คู่มือเลือกซื้อตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบลิเนียร์

คู่มือเลือกเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้น คือเอกสารอ้างอิงสำหรับการตัดสินใจที่วิศวกรและผู้ซื้อใช้เมื่อแผงวงจรต้องการรางแรงดันไฟฟ้าที่สะอาดและเรียบง่าย และตัวเลือกอยู่ระหว่างตระกูลเร็กกูเลเตอร์ต่างๆ เร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้น คือไอซีที่สร้างแรงดันเอาต์พุตคงที่หรือปรับได้ โดยกระจายผลต่างระหว่างอินพุตและเอาต์พุตออกเป็นความร้อน ความเรียบง่าย ความเบาบางของสัญญาณรบกวนต่ำ และต้นทุนต่ำ ทำให้เป็นค่าเริ่มต้นสำหรับส่วนแบ่งขนาดใหญ่ของรางพลังงานบนทุกแผงวงจร การตัดสินใจเลือกนั้นแทบไม่เคยเกี่ยวกับเร็กกูเลเตอร์เชิงเส้นเพียงอย่างเดียว เพราะนักออกแบบยังพิจารณาเร็กกูเลเตอร์แรงดันตกต่ำ หรือ LDO และเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตชิ่งด้วย และการเลือกระหว่างสามตัวนี้คือการตัดสินใจครั้งแรกและสำคัญที่สุดของการออกแบบรางนั้น คู่มือนี้อธิบายว่าเร็กกูเลเตอร์เชิงเส้นทำงานอย่างไร เปรียบเทียบกับ LDO และเร็กกูเลเตอร์สวิตชิ่งอย่างไร วิธีอ่านสเปค ทั้งแรงดัน กระแส แรงดันตก กระแสไฟฟ้าสถิต และคุณสมบัติด้านความร้อน วิธีเลือกแพ็คเกจและตระกูล และเมื่อใดที่เร็กกูเลเตอร์สวิตชิ่งเป็นคำตอบที่ดีกว่า เพื่อให้รางแรงดันไฟฟ้าถูกเลือกจากหลักฐานมากกว่าจากนิสัย

เหตุผลที่คู่มือเลือกมีความสำคัญ คือจุดอ่อนของเร็กกูเลเตอร์เชิงเส้น ซึ่งก็คือประสิทธิภาพ นั้นเป็นแหล่งที่มาของจุดแข็งของมันด้วย และนักออกแบบต้องสมดุลการแลกเปลี่ยนนั้นกับการใช้งาน เร็กกูเลเตอร์เชิงเส้นแปลงแรงดันส่วนเกินจากอินพุตไปเอาต์พุตเป็นความร้อน ดังนั้นประสิทธิภาพจึงลดลงเมื่อช่องว่างแรงดันตกเพิ่มขึ้น และการออกแบบด้านความร้อนกลายเป็นขีดจำกัดของกระแสที่สามารถจ่ายได้ แต่ความเรียบง่ายเดียวกันนั้นให้เอาต์พุตที่สะอาดที่สุด สัญญาณรบกวนต่ำที่สุด การตอบสนองเร็วที่สุด และต้นทุนต่ำที่สุด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเร็กกูเลเตอร์เชิงเส้นยังคงครองตลาดรางกระแสต่ำและรางที่อ่อนไหวต่อสัญญาณรบกวน การเลือกคือการจับคู่: กระแสและแรงดันตกกำหนดความร้อน ความร้อนกำหนดแพ็คเกจ และการใช้งานกำหนดว่าความร้อนนั้นรับได้หรือไม่ คู่มือนี้อธิบายการจับคู่นี้ตั้งแต่ต้นจนจบ เพื่อให้รางถัดไปบนแผงวงจรถูกเลือกจากตัวเลข ตระกูล แพ็คเกจ และงบประมาณความร้อน มากกว่าจากชิ้นส่วนที่สุ่มอยู่ในลิ้นชัก

วิธีที่เร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้นทำงาน

เร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้นสร้างแรงดันเอาต์พุตที่เสถียรโดยส่งกระแสอินพุตผ่านทรานซิสเตอร์พาส และกระจายผลต่างระหว่างอินพุตและเอาต์พุตเป็นความร้อน การเข้าใจข้อเท็จจริงข้อนี้อธิบายทุกการแลกเปลี่ยนในการเลือกในคู่มือนี้ เร็กกูเลเตอร์รับรู้เอาต์พุต เปรียบเทียบกับค่าอ้างอิงภายใน และปรับการนำกระแสของทรานซิสเตอร์พาสเพื่อรักษาเอาต์พุตให้คงที่ที่แรงดันที่ตั้งไว้ และกระแสที่ไหลผ่านองค์ประกอบพาสคือกระแสเดียวกันกับที่โหลดดึง ดังนั้นกำลังที่กระจายในเร็กกูเลเตอร์คือผลคูณของผลต่างแรงดันอินพุต-เอาต์พุตกับกระแสโหลด ประสิทธิภาพจึงเท่ากับแรงดันเอาต์พุตหารด้วยแรงดันอินพุตโดยประมาณ และลดลงเมื่อผลต่างระหว่างอินพุตและเอาต์พุตเพิ่มขึ้น กำลังที่กระจายปรากฏเป็นความร้อนในแพ็คเกจ และแพ็คเกจกับแผงวงจรต้องระบายความร้อนนั้นออก มิฉะนั้นอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อของเร็กกูเลเตอร์จะเกินขีดจำกัด ความเรียบง่ายของเร็กกูเลเตอร์เชิงเส้น หนึ่งองค์ประกอบพาสและวงควบคุม ให้สัญญาณรบกวนต่ำ ต้นทุนต่ำ และการตอบสนองเร็ว ซึ่งเร็กกูเลเตอร์สวิตชิ่งที่ซับซ้อนกว่าไม่สามารถเทียบเคียงได้ และความร้อนคือราคาของความเรียบง่ายนั้น

