Il nostro viaggio all’interno dei circuiiti ci conduce all’alimentatore LDO. abbiamo visto e analizzato l’alimentatore Switching e i tre tipi fondamentali di convertitori (buck – boost – buck/boost), ma ciò che in molti non sanno, è che quando la tensione da pilotare in uscita è inferiore a quella disponibile in ingresso, la soluzione switching non è quasi mai preferibile.

Per questo motivo, si utilizza l’LDO, acronimo di “Low Drop Out” o “regolatore a bassa caduta di tensione“. Come dice il nome, questi componenti riescono a lavorare anche con cadute di pochissime decine di millivolt. Rispetto alle soluzioni switching, ci sono pro e contro:

• Buona efficienza (ma minore di una soluzione switching).
• Zero emissione elettromagnetica (circuiteria più semplice rispetto agli switching).
• Circuito più semplice (e quindi dimensioni ridotte).
• Basso consumo.

Analisi circuitale dell’LDO

Come detto poc’anzi, la circuiteria di un LDO è decisamente semplice, merito dell’assenza di elementi come l’induttore che aumentano sia la complessità che la grandezza globale del circuito.

 

 

Come possiamo vedere dalla figura 1, ci sono elementi che già conosciamo ed elementi che vanno un momento approfonditi. Anche qui, abbiamo il pilotaggio di un transistor per attuare la regolazione della tensione in uscita, ma seppur simili a livello di concetto, le differenze rispetto ad una soluzione switching sono sostanziali.

I due elementi da tenere d’occhio sono:

• Amplificatore Operazionale (Op-Amp) di forma triangolare.
• Tipologia del Transistor (FET a canale N o P).

 

 

Quello che si può vedere in Figura 2, altro non è che un circuito di controllo ad anello chiuso. Vi ricordate che negli switching c’era una circuiteria PWM per la regolazione? Ecco, al suo posto qui abbiamo un amplificatore operazionale chiamato anche “amplificatore di errore”.

Il circuito di controllo svolge tre funzioni fondamentali:

• Preleva parte della tensione d’uscita e la fa arrivare all’Op-Amp.
• L’Op Amp confronta la tensione prelevata Vf con la tensione di riferimento VZ (valore desiderato).
• L’amplificatore pilota opportunamente il Transistor per ottenere il livello di tensione richiesto in output.

Volendo approfondire l’analisi, possiamo notare che l’Op Amp viene utilizzato come “Comparatore” in configurazione “Invertente”: questo lo si capisce notando che la tensione di riferimento VZ è applicata all‘ingresso + dell’amplificatore, mentre la Vf che è variabile viene applicata all’ingresso – . In questo caso, quando l’ingresso – scende sotto la tensione di soglia, la tensione in uscita all’operazionale viene portata a livello alto.

Campi di utilizzo dell’LDO

 

L’alimentatore LDO è particolarmente indicato per progetti alimentati a batteria. Le sue ridotte dimensioni circuitali e il consumo nettamente più contenuto rispetto ad un Alimentatore Switching. Da non sottovalutare anche il costo inferiore, che li rende ideali per progetti didattici o per fini hobbystici.

Guardando la disponibilità di Avnet Silica, possiamo trovare come LDO il MAX38902B.

 

 

I MAX38902A / B / C / D sono regolatori lineari a basso rumore che forniscono fino a 500 mA di corrente di uscita con solo 10,5 μVRMS di rumore in uscita da 10 Hz a 100 kHz. Questi regolatori mantengono una precisione di output di ± 1% su un ampio intervallo di tensione di ingresso, richiedendo solo 100 mV di Input-to-Output Headroom (Margine di Uscita) a pieno carico. La corrente di alimentazione a vuoto di 365μA è indipendente dalla caduta di tensione.

Se vi siete persi le puntate precedenti, potete trovarle qui:

• Viaggio all’interno dei circuiti: il Convertitore Buck.
• Viaggio all’interno dei circuiti: il Convertitore Boost.
• Viaggio all’interno dei circuiti: il Convertitore Buck/Boost.