Estaba pensando en una fuente de alimentación simple de bajo voltaje / corriente que pueda aceptar un amplio rango de voltajes de entrada, hasta cientos. Digamos que la entrada es de 20 a 160 VCC y la salida debe ser de 10 V con una corriente máxima de 20 mA.
Dado que tiene que ser simple, decidí que debería ser algún tipo de regulador lineal, con diodo Zener utilizado como referencia de voltaje. La parte difícil para mí fue que necesita poner una cantidad mínima de corriente a través del diodo Zener para que sea efectivo (alrededor de 10 m, según entiendo).
Sin embargo, si usa una resistencia para limitar la corriente a través de Zener (como en los circuitos típicos), la corriente sería ~ 15 veces mayor en la entrada máxima (caída de 150 V en la resistencia a 160 V frente a una caída de 10 V en la entrada de 20 V). Eso generaría mucho calor tanto en el Zener como en el resistor (¡22.5W en el resistor!). Entonces, esa no parece una opción viable.
La solución con la que vine es usar la fuente de corriente para limitar la corriente a través del Zener. En ese caso, casi todo el calor se libera en el BJT (que es bastante fácil de enfriar con el disipador térmico adecuado, más la corriente no aumentaría linealmente con el voltaje, como en el caso de la resistencia). Las corrientes de base son relativamente pequeñas, por lo que el calor no debería ser un problema (aproximadamente ~ 1W a 160 V de entrada en el esquema a continuación, que, creo, está bien).
Aquí está el esquema que diseñé (no preste mucha atención a los valores, pongo lo que esté disponible en este editor):
(R3 es la carga).
Entonces, la pregunta es, ¿se ve como una solución sensata o es un completo disparate? ¿Cómo podría mejorarse?
P.S. Es una pregunta más teórica sobre cómo diseñar el circuito para estos requisitos, así que ignoremos las preocupaciones de seguridad por ahora.
P.P.S. Entiendo que la eficiencia del circuito es de alrededor de cero. La historia detrás es que vi un controlador de motor de CC que se supone que funciona en 24-110 AVDC. Con mi poca experiencia con la electrónica, me sorprendió cómo suministran energía para la parte de bajo voltaje (controlador MOSFET y temporizador para PWM, supongo), lo que me llevó a este diseño. Dado que el motor es como 100W, perder 5W en una parte de bajo voltaje probablemente esté bien.