Digamos que tengo un circuito regulador de voltaje lineal de 5v con un voltaje de suministro de 24v.
Si el citcuit de 5v está utilizando 20 amperios, ¿cuántos amperios deberá suministrar el suministro de 24v? ¿O la corriente será la misma?
Digamos que tengo un circuito regulador de voltaje lineal de 5v con un voltaje de suministro de 24v.
Si el citcuit de 5v está utilizando 20 amperios, ¿cuántos amperios deberá suministrar el suministro de 24v? ¿O la corriente será la misma?
Un regulador de voltaje lineal actúa de manera muy similar a una resistencia inteligente que establece su valor de tal manera que el voltaje detrás de él se regula al voltaje deseado.
Debido a eso, la corriente en la entrada es casi la misma que la corriente de la salida. Será más alto porque el regulador lineal necesita algo de corriente también para hacer su trabajo.
Esto también significa que un regulador de voltaje lineal está desperdiciando toda la energía en calor, lo que en su caso se convertiría en 380W ((Vin-Vout) * Iin), lo que sería un regulador lineal realmente robusto. y requieren mucho enfriamiento. Yo diría que es muy poco práctico.
Para un caso como ese, un regulador de conmutación probablemente será la mejor opción, ya que convierte el voltaje con cierta eficiencia. En buenos diseños puede ser muy alto, se puede alcanzar el 90% o más. Eso significa que la potencia de entrada es mayor que la potencia de salida pero la corriente sería menor (para un convertidor reductor):
$$ \ eta = \ frac {P_ {out}} {P_ {in}} \ rightarrow P_ {in} = \ frac {P_ {out}} {\ eta} $$
En su ejemplo, con una eficiencia del 90%, la potencia de entrada sería solo de 111W (en lugar de 480W para el regulador lineal). Y la corriente en el lado de 24 V resultaría ser solo de 4.63A.
Los reguladores de conmutación también tienen sus desventajas, como una ondulación de voltaje de salida más alta.
La corriente de entrada de un regulador lineal será ligeramente más alta que la corriente de salida, y la diferencia será la corriente necesaria para operar el propio regulador.
Para un regulador de conmutación, la potencia en el regulador será ligeramente mayor que la salida de potencia del regulador.
Si el LDO estaba funcionando al 100% de eficiencia, entonces la potencia de salida sería igual a la potencia de entrada, es decir $$ P = 5V * 20A = 24V * I_ {IN} $$ o
$$ I_ {IN} = \ frac {5V * 20A} {24V} = 4.17 A $$
Pero desafortunadamente, los LDO tienen una eficiencia terrible, y empeora a medida que aumenta la diferencia entre los voltajes de entrada y de salida.
$$ ƞ = \ frac {V_ {OUT}} {V_ {IN}} = \ frac {5V} {24V} = 0.208 $$
Por lo tanto, la entrada actual real requerida =
$$ \ frac {I_ {IN}} {ƞ} = \ frac {4.17A} {. 208} = 20 A $$
Por lo tanto, la corriente de entrada es igual a la corriente de salida, después de todo.
Tenga en cuenta que si estuviera utilizando un regulador de conmutación, con una eficiencia mucho mayor del 85%, esto sería
$$ \ frac {I_ {IN}} {ƞ} = \ frac {4.17A} {. 85} = 4.90 A $$
Qué diferencia.
Otra forma de hacer este mismo cálculo es la potencia de entrada y salida:
$$ P_ {OUT} = V_ {OUT} * I_ {OUT} = 5V * 20A = 100 W $$
$$ P_ {IN} = \ frac {P_ {OUT}} {ƞ} = \ frac {100W} {. 85} = 117.6 W $$
$$ I_ {IN} = \ frac {P_ {IN}} {V_ {IN}} = \ frac {117.6W} {24V} = 4.90 A $$
Una forma de calcular la Iin del sistema se basa en la simple eficiencia = ecuación de Pout / Pin. Pin = Vin * Iin y Pout = Vout * Iout. Asumiendo que su regulador lineal es 60% eficiente. Ahora puede resolver el Iin necesario para este diseño.
Iin = (5Vout * 20Iout) / (Vin * .6) = > 6.94Amps
Lea otras preguntas en las etiquetas power-electronics voltage-regulator