สถาปัตยกรรมภายในยังอธิบายสองตระกูลที่ครอบคลุมเร็กกูเลเตอร์เชิงเส้น: เร็กกูเลเตอร์เชิงเส้นมาตรฐานและเร็กกูเลเตอร์แรงดันตกต่ำ เร็กกูเลเตอร์เชิงเส้นมาตรฐาน ซึ่งตระกูล 78xx เป็นตัวอย่างคลาสสิก ใช้การจัดเรียงทรานซิสเตอร์พาสที่ต้องการผลต่างขั้นต่ำระหว่างอินพุตและเอาต์พุต ซึ่งก็คือแรงดันตก ประมาณ 2 โวลต์สำหรับชิ้นส่วนดั้งเดิม ดังนั้น 7805 5 โวลต์ต้องการอินพุตประมาณ 7 โวลต์เพื่อทำการควบคุมได้อย่างสะอาด LDO หรือเร็กกูเลเตอร์แรงดันตกต่ำ เช่น AMS1117 และ LM1117 ใช้การจัดเรียงองค์ประกอบพาสที่ต่างออกไป ซึ่งลดผลต่างขั้นต่ำลงเหลือเพียงไม่กี่ร้อยมิลลิโวลต์ ดังนั้น LDO 3.3 โวลต์สามารถควบคุมจากอินพุต 3.6 โวลต์หรือ 5 โวลต์ได้โดยสูญเสียน้อย แรงดันตกคือสเปคที่แยกตระกูลออกจากกัน และเป็นตัวเลขแรกที่การเลือกอ่าน เพราะมันกำหนดแรงดันอินพุตขั้นต่ำที่รางรับได้ และความร้อนที่รางจะสร้างขึ้น สามตระกูล เชิงเส้น LDO และสวิตชิ่ง คือแผนที่ของการเลือก และแรงดันตกคือเส้นแบ่งระหว่างสองตระกูลแรก

ความหมายของแรงดันตกในการเลือกเร็กกูเลเตอร์

แรงดันตก คือผลต่างที่เล็กที่สุดระหว่างอินพุตและเอาต์พุตที่เร็กกูเลเตอร์ยังคงรักษาเอาต์พุตตามสเปคได้ และเป็นตัวเลขที่กำหนดว่ารางต้องการพื้นที่ว่างเท่าไหร่ เร็กกูเลเตอร์เชิงเส้นดั้งเดิมที่มีแรงดันตก 2 โวลต์ต้องการให้อินพุตสูงกว่าเอาต์พุตอย่างน้อย 2 โวลต์ตลอดเวลา รวมถึงระหว่างริปเปิลอินพุตและทรานเซียนต์ของโหลด ดังนั้นราง 5 โวลต์ต้องการให้อินพุตคงที่เหนือประมาณ 7 โวลต์ LDO ที่มีแรงดันตก 0.3 โวลต์สามารถควบคุมเอาต์พุต 3.3 โวลต์จากอินพุต 3.6 โวลต์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม LDO จึงเป็นชิ้นส่วนที่เลือกสำหรับรางแบตเตอรี่และรางที่ใกล้เคียงกับอินพุต แรงดันตกยังกำหนดความร้อนด้วย เพราะแรงดันตกคือการสูญเสียขั้นต่ำ และผลต่างแรงดันอินพุต-เอาต์พุตจริงคือการสูญเสียจริง และรางที่มีแรงดันตก 2 โวลต์ทำงานจากอินพุต 12 โวลต์สูญเสียมากกว่าขั้นต่ำมาก การเลือกอ่านแรงดันตกเทียบกับแหล่งอินพุต ไม่ว่าจะเป็นแบตเตอรี่ อะแดปเตอร์ รางก่อนหน้า และทรานเซียนต์ของโหลด และเลือกตระกูลที่แรงดันตกเหมาะสมกับพื้นที่ว่างและความร้อนที่รางรับได้

เร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้น vs LDO vs เร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์

การเลือกระหว่างเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้น, LDO และเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์ เป็นการตัดสินใจหลักของเรล และตระกูลทั้งสามสอดคล้องกับลำดับความสำคัญของแอปพลิเคชัน เร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นมาตรฐานชนะในด้านความเรียบง่าย ต้นทุน และความเบาบางของสัญญาณรบกวน และเป็นตัวเลือกสำหรับเรลกระแสต่ำและเรลที่มีช่วงตกแรงดันอินพุตต่อเอาต์พุตน้อย เนื่องจากความร้อนจัดการได้และวงจรประกอบด้วยชิ้นส่วนเพียงชิ้นเดียวกับตัวเก็บประจุสองตัว LDO ชนะในด้าน headroom ต่ำและการตกต่ำที่ต่ำ และเป็นตัวเลือกสำหรับเรลที่ทำงานใกล้กับอินพุต เรลแบตเตอรี่ และเรลที่แยกมาจากเรลที่สูงกว่าด้วย margin น้อย ซึ่งเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์มากเกินไปและเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นมาตรฐานไม่พอดี เร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์ชนะในด้านประสิทธิภาพ และเป็นตัวเลือกสำหรับเรลที่มีความแตกต่างอินพุตต่อเอาต์พุตมากหรือกระแสสูง ซึ่งเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นและ LDO จะคายความร้อนที่ไม่มีแพ็คเกจและไม่มีบอร์ดใดระบายได้ การเลือกเป็นรูปสามเหลี่ยมของสัญญาณรบกวน ความเรียบง่าย และประสิทธิภาพ และแอปพลิเคชันวางตำแหน่งเรลไว้ที่จุดยอดที่พอจ่ายได้

การเปรียบเทียบนี้อ่านได้ดีที่สุดในรูปแบบตารางของตระกูลทั้งสามในมิติที่สำคัญ ประสิทธิภาพของเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นและ LDO คือเอาต์พุตหารด้วยอินพุต และจะลดลงเมื่อมีการตกที่มาก ในขณะที่ประสิทธิภาพของเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์ยังคงอยู่ที่ 80-95% ตลอดช่วง สัญญาณรบกวนเอาต์พุตของเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นและ LDO ต่ำ มี ripple ระดับไมโครโวลต์ ในขณะที่เร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์เพิ่ม switching ripple และ EMI ต้นทุนและความเรียบง่ายต่ำกว่าสำหรับเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นและ LDO ชิ้นส่วนเดียวกับตัวเก็บประจุสองตัว เทียบกับเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์ที่ต้องใช้ inductor, diode, feedback และต้องระมัดระวังในการออกแบบเลย์เอาต์ การตอบสนองต่ำกว่าสำหรับเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้น ซึ่งวงควบคุมทำงานเร็ว เทียบกับเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์ที่วงควบคุมทำงานช้ากว่า การเลือกตามตัวเลข: เรลกระแสต่ำและเรลที่ตกต่ำใช้เร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นหรือ LDO และเรลกระแสสูงหรือเรลที่ตกมากใช้เร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์ และส่วนที่เหลือของคู่มือจะอ่านข้อกำหนดที่ทำให้การเลือกชัดเจน

