Tengo un circuito que tiene una entrada de pico de 35V y me gustaría bajar el voltaje a 5V 200mA. Se me recomendó utilizar un regulador previo en la siguiente configuración:
Lo bueno es que funciona. Mi pregunta es ¿qué está haciendo este BJT / prerregulador? ¿Cómo funciona?
La tensión de base se establece mediante el CR4, el emisor estará por debajo de ese valor a 0.7V. En su caso, alrededor de (14.-0.7) = 13.3 V. El voltaje restante se quita en la \ $ V_ {ce} \ $ de Q1 como calor. \ $ (35 - 13.3) * 0.2 = 4.34 W \ $
Bueno, en realidad no está minimizando la disipación de energía aquí con el regulador previo.
Su pre-regulador es un regulador lineal muy simple que está diseñado para proporcionar un voltaje de entrada más bajo a su regulador LM317. El diodo Zener y el R3 proporcionarán un 14 V. relativamente estable. El transistor Q1 está en una configuración de emisor-seguidor, por lo que obtiene un diodo desplegable desde la base hasta el emisor. Esto proporciona un 13 V regulado de manera gruesa como la entrada para su regulador LM317.
Y ahora el lado negativo: realmente no está ahorrando ningún consumo de energía aquí, simplemente está compartiendo la disipación de energía entre Q1 y LM317. A una entrada de 35 V y su máximo de 200 mA, habrá una caída de 22 V en Q1 y una caída de 8 V en U1. La potencia es el voltaje actual y el Q1 se está disipando 4.4 W (HOT !!!) y el U1 ahora solo disipa 1.6 W. Antes, el U1 estaba disipando todos de esa potencia (6 W), por lo que definitivamente está funcionando más fresco.
Esto plantea un problema con su selección de piezas: el PZT2222AT1 es una potencia baja transistor. En condiciones óptimas, su potencia máxima absoluta es de 0,6 W. Ahora ha cambiado el problema de su regulador al transistor pre-regulador. Recomendaría un regulador de conmutación (convertidor reductor) en lugar de un enfoque de regulador lineal, y eso disiparía mucha menos potencia debido a la mayor eficiencia.
Como dijo W5VO, si desea minimizar la pérdida de energía, entonces necesita un regulador de conmutación.
Si desea minimizar la disipación de calor en el LM315, la solución más barata es agregar una resistencia entre Vin y U1.
La resistencia está diseñada para disminuir la mayor parte del voltaje que el LM317 de otro modo disiparía.
El LM3176 tiene un Vin-Vout mínimo de 2V a 1A, algo más bajo a 200 mA. Use al menos 2V para 'seguridad'.
Vin_min_LM317 = 5V + 2V = 7V.
Rseries_max. = V / I = (Vin_min - 7V) / Imax = say (30-7) /. 2A = 115R
Un 100 Ohm estaría bien alrededor
Disipación de potencia en la resistencia = I ^ 2 x R = 0.2 ^ 2 x 100 = 4 vatios.
Una resistencia enfriada por aire de 5W es marginal. Una resistencia enfriada por aire de 10W es mejor.
A 0.2A Vdrop = IR = 0.2 x 100 = 20V.
Mínimo Vin = 5V + 2V + 20V = 27V.
Debería estar bien.
Si se aumentara Imax, entonces Rseries tendría que ser más pequeño.
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