Pérdida de transmisión de corriente continua vs. pérdida de conversión

Sí, y en su caso, Boost / Buck ciertamente será menos eficiente a menos que esté utilizando un voltaje extremadamente bajo / alta corriente para su aplicación.

Los convertidores DC-DC tienden a no ser más del 90-95% de eficiencia, por lo que colocar uno en cada extremo de su cable de 4 m resultará en una pérdida de aproximadamente el 10%.

Además, el cable Ethernet tiene una resistencia, por lo que habrá una pérdida adicional en el cable. El hecho de que aumentara y redujera el voltaje no elimina estas pérdidas, sin embargo, la conversión a un voltaje más alto reducirá las pérdidas I ^ 2R.

7 W @ 5 V es aproximadamente 700 mA. El cable Ethernet típico es de unos 200m Ohm / m (bucle), por lo que la caída de voltaje será de unos 0.15 V / m. Si puede tolerar una caída de 150 mV / m en sus 5 V (alrededor del 3%), entonces no se convierte. Si necesita 5 V regulados, comience por decir 6 V y coloque un regulador de baja caída en el extremo de la aplicación.

EDIT:

Si desea consumir 5 V @ 4 A en el extremo remoto, entonces tiene sentido aumentar / buck. Las pérdidas por resistencia a 5 V estarían cerca de 3.2 V ..... por lo que no es posible.
Si aumenta a 30 V (aproximadamente 700 mA de corriente por 20 W), la pérdida de voltaje será de aproximadamente 0,56 V.
A continuación, baja a 5 V en el extremo remoto. Probablemente tendrá aproximadamente (seamos conservadores) un 90% de eficiencia en cada convertidor, por lo que aproximadamente un 80% de eficiencia en general. Necesita consumir 20 W, pero necesita suministrar 25 W de potencia de entrada para permitir pérdidas.

El método más fácil para verificar esto es simplemente medir la resistencia del cable que planea usar. Su pérdida de energía a través del cable se calcula fácilmente según la resistencia medida y la corriente que estaría usando.

Suponiendo que su consumo de energía sea de 7 vatios a 5 V, podemos calcular la cantidad de corriente que implica:

$$ I = \ frac P V = \ frac 7 5 = 1.4A $$

Luego, podemos averiguar qué es la pérdida de potencia, en función de la resistencia:

$$ P_ \ mathrm {pérdida} = I ^ 2R = 1.4 ^ 2R $$

Luego, puede convertir esto en un porcentaje de eficiencia dividiendo su poder de pérdida por su poder total:

$$ \ mathrm {Eficiencia} = \ frac {P_ \ mathrm {pérdida}} {P_ \ mathrm {total}} \ veces 100 $$

En este caso, su potencia total es la suma de su potencia de carga (7W) y la pérdida de potencia.

Ahora para la opción de regulador, debe tener en cuenta que está tratando con las eficiencias de los reguladores ambos , por lo que debemos considerar el producto de ambos:

$$ \ mathrm {Total \ eficiencia de espacio} = \ mathrm {Boost \ eficiencia de espacio} \ times \ mathrm {Buck \ eficiencia de espacio} $$

Una estimación razonable para la eficiencia del regulador DC-DC es del 80-90%.

Al comparar las dos eficiencias, puede ver exactamente qué solución tiene la mejor eficiencia. Para distancias cortas apostaría mi dinero solo por el uso del cable.

Sin embargo, la eficiencia no es la única consideración. Si bien es probable que la solución solo para cables sea más barata y eficiente, habrá una caída de voltaje en ese cable proporcional a la corriente:

$$ \ Delta V = I \ times {R_ \ mathrm {wire}} $$

Calculamos la corriente anterior como 1.4A, por lo que al usar su resistencia de cable medida, puede calcular cuán grande será la caída de voltaje. Luego puede aumentar su voltaje de entrada en esa cantidad para anular la caída. Como ejemplo, si la resistencia de su cable mide 0.2 & ohm; entonces su caída es 1.4 * 0.2 = 0.28V. Suponiendo que desea 5 V en el extremo de carga del cable, querría 5,2 V en la entrada.