มิติ	เร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้น	เร็กกูเลเตอร์ LDO	เร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์
ประสิทธิภาพ	เอาต์พุต/อินพุต ลดลงเมื่อตกมาก	เอาต์พุต/อินพุต ดีที่สุดเมื่อตกต่ำ	80-95% คงที่ตลอดช่วง
สัญญาณรบกวนเอาต์พุต	ต่ำ ไม่มี switching ripple	ต่ำ ไม่มี switching ripple	มี switching ripple และ EMI
ต้นทุนและชิ้นส่วน	ชิ้นส่วนเดียว ตัวเก็บประจุสองตัว	ชิ้นส่วนเดียว ตัวเก็บประจุสองตัว	Inductor, diode, feedback, เลย์เอาต์
Dropout ที่ต้องการ	~2V สำหรับ 78xx คลาสสิก	~0.1-0.6V	N/A, สถาปัตยกรรม boost/buck
การใช้งานที่ดีที่สุด	กระแสต่ำ, การตกต่ำ, งานที่ต้องการความเบาบาง	Headroom ต่ำ, เรลแบตเตอรี่	กระแสสูง, ความแตกต่างอินพุต-เอาต์พุตมาก

ข้อกำหนดสำคัญเมื่อเลือกเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้น

การเลือกเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้นเกี่ยวข้องกับการอ่านชุดข้อกำหนดที่แต่ละข้อตัดสินส่วนหนึ่งของการออกแบบ และการรู้ข้อกำหนดเหล่านี้จะป้องกันความล้มเหลวที่ตัวเลข voltage และ current หลักซ่อนไว้ voltage ขาออกเป็นข้อแรกและง่ายที่สุด คงที่สำหรับ 78xx และตัวแปร AMS1117 หรือปรับได้สำหรับ LM317 และ LDO ปรับได้ และต้องตรงกับเป้าหมายของ rail ภายใน tolerance ที่โหลดอนุญาต current ขาออกเป็นข้อถัดมา และต้องครอบคลุมกรณีเลวร้ายที่สุดของโหลดบวก headroom สำหรับ transient และการชาร์จ capacitor เพราะเร็กกูเลเตอร์ที่ทำงานที่ current limit จะล่มสลายเมื่อเกิด surge dropout voltage เมื่ออ่านเป็นข้อกำหนด ตัดสิน voltage ขาเข้าขั้นต่ำและความร้อน ตามที่ส่วนก่อนหน้าอธิบาย quiescent current คือ current ที่เร็กกูเลเตอร์ดึงเพื่อทำงานในตัวมันเอง และมีความสำคัญสำหรับ rail แบตเตอรี่ที่ทุก microamp มีค่าและสำหรับ rail always-on line และ load regulation ระบุว่า output ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของ input และโหลดได้ดีเพียงใด และ temperature coefficient ระบุการเปลี่ยนแปลงของ output ทั่วทั้งช่วง ข้อกำหนดเป็นคำตอบของ datasheet ต่อข้อกำหนดของ rail และการเลือกอ่านแต่ละข้อเทียบกับการออกแบบ

การเลือกยังเกี่ยวข้องกับการอ่าน ratings ที่ตัดสินการอยู่รอดของชิ้นส่วน และสมควรได้รับความสนใจของตัวเอง absolute maximum input voltage ตัดสิน surge และสภาวะย้อนกลับที่เร็กกูเลเตอร์ต้องทน และ input ต้องได้รับการป้องกันด้วย capacitor และ protection diode ที่ datasheet กำหนด junction temperature rating และ thermal resistance ตัดสินความร้อนที่ package สามารถระบายได้ และ junction temperature เท่ากับ ambient บวก dissipated power คูณ thermal resistance ซึ่งตัวเลขนี้ต้องอยู่ต่ำกว่า rating short-circuit และ thermal protection ตัดสินพฤติกรรมภายใต้ข้อผิดพลาด การ foldback และ shutdown ที่เร็กกูเลเตอร์แบบคลาสสิกให้ และ current-limit behavior ที่การออกแบบควรทนได้ thermal resistance ของ package ค่า junction-to-ambient และ junction-to-case ตัดสิน heatsink และ board copper ที่การออกแบบต้องการ ratings เป็นชั้นของการเลือกที่ตัวเลขหลักซ่อนไว้ และวิศวกรที่อ่าน ratings เหล่านี้เลือกชิ้นส่วนที่อยู่รอด ไม่ใช่แค่ชิ้นส่วนที่ทำ voltage regulation

วิธีอ่านข้อกำหนด thermal ของเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้น

การอ่านข้อกำหนด thermal เป็นการคำนวณที่ตัดสินว่าเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้นใช้ได้ที่ current ที่การออกแบบต้องการหรือไม่ คำนวณ dissipated power คือผลต่าง input-to-output คูณ output current แล้วบวก quiescent power และคำนวณ junction temperature คือ ambient temperature บวก dissipated power คูณ junction-to-ambient thermal resistance เปรียบเทียบ junction temperature กับ maximum junction rating ของชิ้นส่วน และเมื่อเกิน rating ทางเลือกคือ current ที่ต่ำลง package ที่ใหญ่ขึ้น heatsink board copper ที่มากขึ้น ambient ที่ต่ำลง หรือ switching regulator junction-to-ambient resistance คือความสามารถของ package ในการระบายความร้อนสู่อากาศนิ่ง และ junction-to-case resistance บวก case-to-heatsink resistance จำลองเส้นทาง heatsink สำหรับ TO-220 และ power package การคำนวณเป็นประตูของการเลือก และเป็นเหตุผลที่ high-current และ large-drop rail ออกจากตระกูล linear ไปยัง switching family เพราะไม่มี package ใดระบาย watt ได้ thermal read เป็นระเบียบวินัยที่เปลี่ยนการเลือกเร็กกูเลเตอร์จากทางเลือก voltage และ current ให้เป็นการออกแบบ thermal

