Calcular la corriente utilizada: ¿diodo frente a LDO para reducir los voltajes?

¿Alguien podría explicar cómo calcularía la cantidad de corriente que se desperdicia si usa un diodo de silicona estándar para reducir una fuente de 3,7 V a 3,1 V?

Estoy tratando de evaluar si un LDO es más eficiente que simplemente dejar caer un voltaje usando un diodo.

Digamos que el caso base es que el dispositivo está durmiendo y tirando de 1 mA de corriente.

¿Por dónde empiezas con ese tipo de cálculo?

(El caso base del caso real es un módulo que espera un LiPo de 3,7 V y está bien de 4,2 V a 3,3 V, pero otro IC que quiere una fuente de 3,6 V - 3,3 V. Esta placa tiene MUY limitaciones de espacio, por lo que en cierto sentido el el diodo probablemente sea la forma más pequeña de reducir el voltaje para el IC en cuestión).

En lugar de desperdiciar corriente, es el voltaje lo que está "desperdiciando", y eso es algo extraño de decir ... ¡así que obtengamos la terminología correcta! Desperdiciando poder!
Claro, potencia... ¿Por dónde empiezas para una medición como esa?
La batería no será una constante de 3,7 V. Cuando se descarga, puede ser solo de 3 V o incluso de 2,8 V. Si simplemente baja el voltaje, su circuito dejará de funcionar antes de que se agote la batería.
Kevin es cierto, en este caso, el LiPo tiene un circuito integrado de apagado... Pero sí, el diodo no es ideal si no puedes lidiar con los cambios de voltaje.
el diodo, el LDO y una resistencia convierten los voltios en calor a la misma velocidad (*I)

Respuestas (1)

La energía desperdiciada con un LDO será PAG = V × I = ( V i norte − V o tu t ) × I [W]

La potencia desperdiciada con un diodo será PAG = V × I = V F × I [W], (Vf significa tensión directa). Dependiendo del diodo que esté usando, puede ser de 0,2 V a 1,5 V e incluso más si está usando un Zener o un LED. Usaré 0,6 V porque probablemente sea algo que tengas en mente.

Entonces, la potencia desperdiciada con un diodo será aproximadamente 0.6 × I [W]

Conectemos sus números y veamos cuál es el más eficiente, pista: son igualmente malos.

YO HAGO: ( V i norte − V o tu t ) × I = 3.7 − 3.1 = 0.6 × I [W]

Diodo: 0.6 × I ... espera un segundo, ¡esto es lo mismo que para el LDO! Eso es porque no está utilizando una fuente de alimentación conmutada (SPS).

¿Qué hay de usar una resistencia en su lugar? Tal vez eso sea mejor, pista: no lo es, es tan malo como las opciones anteriores.

Si sabe que su sistema extraerá 1 mA, ¿cuál es la resistencia requerida para que el voltaje a través de la resistencia sea de 0,6 V?

tu = R × I => R = tu I = 0.6 0.001 = 600 Ω

El poder desperdiciado será PAG = V × I = 0.6 × I , oh no, el 0.6 × I [W] de nuevo. ¡Argh!

En cuanto al tamaño, una resistencia puede ser la más pequeña, el siguiente es probablemente un diodo, el tercero un LDO.
Si yo fuera usted, usaría un LDO porque es el único que se asegura de que sea de 3.1 V en la salida, el diodo y la resistencia son simplemente pasivos, no hay una regulación activa con ellos.

Si desea buscar la eficiencia, entonces un convertidor de dinero lo haría feliz. Lamentablemente, son un poco más grandes que las resistencias/diodos/LDO porque requieren un inductor, además, el ruido de la conmutación puede ser demasiado desagradable para su carga.

Supongamos que optaría por un convertidor reductor (un tipo de fuente de alimentación conmutada) que es 90% eficiente mientras suministra 1 mA, es como un sueño hecho realidad. Todo coincide y el ruido no afecta en absoluto a la carga. Puedo ver un arco iris.

Entonces la energía desperdiciada sería PAG = PAG w a s t mi × ( 1 − PAG mi F F i C i mi norte C y ) = 0.6 × I × ( 1 − 0.9 ) = 0.06 × I [W]

Debilitante 0.06 × I [W] es mucho mejor que perder 0.6 × I [W], asumiendo tus números y arcoíris.

Esto es genial gracias. Déjame digerir esto. Entiendo el dilema del voltaje directo al no tener una salida de voltaje constante. No estoy seguro de la eficiencia.
Lo tengo con la fuente de alimentación conmutada, el IC es bastante sensible. Creo que tienes que poner un montón de pasivos para filtrar el ruido. No hay almuerzos gratis, ¿verdad?
Sí, eso ayudaría, pero eso a su vez haría que su diseño fuera aún más grande, lo cual es algo que no desea. -- Si aumenta la frecuencia de conmutación (por ejemplo, 400 kHz), puede salirse con la suya con componentes más pequeños. El precio que debe pagar es desperdiciar corriente al cargar y descargar los transistores MOSFET que manejan la conmutación. Y la transición de cuando un MOSFET cambia de encendido a apagado... Sí... hay mucho en lo que pensar... Pero está tratando con solo 1 mA, así que estoy bastante seguro de que puede ignorar el problema de eficiencia y simplemente quédese con un LDO.
@ Leroy105 si planea marcar mi respuesta como correcta, no permita que otras personas tengan la oportunidad de comentar / responder y / o criticar. A alguien más se le podría ocurrir una mejor respuesta.
Lo vi mal... Está todo bien. Ahora entiendo qué es un ldo, opamp con una resistencia....
Por cierto, las unidades entre corchetes como [W] son ​​tan incorrectas que requieren una reparación urgente.
@carloc Hmm, está bien, he visto este tipo de anotación [X] utilizada antes para indicar qué unidad es algo (como [Ω] y [V]). Pero si puedes demostrar que es Watt de una mejor manera, hazlo. Lo apreciaría. Edite de inmediato.
Yo también he visto el error [W] o similar muchas veces. También me entristeció verlo en su muy buena respuesta. Los corchetes solo significan "unidad de". Entonces, el uso correcto sería algo así como [P] = W que significa "unidades de P son vatios". Al revés no significaría casi nada. Aunque es un error muy común
Calcular la corriente utilizada: ¿diodo frente a LDO para reducir los voltajes?
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