¿Cómo limitar la corriente para el regulador de voltaje / disminuir la disipación de potencia?

El hecho de que un regulador sea capaz de emitir 5 A de corriente no significa que pueda hacerlo en todo el rango de entrada, especialmente sin una buena cantidad de disipador de calor (potencialmente con ventilador). La razón por la que ambos dispositivos se calientan es porque tienen que deshacerse de la misma cantidad de energía, dada por

$$ P = (V_ {in} -V_ {out}) \ cdot I $$ que en su caso es aproximadamente \ $ (12 \ V-5 \ V) \ cdot1.5 \ A = 10.5 \ W \ $, que es mucho calor! (hay una razón por la que las computadoras tienen grandes disipadores de calor con ventiladores en la parte superior).

Tienes algunas opciones. Puedes mirar a las fuentes de alimentación de modo conmutado, que son mucho más eficientes (porque no disminuyen el voltaje al convertir el exceso en calor). Alternativamente, puede observar el uso de varios reguladores en serie. Use un regulador para ir a 9V, luego a 7V y luego a 5V. De esta manera, la carga se distribuye sobre varios reguladores y cada uno tiene menos poder para disiparse (¡por supuesto que el poder disipado total es el mismo!). Por último, puede observar el uso de componentes externos como lo estaba haciendo. Mencionó tener problemas. Le sugeriría que intente esa topología con cargas más bajas y una buena cantidad de protección en el extremo de la fuente de alimentación para ver qué está pasando. Podría ser que esté recibiendo algún tipo de inestabilidad.

Su disipación de energía es causada por la cantidad de voltaje que cae para llegar a 5V veces su corriente de carga más la bocanada de corriente que el regulador usa para hacer esto. Este último suele ser despreciable.

Mientras esté usando una fuente de voltaje tan grande, tendrá que lidiar con esa potencia si está usando un regulador lineal.

Casi tiene tres opciones, como se muestra a continuación en orden de preferencia.

1. Use una fuente de voltaje más bajo. Si ese 13.8 V proviene de un transformador, compre un transformador diferente que esté más cerca del voltaje más bajo que necesita el regulador. Además, puede obtener mejores reguladores llamados reguladores de baja caída que necesitan incluso menos voltaje de entrada.

2. Construya un circuito regulador de modo de interruptor. Hay muchos dispositivos y circuitos por ahí en estos días que convertirán los voltajes para usted a altas eficiencias. Sin embargo, hay cierto costo en complejidad y ruido.

3. Dividir la potencia: agregue diodos de potencia adicionales o resistencias de potencia antes del regulador para absorber algo de ese calor. Es posible que aún deba disipar todo eso, pero es posible que el requisito del disipador de calor sea un poco menor para mantener el componente activo dentro de la tolerancia. Por supuesto, este método no hace NADA para mejorar la eficiencia, por lo que es el último en la lista.

Nota: la técnica de división actual que se muestra tiene la intención de permitirle usar el regulador a corrientes más altas de las que el propio regulador está diseñado para proporcionar. Ese enfoque realmente no te ayuda en esta situación.

Supongo que necesita una señal de 5 V sin ruido, ya que utiliza un regulador lineal. Disminuiría el voltaje con un convertidor Buck de calidad decente (> 85% de eficiencia) a 6,3 V, y lo alimentaría a un LM350 (3A) o 7805 (1,5A); ambos caen a un valor nominal de 1,25 V independientemente.

Como ya se mencionó anteriormente, no tiene sentido disipar y perder tanto poder. W_dissipate = ( Vin - Vout ) * I_load es bastante claro. Siempre uso convertidores reductores - > reguladores lineales si hay más de 2-3 voltios de diferencia, y mi carga es moderada.