การเลือกตามแรงดัน กระแส และดรอปเอาต์

การเลือกตามแรงดัน กระแส และดรอปเอาต์ เป็นหัวใจในทางปฏิบัติของวิธีนี้ และดำเนินไปตามลำดับที่ชัดเจน กำหนดแรงดันเอาต์พุตเป็นอันดับแรก ค่าคงที่สำหรับชิ้นส่วนแบบคงที่หรือวงจรตัวต้านทานสำหรับชิ้นส่วนแบบปรับได้ และยืนยันโทลเลอเรนซ์เทียบกับโหลด กำหนดกระแสเอาต์พุตเป็นอันดับที่สอง โหลดที่เลวร้ายที่สุดบวกเฮดรูม และยืนยันเรตติ้งของชิ้นส่วนและความเป็นไปได้ทางความร้อนที่กระแสนี้และดรอปอินพุตต่อเอาต์พุต กำหนดดรอปเอาต์เป็นอันดับที่สาม แรงดันอินพุตขั้นต่ำที่รางต้องรองรับ เซลล์แบตเตอรี่ที่ต่ำ แซกของอะแดปเตอร์ และโทลเลอเรนซ์ของรางก่อนหน้า แล้วเลือกตระกูลที่ดรอปเอาต์เหมาะสม ลิเนียร์มาตรฐานสำหรับเฮดรูมที่เหลือเฟือ และ LDO สำหรับที่แคบ การตั้งค่าทั้งสามจะจำกัดไปที่ตระกูลและเรตติ้ง และสเปคที่เหลือ เสียง กระแสไควแอสเซนต์ และการป้องกัน จะตัดสินชิ้นส่วนเฉพาะ ลำดับการเลือกคือโครงสร้างหลักของวิธีนี้ และสเปคที่เหลือจะยึดติดอยู่กับมัน

การเลือกยังอ่านความต้องการพิเศษของแอปพลิเคชันด้วย เนื่องจากแรงดันและกระแสไม่ได้ครอบคลุมทุกราง รางสำหรับแอนะล็อกฟรอนต์เอนด์อ่านเสียงและ PSRR รางสำหรับโมดูลไร้สายอ่านริปเปิลและการตอบสนองทรานเซียนต์ รางสำหรับหน่วยความจำหรือลอจิกอ่านโทลเลอเรนซ์และซีเควนซิง และรางสำหรับแบตเตอรี่อ่านกระแสไควแอสเซนต์และดรอปเอาต์ที่เซลล์ต่ำ ความต้องการของแอปพลิเคชันคือตัวชี้ขาดที่เลือกระหว่างชิ้นส่วนที่ผ่านตัวกรองแรงดันและกระแส และเป็นเหตุผลว่าทำไมการออกแบบสองแบบที่มีราง 3.3 โวลต์เดียวกันจึงสามารถเลือกชิ้นส่วนที่ต่างกันได้อย่างชอบธรรม วิธีการเลือกจึงเป็นกรวย ตัวกรองแรงดัน กระแส และดรอปเอาต์จำกัดขอบเขต ความต้องการพิเศษของแอปพลิเคชันเลือกผู้ชนะ และกรวยคือระเบียบวินัยที่ทำให้การเลือกยึดอยู่กับการออกแบบมากกว่านิสัย

วิธีเลือกเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้นแบบคงที่เทียบกับแบบปรับได้

การเลือกแบบคงที่เทียบกับแบบปรับได้เป็นการตัดสินใจเล็กน้อยที่มีกฎเกณฑ์ชัดเจน เลือกเร็กกูเลเตอร์แบบคงที่เมื่อรางเป็นแรงดันมาตรฐาน ราง 5 โวลต์ ราง 3.3 โวลต์ ราง 2.5 โวลต์ และอื่นๆ ทำนองนี้ และการออกแบบต้องการชิ้นส่วนน้อยที่สุดและสตาร์ทอัพที่แน่นอนที่สุด เนื่องจากชิ้นส่วนแบบคงที่คือหนึ่งคอมโพเนนต์และรีเฟอเรนซ์ภายในและไดวิเดอร์ของมันถูกทริมที่โรงงาน เลือกเร็กกูเลเตอร์แบบปรับได้ LM317 และ LDO ที่ปรับได้ เมื่อรางเป็นแรงดันที่ไม่ใช่มาตรฐาน เมื่อการออกแบบต้องการค่าที่แคตตาล็อกแบบคงที่ไม่มี หรือเมื่อชิ้นส่วนเดียวกันต้องให้บริการหลายรางบนบอร์ดโดยการเปลี่ยนตัวต้านทาน เนื่องจากชิ้นส่วนแบบปรับได้เปลี่ยนหนึ่งอุปกรณ์เป็นตระกูลของเอาต์พุต ชิ้นส่วนแบบปรับได้มีต้นทุนของไดวิเดอร์ตัวต้านทานภายนอกและโทลเลอเรนซ์ของมัน ซึ่งเพิ่มเข้ากับโทลเลอเรนซ์เอาต์พุต และมีความเสี่ยงของดริฟท์ตัวต้านทานและสัญญาณรบกวนเลย์เอาต์บนขาแอดจัสต์ กฎคือให้ชอบชิ้นส่วนแบบคงที่สำหรับรางมาตรฐานและชิ้นส่วนแบบปรับได้สำหรับรางที่ไม่ใช่มาตรฐานและรางที่ใช้ร่วมกัน และการเลือกคือตัวอักษรเล็กของการเลือกที่ความต้องการแรงดันตัดสิน

การออกแบบความร้อนและการเลือกแพ็คเกจ

การเลือกแพ็คเกจคือการทำให้การออกแบบความร้อนเป็นจริง และเป็นครึ่งหนึ่งของการเลือกที่การเลือกที่มีปัญหาส่วนใหญ่กลับมาจากจุดนี้ ความต้านทานความร้อนของแพ็คเกจ ค่าจากจุดเชื่อมต่อไปยังสภาพแวดล้อมและค่าจากจุดเชื่อมต่อไปยังเคส ตัดสินว่าชิ้นส่วนสามารถระบายความร้อนได้มากเพียงใด และการเลือกแพ็คเกจตามกำลังที่กระจาย: แพ็คเกจขนาดเล็ก SOT-23 และ SOT-89 สำหรับรางมิลลิวัตต์ SOT-223 และ SO-8 และ DPAK สำหรับระดับวัตต์ และ TO-220 และแพ็คเกจกำลังขนาดใหญ่กว่าสำหรับวัตต์ที่ต้องการฮีตซิงค์ แผ่นวงจรคือฮีตซิงค์ที่สอง และพื้นที่ทองแดงและวีแอสใต้แผ่นระบายความร้อนนำความร้อนออกไป ดังนั้นการจัดวางแผ่นระบายความร้อนจึงเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบความร้อน อุณหภูมิโดยรอบและตัวถังทำให้ภาพสมบูรณ์ เพราะอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อคืออุณหภูมิโดยรอบบวกกำลังวัตต์คูณความต้านทาน และตัวถังที่กักความร้อนไว้จะเพิ่มอุณหภูมิโดยรอบที่จุดเชื่อมต่อรับรู้ แพ็คเกจและแผ่นวงจรและตัวถังคือระบบความร้อน และการเลือกขนาดระบบตามกำลังที่กระจายที่รางต้องการ

