Küçük bir Vin-Vout farkı için, bir LDO'ya karşı bir kova regülatörü kullanmaya değer mi?

250mA'da 5V'dan 3.3V'a inmek istiyorum.

Gördüğüm kadarıyla, dikkate alınması gereken iki seçenek var:

• Buck: daha fazla alan, daha yüksek maliyet
• LDO: daha az yer, daha düşük maliyet, ısıyı çıkarmak daha zor (?), Daha az verimli (?)

Merak ediyorum LDO bu işi yaparken daha verimli ve daha iyi olacak mı? 6V ila 5V çözümleri gibi şeylerin genellikle kova düzenleyicileri yerine LDO'ları kullandığını duydum çünkü daha verimli, ancak bunun 5V ila 3.3V için çalışıp çalışmadığını merak ediyorum?

250 mA'da 5 ila 3,3 V düşürmek, LDO'da 0,425 Watt kaybetmek zorunda kalacağı anlamına gelir, bu işi yapmak için büyük bir soğutucuya ihtiyacınız olacaktır.

Regülatörün kendisi tarafından kullanılan gücün bir sorun haline gelmesi için çok az akıma ihtiyacınız olmadığı sürece bir LDO asla buck dönüştürücüsünden daha verimli olmayacaktır.

Şu anda yanlış tasarlanmış bir PCB'im var, tam olarak 5 V'yi 200 mA'da 3.3V'ye çevirmeyi önerdiğim şeyi yapmaya çalıştım ve bir soğutucu olarak büyük bir bakır düzlemim olmasına rağmen LDO hala 80 ° C'ye ulaşıyor birkaç saniye.

Şu anda güç kaynağımı MC34063A dönüştürücüyü kullanacak şekilde yeniden tasarlıyorum.

Birçoğu size zaten güç verimliliği hakkında bir fikir verdi, sadece başkalarının bunu yaptığını gördüm nedenlerinden bazılarını ortaya çıkarmak istiyorum.

1. Gürültü bağışıklığı. daha geniş [SMPS] [1] kova / patlama regülatörleri çok zayıf gürültü özelliklerine sahiptir. Anahtarlama frekansında neredeyse harmonikleri garanti ederler. LDO'lar yapmazlar, çok düzgün bir güç yaratırlar.

2. Basitlik, sadece küçük bir voltaj düşürüyorsunuz, devrenizi temiz tutun ve bileşenleriniz düşük.

Bu gürültü bağışıklığı normalde bunu görmemizin ana nedenlerinden biridir. LDO'lar bu notta yenemez, temiz çıkış gücü elde etmek için güç ödersiniz. LDO'ların bu kadar popüler olmasının özel nedeni, voltajınızı LDO'nuzun çalışma voltajının neredeyse üstünde tutmak için bir kova / yükseltme kullanabilmenizle ilgilidir. Bunu 5V devrelerde sık sık gördüm, gücü 5.5V'a ve sonra da 5V rayı LDO'ya yükseltiyorlar. Bu, yalnızca 1/11 güç kaybına maruz kalırken çok düşük gürültülü yüksek kaliteli güç sağlar ve LDO'dan yaklaşık% 90 güç verimliliği elde eder.

Yani, bu perspektiften, voltajı her zaman bir kova ve LDO ile 4V'ye düşürebilirsiniz, ancak sadece LDO'yu seçer ve düşük dirençli bir termal yola bağlandığınızdan emin oluruz, böylece ısı kolayca dağılır.

LDO'lar daha verimli olmayacaktır: (5 V - 3,3 V) * 250 mA = 0,425 W.

Ufacık (SOT-23) LDO'lar için zaten oldukça fazla, muhtemelen en azından bir DPAK gerekli. Tasarım (verimlilik değil), ısıyı IC'den ve dirençlere almak için LDO'nun girişindeki seri dirençlerle geliştirilebilir, ancak R _ser  × I _max dirençler arasındaki voltaj düşüşünün çok büyük olmadığından emin olun. gereken en yüksek akım. I _max'da ve mevcut giriş voltajının V _{in, min'in} alt ucunda, hala LDO'nun minimum giriş voltajını karşılamanız gerekir, yani

V _{çıkış, maks}  + V _{düşüş, LDO, maks}  ≥ V _{giriş, min}  - R _ser  × I _maks .

Bu hile bazen LDO'nun kendi paketindeki tüm ısıyı dağıtamıyorsanız ve daha fazla bileşene yaymak istemiyorsanız yardımcı olur. Ayrıca, LDO'nun önündeki seri dirençler, bir süre için tam giriş voltajını idare edebildikleri için, bazen zayıf bir adamın kısa devre koruması olarak işlev görür.

