Dos reguladores de voltaje en serie vs en paralelo

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¿Qué es una mejor idea: conectar dos reguladores de voltaje en serie o en paralelo? No necesito mucha corriente (máx. 300-400mA). Necesito ambos voltajes. La salida del transformador es de aproximadamente 9V. U2 da 1A max y U3 800mA max.

    
pregunta solusipse

4 respuestas

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La diferencia importante aquí es donde se disipa la energía. Para ambos circuitos se puede calcular fácilmente:

Paralelo:

  • \ $ P_ {U2} = (V_ {IN} - V_ {OUT}) × I_ {OUT} = (9 - 5) × 1 = 4 \ text {W} \ $
  • \ $ P_ {U3} = (V_ {IN} - V_ {OUT}) × I_ {OUT} = (9 - 3.3) × 0.8A = 4.6 \ text {W} \ $
  • Potencia total = 8.6W

Configuración de la serie

  • \ $ P_ {U2} = (V_ {IN} - V_ {OUT}) × I_ {OUT} = (9 - 5) × (1 + 0.8) = 7.2 \ text {W} \ $
  • \ $ P_ {U3} = (V_ {IN} - V_ {OUT}) × I_ {OUT} = (5 - 3.3) × 0.8A = 1.4W \ $
  • Potencia total = 8.6W

La pregunta es dónde puede disipar estas cantidades de energía de la manera más cómoda, qué regulador. Cuanto más alta es la potencia disipada, más grande es el disipador de calor requerido. Para ambas soluciones, la potencia total disipada es idéntica.

Tenga en cuenta que para la configuración en serie, su regulador de 5V debe poder hacer casi 2A, mientras que en la configuración paralela, ambos reguladores tienen que lidiar con "solo" alrededor de 1A.

    
respondido por el jippie
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Si

  • el regulador de 3.3V puede funcionar con la salida mínima del regulador de 5V como entrada,
  • Y el regulador de 5 V puede suministrar la suma de ambas corrientes, ambas opciones están abiertas.

Tenga en cuenta que en las dos alternativas la disipación se dividirá entre los dos reguladores de manera diferente.

En 1A y 0,8A, necesitará un poco de enfriamiento en ambos reguladores, que debe calcular para la tensión de entrada máxima (la tensión de línea más alta posible, el factor de transformación hacia abajo más bajo posible, la caída de posibles ajustes en los diodos) y la más baja posible tensión de salida. (Los cálculos de Jippie se pueden usar como punto de partida, pero las cifras en el peor de los casos serán un poco peores).

    
respondido por el Wouter van Ooijen
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Suponiendo que el segundo regulador pueda funcionar con el voltaje más bajo que saldrá del primero, entonces podría hacerlo en serie. Una vez más, asumiendo que estos son reguladores lineales, creo que la desventaja es que el primer regulador tendrá que ser dimensionado para suministrar la corriente y la disipación de potencia necesaria para soportar el segundo regulador. Por lo tanto, es posible que pueda usar una pequeña parte para el segundo tipo, pero que termine pagándolo en el primer regulador. Dada la opción, lo haría en paralelo personalmente.

Ahora, si estuviera usando un regulador de conmutación para el primer regulador y un lineal en el segundo, entonces habría algunas mejoras de eficiencia que podría obtener al tenerlas en series como esas. Con el primer regulador disminuyendo el voltaje para el segundo. Aún debe proporcionar suficiente corriente desde el primer regulador, pero ahora la potencia que su segundo regulador tiene para disipar ya que un lineal es mucho menor.

    
respondido por el Some Hardware Guy
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Para lineair reguladores de voltaje, es cierto que una configuración distribuida o centralizada no influye en la eficiencia. Sin embargo, tenga en cuenta que esto no es cierto para los reguladores de modo de conmutación. La eficiencia seguirá siendo la misma centralizada, pero será menor en una configuración distribuida.

Asumamos un regulador de modo de conmutación con una eficiencia del 95%. También asumiré que cada regulador tiene una potencia disponible separada en la configuración distribuida (su imagen implica que solo el regulador de 3.3 V tiene una salida disponible):

$$ Psource = \ frac {Pu_2} {0.95} + \ frac {Pu_3} {0.95 * 0.95} = 8.188 \\ $$

Necesitamos realizar ingeniería inversa sobre cuál debería ser la fuente de alimentación total requerida en el caso distribuido. Para la potencia requerida para Pu2, tenemos que compensar la eficiencia de 1 (el regulador de modo de interruptor de 5V). Para la potencia requerida para Pu3, tenemos que compensar la eficiencia de ambos reguladores de modo de conmutación, ya que esta fracción de Psource necesita viajar a través de dos modos de conmutación para llegar a Pu3.

La eficiencia es

$$ \ eta = \ frac {Pu_2 + Pu_3} {Psource} = \ frac {5 + 2.64} {8.188} = 93.3 \% $$

Por supuesto, no se degrada mucho en este caso, pero en una cadena de energía más larga, con más modos de conmutación, la eficiencia sería mucho menor y las potencias más altas lo harían aún más significativo.

    
respondido por el Armannas

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