การออกแบบความร้อนยังพิจารณารอบการทำงานของภาระและกรณีที่เลวร้ายที่สุด เพราะความร้อนตามกระแสและกระแสตามการใช้งาน รางที่ทำงานที่กระแสเต็มอย่างต่อเนื่องต้องการการวิเคราะห์ความร้อนเต็มรูปแบบ และรางที่ทำงานที่กระแสเต็มเป็นเวลาสั้นๆ แล้วว่างเปล่าจะใช้กำลังเฉลี่ยและค่าคงที่เวลาความร้อนของแผ่นวงจร กรณีที่เลวร้ายที่สุด แรงดันอินพุตสูงสุด ภาระสูงสุด และอุณหภูมิโดยรอบสูงสุด คือสภาวะที่การออกแบบความร้อนต้องทนทาน และการเลือกใช้กรณีที่เลวร้ายที่สุดมากกว่าค่าปกติ การออกแบบความร้อนคือประตูที่ตระกูลเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นเคารพ และรางที่กำลังวัตต์เกินความสามารถของแพ็คเกจในการระบายความร้อนคือรางที่เหมาะกับตระกูลแบบสวิตช์ ไม่ว่าเสียงรบกวนและความเรียบง่ายจะบอกอะไร การอ่านความร้อนคือผู้ตัดสินที่ซื่อสัตย์ของการเลือก และเป็นเหตุผลที่คู่มือนี้เปรียบเทียบก่อนหน้านี้ปล่อยให้รางกำลังสูงเป็นของเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตช์

วิธีเลือกแพ็คเกจเร็กกูเลเตอร์สำหรับกำลังที่รางต้องการ

การเลือกแพ็คเกจสำหรับกำลังที่รางต้องการเป็นการคำนวณและแผนที่ คำนวณกำลังที่กระจายที่กรณีที่เลวร้ายที่สุด และอ่านความต้านทานความร้อนของแพ็คเกจเทียบกับอุณหภูมิโดยรอบเพื่อหาอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อ จากนั้นจับคู่กำลังกับความสามารถของแพ็คเกจในการระบายความร้อน สำหรับรางต่ำกว่าหนึ่งวัตต์ SOT-23 และ SOT-89 ระบายมิลลิวัตต์ด้วยทองแดงบนแผ่นวงจร สำหรับรางหนึ่งถึงสองวัตต์ SOT-223 และ SO-8 และ DPAK รองรับวัตต์ด้วยทองแดงบนแผ่นวงจรที่เพียงพอและวีแอสระบายความร้อน สำหรับวัตต์ที่สูงกว่า TO-220 และ DPAK พร้อมฮีตซิงค์หรือพื้นที่ทองแดงขนาดใหญ่คือคำตอบ และความต้านทานความร้อนจากเคสไปยังสภาพแวดล้อมของฮีตซิงค์เพิ่มเข้าไปในแบบจำลอง กฎคือเว้นขอบเขตไว้ เพราะแผ่นวงจรจริง ตัวถัง และการไหลของอากาศแตกต่างจากค่าอากาศเปล่าในดาตาชีต และชิ้นส่วนที่พอดีที่ขีดจำกัดในดาตาชีตจะร้อนเกินในผลิตภัณฑ์ การเลือกแพ็คเกจคือการตัดสินใจทางกายภาพของการออกแบบความร้อน และการคำนวณและขอบเขตคือสิ่งที่ทำให้อุณหภูมิจุดเชื่อมต่ออยู่ภายในค่าพิกัดตลอดอายุการใช้งานผลิตภัณฑ์

ตระกูล Linear Regulator: 78xx, LM317, LM1117 และไอซีทดแทน

ตระกูล Linear Regulator คือคำศัพท์หลักในการคัดเลือก และการเข้าใจตระกูลเหล่านี้ทำให้การทดแทนและการจัดหาแหล่งซื้อเป็นเรื่องง่าย ตระกูล 78xx ซึ่งประกอบด้วย 7805, 7812 และอื่นๆ คือ Linear Regulator แบบ Fixed Positive คลาสสิกที่มี Dropout 2 โวลต์ มี Package แบบ TO-220, SO-8 และอีกหลายแบบ และมี Pinout ที่เป็นมาตรฐานจนตระกูลนี้มี Pin Compatibility ข้ามผู้ผลิต ไม่ว่าจะเป็น LM7805, L7805, KA7805 หรือชิ้นส่วนจากผู้ผลิตอื่นๆ ล้วนใช้ Layout 3 ขาเดียวกัน LM317 คือ Adjustable Regulator คลาสสิก โดยกำหนด Output ด้วยตัวต้านทาน 2 ตัว และมี Pinout ที่เป็นมาตรฐานเดียวกันใน Package แบบ TO-220 และ SO-8 LM1117 และ AMS1117 คือตระกูล LDO ที่ให้ Output 3.3V และ 5V โดยมี Dropout เพียงไม่กี่ร้อย Millivolt และมี Pinout ที่ตลาดใช้ร่วมกันข้ามผู้ผลิต ตระกูลเหล่านี้คือรายการสินค้าที่การคัดเลือกอ้างอิง และ Pin Compatibility ข้ามผู้ผลิตคือเหตุผลที่ชิ้นส่วนที่คัดเลือกสามารถทดแทนได้

