[세미나?] 4. LM7805 - 입출력 소비전력, 효율.

지난 시간에서 본 스위칭 레귤레이터인 LM7525와 다르게 이번 시간엔 리니어 레귤레이터인 LM7805를 살펴본다.

제목에서 보는 바와 같이 왜 소비전력에 대해서 알아볼까?
내 생각엔 리니어 레귤레이터가 어떻게 일정하고 안정적인 전원을 내놓느냐에 달려있다.

소자에는 동작하기 적당한 온도가 있는데, 이를 넘을때에(보통 내려가는 일은...) 동작을 보장받을 수 없다.
그런데 지난 시간에 리니어 레귤레이터는 원하는 전압을 내기위해 남는 전원은 '열'로 방출한다고 했다.
그렇다면 어떻게 하는 것이 좋은가?

레귤레이터에서의 소비전력 P = (VIN-VOUT)×I 이다.
이해를 돕기위해 예를 들면, 12V 입력에 출력으로 5V,1A를 원한다고 한다.
소비전력 P = (12 - 5) × 1 = 7W 이다. 
방열판이 없다고 했을 때 열저항은 65˚C/W 이고, 25˚C에서 동작 가능한 온도는 125˚C이다.
따라서 (125 - 25) / 65 ≒ 1.5W 인데, 실질적으로는 1W 라고 한다. 이제 이 조건으로 다시 계산해보자.

출력전류 I = 1 / (12 - 5) ≒ 143mA 이다. 이것이 가지는 의미는,
입력전원이 12V이고 출력전압이 5V라고 했을 때 방열판 없이도 '계속' 낼 수 있는 전류는 143mA밖에 안 된다는 것이다.

어떤 후배는 방열판을 달면 해결된다고 하고 쓰겠지만, 그것 또한 방열판의 면적을 계산할 수 있어야고, 
필요한 방열판 면적을 구할 줄 알고 그것을 구할 시간에 다른 방법을 강구하는 것이 낫다.

LM7805의 입출력 소비전력을 알아보면서  전원회로는 항상 필요로 하는 전류를 고려해야한다는 것을 알았을 것이다.

 LM7805와 같은 Linear Regulator는 효율이 떨어지고 전력도 생각해야하는 등의 문제가 있지만,
간단하게 구성할 수 있고, 가격이 싸다는 장점을 들 수 있다.
 LM2575와 같은 Switching Regulator는 효율이 비교적 좋은 편이지만, 
Switching시 발생하는 Switching Shock로 인한 Ripple Voltage가 생기고, 주변회로를 구성해야하는 등의 단점이 있다.

이전 글과 이번 글을 통해 소자를 선택하는 데 있어서 장,단점을 이해하고 써야 한다는 것을 알았으면 한다.

첨부자료는 LM7805의 Datasheet.

LM7805.pdf