Alimentación regulada lineal desde voltaje de entrada ruidoso

Hay varios problemas aquí.

La activación de los solenoides provoca una caída significativa a corto plazo en la tensión de alimentación. El nivel de voltaje real no parece ser un problema, pero la caída rápida lo es. La solución obvia es hacer menos de una inmersión con bordes más lentos. Coloque un condensador a granel a través de la entrada de energía justo donde entra en la placa, y coloque tapas más pequeñas cerca de los relés, justo donde toman la energía. Preste atención a la corriente de bucle a través de estos límites, y a las corrientes de potencia del relé en general a través de la placa. El problema que realmente puede tener es el rebote desde el suelo cuando los relés se activan debido a un mal diseño del terreno. Sería lo mejor de las corrientes de retorno de relé que no corrían a través del plano de tierra principal, sino que tenían un retorno separado al punto de tierra principal en la fuente de alimentación.

El segundo problema es que su suministro de bajo voltaje es susceptible a transitorios rápidos en la entrada. Como tiene mucho espacio para la tensión, un poco de filtro delante del 7805 reducirá la velocidad de los bordes hasta donde el circuito activo del 7805 pueda lidiar con eso, y también tomará parte de la carga de calor.

El tercer problema es que los reguladores lineales se están calentando demasiado. Esto se debe a que están reduciendo la diferencia entre el voltaje de la fuente de alimentación y el suministro lógico de 5 V por su corriente en forma de calor. Por ejemplo, digamos que necesita 100 mA a 5V. Con una entrada de 14 V, los reguladores están bajando 9 V, lo que multiplicó los tiempos de la corriente a 900 mW. Es probable que esté fuera de especificación para una pequeña pieza de montaje en superficie.

Agregar reguladores más grandes con disipadores de calor será voluminoso y costoso. Una mejor respuesta es usar un regulador de dólar pequeño. Incluso si solo tiene un 85% de eficiencia (bastante bajo para los estándares actuales), los mismos 100 mA a 5 V de salida causarán menos de 100 mW de disipación. Puede ser pequeñas piezas SMD sin ningún tipo de consideraciones térmicas especiales. Un conmutador debe ser lo suficientemente bueno para todas sus necesidades de 5 V.

Si necesita suministros extra limpios de 5 V, puede hacer que el conmutador produzca 5,6 V o menos y utilice pequeños reguladores lineales de baja caída en el punto de uso. No se calentarán, ya que solo disminuirían 600 mV por 5 V de corriente. Coloque un pequeño inductor de virutas de ferrita seguido de una tapa a tierra frente a cada LDO.

Otra cosa que hacer es colocar un diodo Schottky seguido de una tapa a tierra frente al regulador de conmutación. Esto evitará que las caídas repentinas en el voltaje de la potencia de entrada obliguen a que la entrada del conmutador sea baja. El transitorio resultante será lo suficientemente lento como para que el conmutador tenga la oportunidad de manejarlo correctamente.

En lugar de reemplazar el 7805 a bordo, puede intentar usar un regulador intermedio (lineal o de conmutación) para reducir el suministro a 8 - 9 V o así, lo suficientemente alto como para dar al espacio libre suficiente para el 7805 pero solo se requiere que disipe la mitad el poder. Eso también debería reducir la caída que se ve en el riel de 5 V en un orden de magnitud, asumiendo que la caída se debe a una mala regulación de la línea en el 7805; es posible que desee verificar que su circuito no comparte una ruta de retorno a tierra con el solenoides, por ejemplo.

¿Qué tan cerca están los solenoides del dispositivo RFID? ¿Podría ser el campo magnético de una bobina solenoide que está causando el problema, no la caída de voltaje?