มุมมองการทดแทนควรชี้แจงให้ชัดเจน เพราะการเลือก Linear Regulator ก็คือการเลือกชิ้นส่วนที่จะต้องจัดหาแหล่งซื้อและในที่สุดก็ต้องถูกทดแทน Pin Compatibility ของตระกูล 78xx หมายความว่าบอร์ดที่ออกแบบรอบ LM7805 สามารถใช้ L7805, KA7805 หรือ 7805 จากผู้ผลิตในประเทศได้ บน Footprint และการทดสอบเดียวกัน ซึ่งเป็นตัวอย่างคลาสสิกของ Drop-in Replacement แบบ Pin Compatible ที่แคตตาล็อกของเว็บไซต์นี้ค้าขายอยู่ AMS1117 และ LM1117 มี Pinout ของ LDO ร่วมกัน และตระกูล LM317 มี Pinout ของ Adjustable ร่วมกัน ดังนั้นการเลือกแต่ละตระกูลจึงเปิดตลาดทดแทนของตระกูลนั้นๆ วิธีการคัดเลือกในคู่มือนี้จึงลงท้ายที่จุดเริ่มต้นของการจัดหาแหล่งซื้อ นั่นคือตระกูลที่เลือก, Pin Compatibility และตัวเลือกทดแทน และนี่คือเหตุผลที่ Linear Regulator เป็นหนึ่งในชิ้นส่วนที่ง่ายที่สุดในแคตตาล็อกทั้งในการคัดเลือกและการทดแทน ตระกูลคือคำศัพท์ และ Pin Compatibility คือไวยากรณ์ และการคัดเลือกและการทดแทนพูดภาษาเดียวกัน

วิธีทดแทน 78xx หรือ LDO Regulator อย่างปลอดภัย

การทดแทน 78xx หรือ LDO Regulator อย่างปลอดภัยคือการประยุกต์ใช้วิธี Pin Compatible กับตระกูล ขั้นแรกยืนยัน Package และ Pinout โดย Package แบบ TO-220, SO-8 และ SOT-223 เป็น Footprint ที่ต่างกัน และการจัดวางขาต้องตรงกับบอร์ด ขั้นที่สองยืนยัน Output Voltage และกระแส โดยตัวทดแทน 7805 ต้องเป็นชิ้นส่วน 5V ที่รองรับโหลดได้ และตัวทดแทน LDO ต้องตรงกับ Output และ Dropout ที่ Rail ต้องการ ขั้นที่สามยืนยัน Dropout และความร้อน เพราะตัวทดแทน Linear มาตรฐานสำหรับ Rail ของ LDO ไม่สามารถทำงานได้จาก Headroom ที่แคบของ LDO และชิ้นส่วนที่มี Thermal Package ด้อยกว่าจะร้อนเกินที่กระแสที่ Rail ดึง ขั้นที่สี่ยืนยัน Input Range และการป้องกัน โดย Absolute Maximum และการป้องกัน Reverse Protection ต้องตรงกับเงื่อนไขของบอร์ด จากนั้นทดสอบตัวทดแทนบนบอร์ด โดยตรวจสอบ Output Accuracy, Load Step และความร้อนในทุกช่วงอุณหภูมิ และบันทึกผลเปรียบเทียบ การทดแทนคือการรันวิธีการคัดเลือกบนตระกูล และระเบียบวินัยคือสิ่งที่ทำให้ Drop-in Replacement แบบ Pin Compatible ทำงานเงียบ ซึ่งเป็นมาตรฐานที่แคตตาล็อกของเว็บไซต์นี้ใช้กับทุกชิ้นส่วนที่จัดส่ง

สัญญาณรบกวน, PSRR และการใช้งานด้านความแม่นยำ

ข้อได้เปรียบหลักของเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นเหนือเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตชิ่งคือสัญญาณรบกวนต่ำ และการใช้งานด้านความแม่นยำและอะนาล็อกคือจุดที่ข้อได้เปรียบนี้ตัดสินใจการเลือก สัญญาณรบกวนที่ขาออกของเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นถูกระบุเป็นความหนาแน่นสเปกตรัมและสัญญาณรบกวนรวมแบบบูรณาการ และมันสำคัญสำหรับวงจรรับสัญญาณอะนาล็อก เส้นทางเสียง รางเซ็นเซอร์ และรางอ้างอิง ซึ่งสัญญาณรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟถูกถ่ายโอนเข้าสู่สัญญาณ อัตราส่วนการปฏิเสธการรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟ หรือ PSRR ระบุว่าเร็กกูเลเตอร์สามารถลดทอนสัญญาณรบกวนและริปเปิลที่ขาอินพุตได้ดีเพียงใด และมันสำคัญสำหรับรางที่ได้รับจากแหล่งที่มีสัญญาณรบกวน รางสวิตชิ่ง หรืออแดปเตอร์ไฟฟ้าหลัก การใช้งานด้านความแม่นยำเลือกชิ้นส่วนที่มีสัญญาณรบกวนต่ำและ PSRR สูง และการเลือกอ่านกราฟสัญญาณรบกวนและ PSRR เทียบกับความต้องการของสัญญาณมากกว่าเทียบกับตัวเลขเดียวจากดาตาชีต สัญญาณรบกวนและ PSRR คือข้อมูลจำเพาะที่โวลต์เตจและกระแสหัวข้อไม่ได้บอก และมันเป็นเหตุผลว่าทำไมสองรางที่มีเอาต์พุตเหมือนกันจึงเลือกชิ้นส่วนต่างกัน

สัญญาณรบกวนและ PSRR ยังเชื่อมการเลือกกับส่วนอื่นๆ ของบอร์ด เพราะความสะอาดของรางเป็นคุณสมบัติของระบบมากกว่าคุณสมบัติของชิ้นส่วน ตัวเก็บประจุอินพุตและตัวเก็บประจุเอาต์พุตกำหนดรูปร่างของสัญญาณรบกวนและความเสถียร การต่อวงจรแยกของโหลดมีความสำคัญ และการจัดวางกราวด์จะเชื่อมหรือแยกสัญญาณรบกวน การเลือกจึงจับคู่ชิ้นส่วนที่มีสัญญาณรบกวนต่ำกับการต่อวงจรแยกและการจัดวางที่แอปพลิเคชันต้องการ และส่วนแอปพลิเคชันของดาตาชีตคือคู่มือสำหรับค่าตัวเก็บประจุและการจัดวาง รางความแม่นยำเป็นระบบ และการเลือกเป็นองค์ประกอบแรกของระบบมากกว่าเป็นทั้งระบบ สัญญาณรบกวนและ PSRR คือเหตุผลที่มีอยู่ของเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้น และแอปพลิเคชันที่ต้องการมันคือแอปพลิเคชันที่เลือกตระกูลแบบเชิงเส้น ไม่ใช่ตระกูลแบบสวิตชิ่ง

