Régulateur de tension vs référence de tension

J'ai besoin d'une référence de tension bon marché, quelque peu précise (~ 0,5%) pour certains DAC. Au début, j'allais utiliser un régulateur de tension LDO (un TC1223 spécifiquement) pour cela, il semble correspondre à la facture en regardant la fiche technique. Ensuite, j'ai vu qu'il existe une catégorie distincte de circuits intégrés appelés références de tension plutôt que régulateurs de tension. Mais d'après ce que je peux dire, les références de tension avec la même précision initiale que le régulateur que j'ai mentionné ci-dessus, coûtent plus cher et nécessitent également une ou plusieurs résistances externes (au moins les types de référence de diode shunt).

Je me demandais donc quelle était la différence entre les régulateurs et les références, et si je pouvais ou non me contenter d'un régulateur pour mes besoins ou si je devais obtenir une référence, indépendamment du prix plus élevé pour des spécifications apparemment similaires. Merci.

Un régulateur de tension est conçu pour prendre une tension variable (disons, 2 à 5 V) et produire une tension constante (par exemple 3,3 V). Maintenant, les régulateurs de tension sont généralement utilisés pour alimenter un circuit, ce qui signifie qu'ils auront une sortie de courant de quelques centaines de mA ou plus, de manière générale. Afin de maintenir le coût, la taille, etc. bas, la tolérance de sortie sur les régulateurs de tension est (encore une fois, généralement) de quelques 10s ou 100s de mV.

Par exemple, le régulateur de tension RG71055 a une tension de sortie minimale de 5,2 V et un maximum de 5,8 V, avec une tension de sortie cible de 5,5 V et peut générer 30 mA. Cela représente une tolérance de tension d'environ 5%, en supposant que le nombre soit correctement calculé.

D'un autre côté, une référence de tension est conçue pour prendre une tension variable et fournir EXACTEMENT la tension de sortie nominale. Par exemple, le LT1790 peut fournir 5 V avec une tolérance de 0,1%, ce qui représente une amélioration de 50 fois par rapport au RG71055. Cependant, le LT1790 ne peut générer que 5 mA max, soit 6 fois moins que le RG71055. Une référence de tension est utilisée lorsque vous devez savoir que cette ligne est exactement une certaine tension (en d'autres termes, des tolérances vraiment serrées). Sur Digikey, vous pouvez obtenir une référence de tension avec une tolérance de 0,01%. Avec les régulateurs de tension, vous auriez la chance d'en obtenir un avec une tolérance de 1%.

Généralement (bien qu'il y ait des exceptions), les références ont de meilleures spécifications que les régulateurs. Inclus dans ces spécifications sont ...

stabilité de la température stabilité de
la tension d'entrée stabilité de
la charge de sortie

(la stabilité est une grande chose avec des références!)

bruit de sortie

... ainsi que la précision initiale. Bien que vous constatiez souvent que certaines références ont des grades différents, et une meilleure précision initiale est disponible dans les grades supérieurs, à un coût!

Bien sûr, ce qu'un régulateur fera, c'est de fournir un courant de sortie important. Les références varient d'un faible courant de sortie à pratiquement aucun. Vérifiez les spécifications de la quantité de courant à fournir, tout en conservant la précision spécifiée.

Un facteur supplémentaire (à vos autres réponses) - certains régulateurs ont un courant minimum en dessous duquel ils ne sont pas spécifiés pour fonctionner. Ceci est similaire et peut en fait être supérieur au courant maximum disponible à partir d'une référence. Ainsi, si vous avez besoin d'une tension de référence (c'est-à-dire que vous n'en tirez pratiquement aucun courant), vous avez besoin d'une référence de tension. (Pour un régulateur, j'ai basé cela sur LM317, qui est probablement proche du pire des cas étant à la fois un ancien design et réglable)

Les régulateurs de tension sont conçus pour alimenter des appareils à tension constante. Ils peuvent soit générer ou absorber des courants importants, mais leur tension de sortie n'est pas particulièrement exacte; il peut dériver considérablement lorsque la charge ou la température change, ou il peut même dépendre de résistances externes pour "programmer" le régulateur.

Un exemple de régulateur de tension est un LM7805, qui produira 5 V ± 250 mV (5%) et peut alimenter jusqu'à 2 A avec un dissipateur de chaleur approprié. Aucun coefficient de température n'est spécifié.

Les références de tension ont une sortie beaucoup plus précise et stable, mais ne peuvent pas générer ou absorber une quantité importante de courant. Ils sont généralement utilisés dans les circuits analogiques de précision, par exemple avec les ADC.

Un exemple de référence de tension est le TI REF02, qui produira 5 V ± 10 mV (0,2%), mais ne peut fournir qu'environ 10 mA. Il a un coefficient de température de 10 ppm / ° C. (Autrement dit, si sa température change de 1 ° C, sa sortie ne changera pas de plus de 10 ppm, soit 0,001%.)

Pour votre application, le TC1223 ne sera pas suffisant. Il est conçu comme un régulateur de tension et a une tension de sortie spécifiée dans une plage de ± 2,5%. (La spécification "V _R ± 0,5%" est un hareng rouge; c'est une valeur "typique" et n'est pas garantie!) Vous aurez besoin d'une référence de tension ici; si vous trouvez que les résistances externes sont un problème, utilisez une référence série au lieu d'une diode shunt.

Le concept général et le circuit sont les mêmes entre les références de tension. La différence réside dans la façon dont les détails sont mis en œuvre.

Il existe deux topologies, série ou shunt, et une référence LDO ou tension est établie dans les deux topologies . Est-ce important celui que vous utilisez, non. J'ai utilisé quelques références de tension pour un rail d'alimentation pour augmenter la stabilité de l'électronique analogique. J'ai également utilisé des LDO comme référence, lorsque je ne voulais pas ajouter de référence à la carte et que je n'avais pas besoin de précision / stabilité. Assurez-vous de faire attention à votre charge et à vos besoins.

Les différences sont que les références de tension sont conçues en tenant compte de ces caractéristiques afin de minimiser les erreurs de tension.

• Bruit de tension
• Stabilité à long terme
• Dérive de température
• Hystérésis thermique

Cela augmente généralement toujours le coût des références de tension par rapport à un LDO. Les références de tension ont des capacités d'approvisionnement en courant inférieures dans un compromis pour d'autres caractéristiques.

Vous devez décider de ce qui est le plus important pour vous, la précision ou le prix bas? Si vous avez besoin de précision, une référence doit être utilisée. Si un prix bas est requis, un régulateur de tension serait votre meilleur choix.