LDO – Low Dropout Regulator
Oggi ti parlo di un componente molto importante e diffuso nell’elettronica: l’LDO, cioè il Low Dropout Regulator. In questo articolo scoprirai insieme a me cosa è un LDO, come funziona, perché è così utile e vedremo qualche esempio tecnico per capire bene quando e come usarlo nei tuoi progetti elettronici.
Cos’è un LDO?
Un Low Dropout Regulator è un regolatore di tensione lineare progettato per funzionare con una differenza minima tra tensione di ingresso e tensione di uscita, detta appunto “dropout”. A differenza dei regolatori lineari tradizionali, che richiedono una differenza di tensione più alta per garantire la stabilità dell’uscita, l’LDO può regolare la tensione anche quando la tensione di ingresso è molto vicina a quella desiderata in uscita.
In parole semplici: l’LDO ti permette di ottenere una tensione stabile e regolata con meno spreco di energia rispetto a un regolatore lineare classico, soprattutto quando la tensione di ingresso è poco più alta di quella di uscita.
Come funziona un LDO?
Un LDO è basato su un transistor passante (tipicamente un MOSFET o un transistor bipolare) che regola la corrente e mantiene la tensione di uscita costante. La sua caratteristica principale è il “dropout voltage”, cioè la minima differenza di tensione tra ingresso e uscita necessaria per mantenere la regolazione.
Quando la tensione di ingresso scende al di sotto di questa differenza, il regolatore non riesce più a mantenere stabile la tensione di uscita e questa comincia a cadere.
Esempio tecnico pratico: calcolo del dropout e uso in alimentazione a batteria
- Immagina di voler alimentare un microcontrollore a 3.3V usando una batteria da 3.7V (tipica batteria Li-Ion). Un regolatore lineare tradizionale potrebbe non funzionare bene perché la tensione in ingresso è troppo vicina a 3.3V.
- Con un LDO con dropout di 0.2V, il microcontrollore riceverà una tensione stabile fintanto che la batteria non scende sotto circa 3.5V (3.3V + 0.2V).
- Questo migliora l’efficienza e allunga la durata della batteria rispetto a un regolatore che richiede un dropout più alto.
Caratteristiche principali di un LDO
Dove si usa un LDO?
Io ti dico che l’LDO è ovunque dove serve una tensione pulita e stabile con una bassa differenza di tensione tra ingresso e uscita. Per esempio:
- Alimentazione di microcontrollori e sensori in dispositivi a batteria
- Filtraggio di alimentazioni rumorose dopo un regolatore switching
- Alimentazione di circuiti analogici e RF che richiedono basse interferenze
Non dimenticare però che l’LDO dissipa potenza come calore in base alla differenza tra tensione ingresso e uscita e alla corrente assorbita, quindi è importante calcolare bene il bilancio termico per evitare surriscaldamenti.
Un esempio concreto che ho incontrato: in un progetto con una batteria da 3.7V volevo alimentare un modulo Wi-Fi che funziona a 3.3V. Usando un LDO a basso dropout, riuscivo a sfruttare quasi tutta la carica della batteria prima che la tensione scendesse troppo per il modulo. Se avessi usato un regolatore normale, il modulo si sarebbe spento prima.
Domani vedremo come funzionano i regolatori switching, un’altra famiglia di regolatori molto efficiente, ma con caratteristiche e utilizzi diversi rispetto agli LDO. Ti farà piacere scoprire quando conviene usare uno o l’altro.