วิธีอ่านกราฟ PSRR ของเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้น

การอ่านกราฟ PSRR คือการอ่านว่าเร็กกูเลเตอร์ปฏิเสธสัญญาณรบกวนที่ขาอินพุตข้ามความถี่ได้อย่างไร และมันคือตัวเลขที่การออกแบบความแม่นยำใช้งานจริง PSRR ถูกพล็อตเป็นการปฏิเสธในหน่วยเดซิเบลเทียบกับความถี่ และมันสูงที่ความถี่ต่ำ หลายสิบเดซิเบล และมันลดลงเมื่อความถี่สูงขึ้น โดยรูปร่างของกราฟถูกกำหนดจากวงควบคุมของเร็กกูเลเตอร์และการชดเชยภายใน การออกแบบอ่าน PSRR ที่ความถี่ที่สัญญาณรบกวนที่ขาอินพุตอยู่ ความถี่สวิตชิ่งของรางก่อนหน้า กระแสไฟฟ้าหลักและฮาร์มอนิก และสัญญาณรบกวนบรอดแบนด์ และเปรียบเทียบการปฏิเสธที่ความถี่เหล่านั้นกับความทนทานของสัญญาณ เร็กกูเลเตอร์ที่มี PSRR ต่ำ-ความถี่สูงแต่กราฟลดลงที่ความถี่สูงจะปฏิเสธริปเปิล 100 เฮิรตซ์ได้ดีแต่ปฏิเสธริปเปิลสวิตชิ่งเมกะเฮิรตซ์ได้ไม่ดี และการออกแบบจับคู่มันกับการกรองที่ครอบคลุมความถี่ที่มันปฏิเสธได้อ่อน กราฟ PSRR คือเครื่องมือสำหรับการเลือกด้านความแม่นยำ และมันเป็นเหตุผลที่รางสัญญาณรบกวนต่ำถูกเลือกจากกราฟมากกว่าจากตัวเลขหัวข้อ

เมื่อเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตชิ่งเป็นทางเลือกที่ถูกต้อง

เร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นและ LDO มีขีดจำกัดของตัวเอง และเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตชิ่งเป็นทางเลือกที่ถูกต้องเมื่อขีดจำกัดเหล่านั้นเป็นปัญหา เลือกเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตชิ่งเมื่อกระแสสูง เมื่อผลต่างอินพุต-เอาต์พุตใหญ่ หรือเมื่อประสิทธิภาพและความร้อนสำคัญกว่าสัญญาณรบกวน เพราะตระกูลแบบเชิงเส้นกระจายส่วนเกินเป็นความร้อนที่ไม่มีแพ็คเกจใดระบายได้ และตระกูลแบบสวิตชิ่งแปลงเป็นเอาต์พุตด้วยประสิทธิภาพ 80-95 เปอร์เซ็นต์ เลือกเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตชิ่งเมื่อรางต้องลดจากบัสสูง ราง 24 โวลต์หรือ 48 โวลต์ เป็นรางลอจิกต่ำ ซึ่งการสูญเสียแบบเชิงเส้นจะเป็นหายนะ เลือกเร็กกูเลเตอร์แบบสวิตชิ่งเมื่องบประมาณความร้อนของบอร์ดถูกใช้ไปหมดแล้ว และเมื่ออายุแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการแปลงมากกว่ากระแสไม่ทำงาน เร็กกูเลเตอร์แบบสวิตชิ่งแลกประสิทธิภาพด้วยสัญญาณรบกวน ริปเปิล EMI ต้นทุน และการดูแลการจัดวาง และการออกแบบที่ต้องการประสิทธิภาพยอมรับต้นทุนนั้น การเลือกระหว่างตระกูลแบบเชิงเส้นและแบบสวิตชิ่งคือการเลือกระหว่างรางที่สะอาดและเรียบง่ายกับรางที่มีประสิทธิภาพ และตัวเลขตัดสินว่าแอปพลิเคชันสามารถรับได้ตัวไหน

ทางเลือกแบบสวิตชิ่งยังเคารพการออกแบบแบบไฮบริด เพราะตระกูลทั้งสองทำงานร่วมกันมากกว่าแยกกัน บอร์ดที่ใช้เร็กกูเลเตอร์แบบสวิตชิ่งเพื่อลดบัสสูงเป็นรางกลางและเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นหรือ LDO เพื่อทำความสะอาดรางนั้นสำหรับโหลดอะนาล็อกและโหลดที่ละเอียดอ่อนจะได้ประสิทธิภาพของสวิตช์และสัญญาณรบกวนของแบบเชิงเส้นในการออกแบบเดียวกัน และการต่อแบบลำดับเป็นหนึ่งในสถาปัตยกรรมพลังงานที่พบบ่อยที่สุดในอิเล็กทรอนิกส์ การต่อแบบลำดับอ่านริปเปิลสวิตชิ่งที่ PSRR ของแบบเชิงเส้น และเลือกแบบเชิงเส้นหรือ LDO ที่การปฏิเสธครอบคลุมความถี่ของสวิตช์ วิธีการเลือกจึงเลือกตระกูลต่อราง สวิตช์สำหรับขั้นตอนกำลังสูงและแบบเชิงเส้นสำหรับรางที่สะอาด และการต่อแบบลำดับคือระบบที่ตระกูลทั้งสองสร้างด้วยกัน คู่มือการเลือกเร็กกูเลเตอร์แบบเชิงเส้นคือครึ่งหนึ่งของการออกแบบพลังงาน และทางเลือกแบบสวิตชิ่งคืออีกครึ่งหนึ่ง และสองครึ่งมาพบกันในการต่อแบบลำดับ

