LDO vs regulador de conmutación

Navega tus respuestas
4

Actualmente tenemos un PCB que necesita alimentar un módem y un microcontrolador. El PCB se alimenta a través de una batería (rango 12V - 30V). El módem y el microcontrolador tienen líneas eléctricas separadas. El microcontrolador + periféricos consume unos 200 mA, mientras que el módem puede consumir unos 300 mA (con picos de 2A durante las ráfagas de transmisión).

Durante la fase de diseño, fue obvio que un regulador de conmutación reductor sería la solución preferida, ya que un LDO necesitaría disipar demasiado calor. Sin embargo, para una revisión inicial, el PCB se diseñó de tal manera que tuviéramos la opción de utilizar cualquiera de estos

(La razón es que el LDO era mucho más barato de diseñar / fabricar) y que el módem solo se usaba un par de veces al día durante períodos de tiempo realmente cortos (enviando aproximadamente 5 x 1kb por día).

La razón es que no estaba claro cuál sería el costo de un diseño de regulador de conmutación decente.

Hemos probado con ambos y, de hecho, hemos encontrado que el LDO necesita refrigeración cuando se usa mucho. Obviamente, el uso del buck PTN78000WAH no es posible desde una perspectiva de precios (14 eur).

Nos preguntamos cuál sería el aumento en comparación con el LDO LM317 si tuviéramos que recurrir a un regulador de conmutación. Nuestro diseñador de PCB no lo tiene claro, afirmando que el diseño de un regulador de conmutación es muy complicado, requiere investigación adicional y una prueba de concepto de que debemos pagar sin tener una idea de cuál será el impacto en el costo final.

Solo queremos saber cuál será el impacto en los precios si optamos por un regulador de conmutación en la PCB.

El diseño de referencia del módem propuso lo siguiente:

Yatenemoselfusible,losdiodos,loscasquillos,laperladeferritaensuPCB.LoúnicoquenotenemoseselL101(uninductor/choke),yaqueactualmenteseencuentraeneltableroderupturadeTexasInstruments.

Estanfácilcomoverelpreciodelos2componentesprincipales:

¿Y concluye que por aproximadamente 3EUR (a diferencia de los 0,3EUR actuales) podríamos poner un circuito regulador de conmutación en nuestra PCB? ¿O hay algo más que me falta? ¿Y hay otras alternativas para los 2 componentes anteriores que podrían ser adecuadas para nuestro caso de uso (alimentación de un módem SIM900, entrada de 12-30 V, corriente de 2A durante ráfagas de transmisión, operaciones normales de 300 mA)?

    
pregunta ddewaele

3 respuestas

4

El diseño del regulador de conmutación es realmente complicado, e incluso requiere un diseño de PCB adecuado gracias a las altas frecuencias y la EMI involucrada. Pero de ninguna manera es imposible cuando se construye alrededor de un controlador IC y se siguen las recomendaciones de su hoja de datos.

Pero tenga en cuenta que por aproximadamente los mismos 3 euros, podría comprar un módulo regulador de conmutación ya hecho en su propio PCB de eBay.

Y ni siquiera necesariamente necesita un circuito regulador de conmutación capaz de 2A o más, si esos picos son lo suficientemente cortos. Usted podría optar por 8V y poner eso en un capacitor adecuadamente grande, y además regularlo a 5V usando un regulador lineal. Los picos de 2A harían que el voltaje del condensador disminuya, pero si no baja demasiado (gracias a un condensador grande), la salida seguirá siendo de 5V.

    
respondido por el Rennex
3

Estoy de acuerdo con la respuesta de Rennex y quiero agregar algo.

Usar LM317 u otro regulador lineal en su caso es una muy mala idea. Perderá mucha energía de la batería preciosa en el regulador lineal.

A 200mA ("operación normal"), con una caída de 24V a 5V, el regulador perderá:

P = I * U = 0.2A * (24V-5V) = 3.8W

    
respondido por el Kamil
-1

su diseño tendrá una pérdida de potencia mucho mayor que el LDO.

  1. el circuito Zener está incompleto, necesita una resistencia en serie con la fuente (intente con Google) para limitar la corriente que obtendrá el Zener. P = VI, si su fuente tiene 20V y su Zener es 5V, entonces el voltaje recortado de 15V simplemente disipará el calor a través del cable. Digamos que el cable tiene 1 ohmio y la tensión a través de él es de 15 V, luego se obtienen 15 vatios de potencia a través del cable, lo que significa que tiene 15 A de corriente, entonces la energía a través del Zener es Pz = 5 * 15 = 75 vatios. revise el regulador de derivación o serie zener en google para ver el circuito.

  2. ¿Por qué tiene la fuente pwm externa que no sea su IC? lo que significa que tendrá 2 IC, el regulador de conmutación se puede hacer y generalmente se hace con solo 1 IC. el otro IC solo consumirá energía, también necesitará el regulador zener para ese IC, por lo que es bastante inconveniente.

  3. Por último, su circuito para regular el voltaje es incorrecto, pero no muy incorrecto. Quiero decir que si su IC puede tomar la corriente de conmutación 2A, entonces está bien. pero por lo general, incluirá un transistor bjt o mosfet como un interruptor porque IC tenderá a romperse si pasa mucha corriente a través de él. así que básicamente usarás circuitos integrados para PWM y voltaje de retorno solamente.

respondido por el user103378

Lea otras preguntas en las etiquetas

Monitoreo de energía solar con Raspberry Pi Cómo programar el flash de varios controladores PIC