanto, se você precisar de uma tensão para referência (ou seja, você está consumindo uma corrente quase nula), precisará de uma referência de tensão. (Para um regulador, baseei isso no LM317, que provavelmente é o pior dos casos, sendo um projeto antigo e ajustável)

Os reguladores de tensão são projetados para alimentar dispositivos com tensão constante. Eles podem fornecer ou afundar correntes significativas, mas sua tensão de saída não é particularmente exata; pode variar significativamente à medida que a carga ou a temperatura mudam, ou pode até depender de resistores externos para "programar" o regulador.

Um exemplo de um regulador de tensão é o LM7805, que produz uma saída de 5V ± 250 mV (5%) e pode fornecer até 2A com um dissipador de calor apropriado. Nenhum coeficiente de temperatura é especificado.

As referências de tensão têm uma saída muito mais precisa e estável, mas não podem fornecer nem absorver nenhuma quantidade significativa de corrente. Eles são normalmente usados ​​em circuitos analógicos de precisão, por exemplo, com ADCs.

Um exemplo de referência de tensão é o TI REF02, que produzirá 5V ± 10 mV (0,2%), mas pode fornecer apenas cerca de 10 mA. Possui um coeficiente de temperatura de 10 ppm / ° C. (Ou seja, se a temperatura mudar em 1 ° C, a saída não será alterada em mais de 10 ppm, ou 0,001%.)

Para sua aplicação, o TC1223 não será suficiente. Ele é projetado como um regulador de tensão e possui uma tensão de saída especificada dentro de uma faixa de ± 2,5%. (A especificação "V _R ± 0,5%" é um arenque vermelho; esse é um valor "típico" e não é garantido!) Você precisará de uma referência de tensão aqui; se você achar que os resistores externos são incômodos, use uma referência em série em vez de um diodo shunt.

O conceito geral e o circuito são os mesmos entre as referências de tensão. A diferença é como os detalhes são implementados.

Existem duas topologias, série ou derivação, e uma referência de tensão ou LDO é feita nas duas topologias . Importa qual você usa, não. Usei algumas referências de tensão para um trilho de potência para aumentar a estabilidade da eletrônica analógica. Também usei LDOs para referência, quando não queria adicionar uma referência ao quadro e não precisava de precisão \ estabilidade. Certifique-se de prestar atenção à sua carga e quais são seus requisitos.

As diferenças são que as referências de tensão são projetadas com essas características em mente, para minimizar o erro de tensão.

• Ruído de tensão
• Estabilidade de longa duração
• Desvio de temperatura
• Histerese Térmica

Isso geralmente sempre aumenta o custo das referências de tensão em relação a um LDO. As referências de voltagem têm menor capacidade de fornecimento de corrente em um tradeoff para outras características.

Você tem que decidir o que é mais importante para você, precisão ou preço baixo? Se você precisar de precisão, uma referência deve ser usada. Se um preço baixo for necessário, um regulador de voltagem seria sua melhor aposta.