Czy w przypadku niewielkiej różnicy Vin-Vout warto używać LDO w porównaniu z regulatorem złotówki?

Chcę obniżyć napięcie 5 V do 3,3 V przy około 250 mA.

O ile mi wiadomo, istnieją dwie opcje do rozważenia:

• Buck: więcej miejsca, wyższy koszt
• LDO: mniej miejsca, niższy koszt, trudniejsze do usunięcia ciepło (?), Mniej wydajne (?)

Zastanawiam się, czy LDO będzie bardziej wydajne i lepsze w wykonywaniu tej pracy? Słyszałem, że takie rozwiązania jak 6 V do 5 V zwykle używają LDO zamiast regulatorów buck, ponieważ są bardziej wydajne, ale zastanawiam się, czy to działa dla 5 V do 3,3 V?

Upuszczenie 5 do 3,3 V przy 250 mA będzie oznaczało konieczność utraty 0,425 W w LDO, będziesz potrzebował ogromnego radiatora, aby to zadziałało.

LDO nigdy nie będzie bardziej wydajne niż konwerter buck, chyba że potrzebujesz tak małego prądu, że energia wykorzystywana przez sam regulator staje się problemem.

Mam teraz źle zaprojektowaną płytkę drukowaną, w której próbowałem zrobić dokładnie to, co proponujesz, aby przekształcić 5 V w 3,3 V przy 200 mA i mimo że mam dużą miedzianą płaszczyznę jako radiator, LDO nadal osiąga 80 ° C w kilka sekund.

Obecnie przeprojektowuję zasilacz, aby zamiast niego używać konwertera MC34063A.

Wielu już wyraziło opinię na temat wydajności energetycznej, chciałbym tylko przedstawić kilka powodów, dla których widziałem, jak inni to robią.

1. Odporność na hałas. regulatory buck / bost, szerzej [SMPS] [1], mają bardzo słabą charakterystykę hałasu. Prawie gwarantują harmoniczne przy częstotliwości przełączania. LDO nie, tworzą bardzo płynną moc.

2. Prostota, upuszczasz tylko niewielkie napięcie, utrzymujesz obwód w czystości, a liczba elementów jest niska.

Ta odporność na hałas jest zwykle jednym z głównych powodów, dla których to widzę. Nie można pokonać LDO w tej notatce, płacisz moc, aby uzyskać czystą moc wyjściową. Konkretny powód, dla którego LDO są tak popularne, jest związany z faktem, że można użyć złotówki / boosta, aby uzyskać napięcie nieznacznie przekraczające napięcie robocze LDO. Widziałem to często w obwodach 5 V, zwiększają moc do 5,5 V, a następnie LDO do szyny 5 V. Daje to bardzo wysoką moc wysokiej jakości przy bardzo niskim poziomie szumów, przy jednoczesnej utracie mocy 1/11, nadal uzyskując około 90% wydajności energetycznej z LDO.

Z tego punktu widzenia zawsze można obniżyć napięcie do 4V za pomocą złotówki i LDO, ale ja po prostu LDO i upewnię się, że jest podłączone do ścieżki termicznej o niskiej rezystancji, aby ciepło było łatwo rozpraszane.

LDO nie będą bardziej wydajne: (5 V - 3,3 V) * 250 mA = 0,425 W.

Już dość dużo dla małych LDO (SOT-23), prawdopodobnie niezbędny jest przynajmniej DPAK. Konstrukcję (nie wydajność) można poprawić za pomocą rezystorów szeregowych na wejściu LDO, aby odprowadzać ciepło z układu scalonego do rezystorów, ale upewnij się, że spadek napięcia na rezystorach R _ser  × I _max nie jest zbyt duży dla najwyższy wymagany prąd. Przy I _max i na niskim końcu dostępnego napięcia wejściowego V _{in, min} , nadal musisz osiągnąć minimalne napięcie wejściowe LDO, tj.

V _{out, maks}  + _spadek V _{, LDO, max}  ≥ V _{in, min}  - R _ser  × I _max .

Ta sztuczka czasami pomaga, jeśli nie możesz rozproszyć całego ciepła we własnym pakiecie LDO i chcesz rozłożyć go na więcej komponentów. Ponadto szeregowe rezystory przed LDO czasami działają jako zabezpieczenie przeciwzwarciowe biednego człowieka, biorąc pod uwagę, że mogą przez chwilę wytrzymać pełne napięcie wejściowe.

