¿Cuál es la ventaja de cambiar a una fuente de alimentación lineal?

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Quiero construir mi propia fuente de alimentación de conmutación. Ya sé cómo hacer un suministro lineal de 10 amperios, y me pregunto si debería molestarme. ¿Qué tengo que aprender a hacer un suministro de conmutación? ¿Qué hace que una fuente de conmutación sea mejor si ambos terminan dándome DC?

Lo que no entiendo es el argumento de "ineficiencia". Tal vez los suministros lineales se calientan, sí, pero también lo hacen todas las fuentes de alimentación de conmutación de portátiles que he conocido. Mirar un esquema de una fuente de alimentación de conmutación muestra que tiene al menos 3 veces más componentes; eso significa 3 veces más trabajo y costo para construir una fuente de alimentación. ¿Por qué debería alimentar un circuito utilizando una fuente de alimentación de conmutación costosa que se calienta y que termina siendo más costosa que una lineal?

¿Ambos no terminan simplemente dándome alimentación de CC filtrada y regulada? Debería poder usar cualquiera de las aplicaciones, ¿no es así?

Además, si quisiera hacer 10A uno, ¿cómo o qué componente puede administrar 10 amperios en una fuente de conmutación? (Las matrices de Darlington se utilizan en lineares)

    
pregunta GoatZero

3 respuestas

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La respuesta a la que utilice depende de la aplicación y de las necesidades de eficiencia.

Por ejemplo, se te pide que hagas una base de carga para teléfono. La base se alimenta a través de una pared de 12 V y alimenta el teléfono con 5 V de potencia a 500 mA. Usando un regulador lineal, se disipan 3.5W. Eso es bastante desperdicio, pero usted está conectado a la red eléctrica, y una base de carga es un dispositivo lo suficientemente grande, donde un regulador hundido de manera adecuada no causaría mucho calentamiento. cuestiones.

Por otro lado, suponga que está construyendo un dispositivo portátil que funciona con una pequeña batería Li-Po, incluso si diseñó un circuito LDO que solo desperdicia aproximadamente 1W de energía, un circuito de conmutación sería más deseable como si diseñado correctamente, podría reducir su desperdicio a < 10% el del regulador lineal

Nota: preste atención a las curvas de eficiencia de los reguladores de conmutación. Por lo general, solo tienen una alta eficiencia para pequeños rangos de uso actual, y esto ayuda a entender en qué condiciones opera su aplicación en diferentes condiciones para diseñar el circuito de potencia más eficiente. Además, la distribución de los reguladores en un PCB puede resultar improcedente. He visto muchos incidentes en los que pequeños problemas de diseño pueden alterar la salida del voltaje deseado.

    
respondido por el darudude
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Como señaló DoxyLover, no es solo una cuestión de "calentarse". La eficiencia de un regulador lineal es Vout / Vin, que es realmente malo cuando hay una gran diferencia entre entrada y salida. Considere una CPU de escritorio moderna que se ejecute a 0.9 V para un ejemplo extremo.

Otra ventaja de los reguladores de conmutación es que pueden aumentar o invertir el voltaje de entrada. Si necesita un voltaje positivo y negativo de una sola batería, o 12V de un panel solar de 1.2V, un regulador lineal no funcionará en absoluto.

    
respondido por el Adam Haun
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Los suministros lineales pueden ser tan eficientes como los suministros de conmutación, y en raras ocasiones incluso más eficientes, en los casos en que el voltaje de entrada siempre estará ligeramente por encima del voltaje de salida requerido. Desafortunadamente, si el voltaje de entrada está solo ligeramente por encima del voltaje requerido, entonces una pequeña caída en el voltaje de entrada dejará a la fuente incapaz de mantener el voltaje de salida requerido, y un pequeño aumento en el voltaje de entrada causará un enorme aumento relativo en el voltaje de entrada. cantidad de energía que una fuente lineal tendrá que disipar.

La ventaja de una fuente de alimentación conmutada es que podrá ofrecer un buen rendimiento en un amplio rango de voltajes de entrada. A pesar de que, como se puede observar, muchos suministros tienen un rango de condiciones un tanto estrecho en el que lograrán una eficiencia óptima , en la mayoría de los casos dichos límites se deben al hecho de que muchos suministros tienen una cantidad mínima de energía. dibujarán si la carga lo requiere o no, así como una cierta cantidad de energía que consumirán más allá de lo que la carga requiere.

Si un convertidor de 12V a 5V es 90% eficiente cuando suministra un amplificador, pero obtiene un mínimo de 1uA de la fuente, entonces la eficiencia al conducir una carga de 10nA sería bastante patética (menos del 1%) pero la cantidad de la energía que se desperdiciaría en esa situación sería solo 12uW, mucho menos que las pérdidas al suministrar un amperio completo (donde se desperdiciaría alrededor de 0.56W). Si un dispositivo alimentado por batería necesitará suministrar una carga que consuma un amperio completo durante 1 segundo cada semana y, de lo contrario, consuma 10nA, el consumo de corriente promedio sería de aproximadamente 1.7uA, de los cuales 1.0uA sería el resultado de la corriente de referencia. Sorteo, lo que hace que la eficiencia global sea del 40%. Sin embargo, si la carga consumiera un amperio completo durante diez segundos cada semana, el consumo de corriente promedio sería de aproximadamente 8uA y la eficiencia mejoraría en alrededor del 80%. Con la carga de un segundo por semana, reducir la corriente consumida durante los tiempos de inactividad podría duplicar la vida útil de la batería. Sin embargo, con la carga de diez segundos por semana, la vida útil de la batería se vería limitada por la necesidad de suministrar corriente real a la carga, incluso si el consumo de energía en reposo pudiera reducirse a nada.

    
respondido por el supercat

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