ตัวอย่างการทำงานจริง: การเลือกรางสำหรับแผงควบคุมอุตสาหกรรม

การเลือกรางสำหรับแผงควบคุมอุตสาหกรรมเป็นตัวอย่างที่ใช้งานจริงที่แสดงการเลือกทั้งหมดในการออกแบบจริง และแผงที่ทำงานจากแหล่งจ่ายไฟอุตสาหกรรม 24 โวลต์และต้องการรางลอจิก 5 โวลต์และราง 3.3 โวลต์ที่สะอาดสำหรับส่วนอะนาล็อกคือกรณีศึกษา รางแรก รางลอจิก 5 โวลต์ มาจากบัส 24 โวลต์ผ่านสวิตชิ่งเร็กกูเลเตอร์ เนื่องจากการตกคร่อม 19 โวลต์ที่กระแสลอจิกจะกระจายวัตต์ที่แพ็คเกจเชิงเส้นไม่สามารถระบายได้ และสวิตชิ่งเร็กกูเลเตอร์แปลง 24 โวลต์ลงเป็นรางกลาง 5 โวลต์ด้วยประสิทธิภาพระดับ 80 เปอร์เซ็นต์ รางที่สอง รางสะอาด 3.3 โวลต์ มาจากรางกลาง 5 โวลต์ผ่าน LDO เนื่องจากการตกคร่อม 1.7 โวลต์ที่กระแสอะนาล็อกเป็นวัตต์ต่ำที่ LDO ระบายได้ และ LDO มี dropout ต่ำและเสียงต่ำให้ส่วนอะนาล็อกได้รับการจ่ายไฟที่สะอาดซึ่งรางสวิตชิ่งไม่สามารถให้ได้ การเลือกอ่านตระกูลต่อราง สวิตชิ่งสำหรับขั้นที่ dropout สูงและกระแสสูง และ LDO สำหรับขั้นที่ dropout ต่ำและต้องการความสะอาด และการต่อเรียงแบบ cascade คือสถาปัตยกรรมที่ส่วนสวิตชิ่งอธิบายไว้ ตัวอย่างการทำงานจริงแสดงการเลือกเป็นการตัดสินใจต่อราง และเป็นการตัดสินใจที่เวิร์กโฟลว์ทำให้เป็นทางการ

ตัวอย่างการทำงานจริงยังอ่านการตรวจสอบที่แผงอุตสาหกรรมเพิ่มเข้ามา เนื่องจากสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมเปลี่ยนน้ำหนักของการเลือก transient ของบัส 24 โวลต์และเงื่อนไขย้อนกลับอ่านการป้องกันอินพุต ตัวเก็บประจุอินพุตและ TVS ที่ดาตาชีตแนะนำ และช่วงอุณหภูมิ อุณหภูมิแวดล้อมอุตสาหกรรมอ่านการคำนวณความร้อนที่กรณีที่เลวร้ายที่สุดมากกว่าที่เวิร์กเบนช์ ความแม่นยำของส่วนอะนาล็อกอ่านเสียงและ PSRR ของ LDO และรางของส่วนดิจิทัลอ่าน tolerance และโหลด แผงอุตสาหกรรมคือตัวแบบของน้ำหนักจริงของการเลือก และเป็นตัวแบบที่เวิร์กโฟลว์และรายการตรวจสอบของส่วนถัดไปเปลี่ยนเป็นขั้นตอนปฏิบัติ ซึ่งเป็นการสำเร็จเชิงปฏิบัติของคู่มือเลือกเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้น

เวิร์กโฟลว์สำหรับการเลือกเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้น

วิธีการเลือกทั้งหมดพอดีในเวิร์กโฟลว์ที่วิศวกรรันตามลำดับเดียวกัน ขั้นแรก กำหนดข้อกำหนดของราง ได้แก่ แรงดันเอาต์พุต กระแสกรณีที่เลวร้ายที่สุด ช่วงอินพุตและการตกของมัน tolerance เสียง และงบประมาณความร้อน ขั้นที่สอง เลือกตระกูล linear สำหรับรางที่กระแสต่ำและ dropout ต่ำและ noise-sensitive, LDO สำหรับรางที่ headroom แคบ และสวิตชิ่งสำหรับรางที่กระแสสูงและ dropout มาก และบันทึกการเลือก ขั้นที่สาม อ่านสเปค การตกคร่อม กระแส quiescent การควบคุม เสียง PSRR และการป้องกัน เทียบกับข้อกำหนดของราง ขั้นที่สี่ คำนวณความร้อน กำลังที่กระจายที่กรณีที่เลวร้ายที่สุด อุณหภูมิ junction และแพ็คเกจที่ระบายความร้อนได้ และเลือกแพ็คเกจและฮีทซิงก์ ขั้นที่ห้า เลือกชิ้นส่วนจากตระกูล fixed หรือ adjustable แพ็คเกจ และผู้จำหน่าย และยืนยันความเข้ากันได้ของพินและตัวเลือกทดแทนสำหรับการจัดหา ขั้นที่หก ตรวจสอบบนแผง ความแม่นยำเอาต์พุต โหลดสเต็ป transient เสียง และความร้อนข้ามช่วงอุณหภูมิ และบันทึกการวัด ลำดับนั้นคือวิธีการเลือกเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้น และเป็นวิธีเดียวกันไม่ว่ารางจะเป็นรางลอจิก 3.3 โวลต์หรือรางอะนาล็อก 5 โวลต์

เวิร์กโฟลว์เป็นเหตุผลที่รางแรงดันถูกเลือกด้วยหลักฐานมากกว่าด้วยนิสัย เมื่อกำหนดข้อกำหนดแล้ว รางจะถูกนิยาม เมื่อเลือกตระกูลแล้ว trade จะชัดเจน เมื่ออ่านสเปคแล้ว ชิ้นส่วนเข้ากับการออกแบบ และเมื่อคำนวณความร้อนและตรวจสอบชิ้นส่วนแล้ว รางจะอยู่รอดตลอดอายุผลิตภัณฑ์ คุณค่าทั้งหมดของวิธีนี้คือเร็กกูเลเตอร์เชิงเส้น ชิ้นส่วนจ่ายไฟที่เรียบง่ายที่สุดบนแผง ถูกเลือกด้วยความระมัดระวังเช่นเดียวกับชิ้นส่วนที่ซับซ้อนที่สุด เพราะความร้อนของชิ้นส่วนเรียบง่ายและ dropout และเสียงของมัน ส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของราง และวินัยของการเลือกคือสิ่งที่ทำให้แผงทำงานต่อไป วิศวกรที่รันเวิร์กโฟลว์นี้เลือกเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้นด้วยการเลือกตระกูล การอ่านสเปค และการคำนวณความร้อน ซึ่งเป็นจุดสำคัญทั้งหมดของการเลือกเร็กกูเลเตอร์แรงดันเชิงเส้นที่ทำได้ดี