Bütün bunlar ucuz ve kirli, bu yüzden evet: Bir kova kullanmaya değer olabilir.

Gereksinimlerinize bağlıdır:

• Yüksek verimli bir dijital devre için: kova.
• Hassas, düşük gürültülü analog devreler için: LDO!

Bir noktada anahtarlama kayıpları ve anahtarlayıcı için besleme akımı faydalardan daha ağır basacağı için LDO'nun asla daha verimli olmayacağı doğru değildir.

Oh, ve 34063A, switcher'lar gittikçe oldukça berbat bir dönüştürücüdür - 5 V ila 3,3 V için, fayda asgari ise beni şaşırtmaz. Bu voltaj aralığı için çok daha iyi dönüştürücüler vardır.

Dijital sinyaller için bir kova dönüştürücü kullanın. Çoğu zaman, indüktörlerin oldukça az yer kapladığı ve ihtiyaç duyulan harici bileşenlerin sayısının düşük olduğu göz önüne alındığında, LDO çözümlerinden daha küçük bir çözüm bulacaksınız.

Hem dijital hem de analog gerekiyorsa, sinyali bir LDO kullanarak temizlemek istersiniz. Örneğin, hem dijital hem de analog voltajı tek bir yongadan çıkarmak için çift DC / DC dönüştürmeyi kullanabilirsiniz. Örneğin, 5V'yi 3.3V dijitale dönüştüren bir çip alabilir ve daha sonra 3.0V analog voltaj elde etmek için bu çıkışı bağlayabilirsiniz.

Bence LDO hakkında yanlış bir fikrin var.

LDO, düşük bırakma anlamına gelir veya Vin'den Vout'a çok az fark istediğinizde. Yapmaya çalıştığınız şey bir LDO, normal 7805, LM317 veya başka bir saçmalık gerektirmez (kötü okuma).

Doğrusal regülatörün verimliliğini Vout / Vin olarak düşünebilirsiniz, bu nedenle örneğinizde, açıkça 3.3 / 5 =% 66 zayıf bir sayıdır. Bu, her zaman regülatörünüzün atmosferi% 34 geri kalanı ile ısıtacağı anlamına gelir.

Bu kadar düşük verimlilikte bile, bir doğrusal, üzerinde dağılan güç olduğu sürece çok iyi çalışabilir (yani, Pin ve Pout farkını yaratın) regülatörün paketi + doğal soğutma veya PCB düzlemi için yeterli olacaktır (yükselen paket sıcaklığını 50 ° 'de okuyun) Örneğin). Bu, veri sayfalarından kolayca hesaplanabilir.

Ancak 3,3'ten 3'ü dönüştürmeye çalışıyorsanız, kova düzenleyicilerinin çoğundan daha iyi (ve daha ucuz)% 90,9 elde edersiniz. Bu durumda bir LDO'ya (ve iyi bir tanesine) ihtiyacınız olacaktır, çünkü 300mV LM317 tarafından ele alınamaz.

Yani sizin durumunuzda buck, verimlilik açısından çok daha iyi olacaktır.

Alkış,

Buck dönüştürücüler genellikle sadece birkaç microAmp'ın 'bekleme' akımlarında düşük performans gösterir.

Aslında, UC'nin bir ldo'nun çalıştığı ve her seferinde ~ 300mA tüketen bir kova dönüştürücü güç devresini açtığı, hem ldo hem de buck dönüştürücüyü bir araya getiren pille çalışan tasarımları kullandım.

Bence daha basit bir çözüm biliyorum. Sen kullanabilirsiniz LM117 / LM317 işini yapacak IC ve mevcut sınırı olduğundan 250mA bu en iyi seçenek olmalı ve bu 1.5A kadar gidebilir gibi ısı hakkında endişe gerekmez. Buradaki gereklilik, giriş voltajının çıkış voltajından en az 1,5V daha fazla olması gerektiğidir.

Bunları böyle küçük akımlar için herhangi bir soğutucu olmadan bile kullandım ve mükemmel bir şekilde gidiyorlar. Veri sayfası, bunun size yardımcı olacağını umuyoruz ve devre o kadar karmaşık değil. Daha güvenli bir taraf için, veri sayfasında verilen formülü kullanarak ısı emiciye ihtiyacınız olup olmadığını öğrenebilirsiniz.

http://www.national.com/ds/LM/LM117.pdf