Wszystko to jest tanie i brudne, więc tak: Może warto być warte złotówki.

To zależy od twoich wymagań:

• W przypadku wysokowydajnego obwodu cyfrowego: buck.
• Do precyzyjnych, niskoszumowych obwodów analogowych: LDO!

Nie jest to do końca prawdą, że LDO nigdy nie będzie bardziej wydajne, ponieważ w pewnym momencie straty przełączania i prąd zasilania przełącznika przeważą nad korzyściami.

Aha, a 34063A to dość kiepski konwerter podczas przełączania - dla 5 V do 3,3 V nie zaskoczyłoby mnie, gdyby korzyść była minimalna. Istnieją znacznie lepsze przetworniki dla tego zakresu napięcia.

W przypadku sygnałów cyfrowych użyj konwertera buck. Często zdarza się, że znajdziesz rozwiązanie mniejsze niż rozwiązania LDO, biorąc pod uwagę, że cewki stały się dość małe, a liczba potrzebnych komponentów zewnętrznych jest niewielka.

Jeśli potrzebujesz zarówno cyfrowego, jak i analogowego, chcesz wyczyścić sygnał za pomocą LDO. W twoim przykładzie możesz użyć podwójnych przetworników DC / DC, aby uzyskać zarówno cyfrowe, jak i analogowe napięcie z jednego układu. Na przykład można uzyskać układ, który konwertuje 5 V na 3,3 V, a następnie podłączyć to wyjście, aby uzyskać napięcie analogowe 3,0 V.

Myślę, że masz błędne przekonanie na temat LDO.

LDO oznacza niski poziom rezygnacji lub gdy potrzebujesz bardzo niewielkiej różnicy między Vin a Vout. To, co próbujesz zrobić, nie wymaga LDO, zwykłe 7805, LM317 lub inne badziewie wykonają to samo (odczyt słaby).

Możesz pomyśleć o wydajności regulatora liniowego jako Vout / Vin, więc w twoim przykładzie wyraźnie widać, że 3,3 / 5 = 66% jest liczbą słabą. Oznacza to, że w dowolnym momencie regulator ogrzeje atmosferę z resztą 34%.

Nawet przy tak słabej wydajności, liniowy może działać bardzo dobrze, dopóki moc na nim rozproszona (to znaczy, różnicuj Pin i Pout) będzie wystarczająca dla pakietu regulatora + naturalne chłodzenie lub płaszczyznę PCB (czytaj wzrost temperatury pakietu przy 50 stopniach na przykład). Można to łatwo obliczyć z arkuszy danych.

Ale jeśli próbujesz przekonwertować 3 z 3.3, osiągniesz 90,9%, znacznie lepiej (i taniej) niż większość regulatorów złotówki. W takim przypadku potrzebujesz LDO (i dobrego), ponieważ LM317 nie może obsłużyć 300 mV.

W twoim przypadku buck będzie znacznie lepszy pod względem wydajności.

Twoje zdrowie,

Konwertery Buck zwykle działają słabo przy prądzie w trybie czuwania wynoszącym zaledwie kilka microAmps.

Właściwie zastosowałem konstrukcje zasilane bateryjnie, łącząc ze sobą zarówno konwerter ldo, jak i buck, w których działa lc uC, i włączam obwód zasilany z konwertera buck, który zużywał ~ 300mA przez kilka minut na raz.

Cóż, myślę, że znam prostsze rozwiązanie. Możesz użyć LM117 / LM317 IC do wykonania swojej pracy, a ponieważ twój obecny limit wynosi 250mA, powinna to być najlepsza opcja i nie musisz się martwić o ciepło, ponieważ mogą wzrosnąć do 1,5A. Wymagane jest, aby napięcie wejściowe było o co najmniej 1,5 V większe niż napięcie wyjściowe.

Użyłem ich nawet bez radiatora do tak małych prądów i idą idealnie dobrze. Oto karta danych, mam nadzieję, że to ci pomoże, a obwód nie jest tak skomplikowany. Dla bezpieczeństwa możesz dowiedzieć się, czy potrzebujesz radiatora, czy nie, korzystając ze wzoru podanego w karcie danych.

http://www.national.com/ds/LM/LM117.pdf