Quiero construir mi propia fuente de alimentación conmutada. Ya sé cómo hacer un suministro lineal de 10 amperios, y me pregunto si debería molestarme. ¿Qué tengo que aprender para hacer un suministro de conmutación? ¿Qué hace que un suministro de conmutación sea mejor si ambos terminan dándome CC?
Lo que no entiendo es el argumento de la "ineficacia". Tal vez los suministros lineales se calientan, sí, pero también lo hacen todas las fuentes de alimentación conmutadas de computadoras portátiles que he conocido. Observar un esquema de una fuente de alimentación conmutada muestra que tiene al menos 3 veces más componentes; eso significa 3 veces más trabajo y costo para construir una fuente de alimentación. ¿Por qué alimentaría un circuito con una fuente conmutada costosa que se calienta y termina siendo más costosa que una lineal?
¿Ambos no acaban dándome corriente continua regulada y filtrada? Debería poder usar cualquiera de los dos para cada aplicación, ¿no?
Además, si quisiera hacer uno de 10A, ¿cómo o qué componente puede administrar 10 amperios en un suministro de conmutación? (Las matrices de Darlington se utilizan en lineales)
La respuesta a cuál usar depende de la aplicación y las necesidades de eficiencia.
Por ejemplo, se le pide que haga una base de carga para el teléfono. La base se alimenta a través de una pared de 12 V y alimenta el teléfono con 5 V de potencia a 500 mA. Con un regulador lineal, se disipan 3,5 W. Eso es bastante desperdicio, pero está conectado a la red eléctrica y una base de carga es un dispositivo lo suficientemente grande, donde un regulador de disipación de calor adecuado no causaría mucho calentamiento. asuntos.
Por otro lado, suponga que está construyendo un dispositivo portátil que funciona con una pequeña batería Li-Po, incluso si diseñó un circuito LDO que solo desperdicia alrededor de 1 W de potencia, sería más deseable un circuito de conmutación como si estuviera diseñado correctamente. podría reducir su desperdicio a <10% del del regulador lineal
Nota: Preste atención a las curvas de eficiencia de los reguladores de conmutación. Por lo general, solo tienen una alta eficiencia para rangos pequeños de uso de corriente, y ayuda a comprender en qué uso de corriente opera su aplicación en diferentes condiciones para diseñar el circuito de alimentación más eficiente. Además, la disposición de los reguladores de conmutación en una PCB puede ser impredecible. He visto muchos incidentes en los que pequeños problemas de diseño pueden interferir con el voltaje de salida deseado.
Como señaló DoxyLover, no se trata solo de "ponerse caliente". La eficiencia de un regulador lineal es Vout/Vin, lo cual es realmente malo cuando hay una gran diferencia entre la entrada y la salida. Considere una CPU de escritorio moderna que funciona a 0,9 V como ejemplo extremo.
Otra ventaja de los reguladores de conmutación es que pueden aumentar o invertir el voltaje de entrada. Si necesita un voltaje positivo y negativo de una sola batería, o 12 V de un panel solar de 1,2 V, un regulador lineal no funcionará en absoluto.
Los suministros lineales pueden ser tan eficientes como los suministros de conmutación, y en raras ocasiones incluso más eficientes, en los casos en que el voltaje de entrada siempre estará ligeramente por encima del voltaje de salida requerido. Desafortunadamente, si el voltaje de entrada está solo ligeramente por encima del voltaje requerido, entonces una pequeña caída en el voltaje de entrada dejará un suministro incapaz de mantener el voltaje de salida requerido, y un pequeño aumento en el voltaje de entrada causará un gran aumento relativo en el voltaje. cantidad de energía que un suministro lineal tendrá que disipar.
La ventaja de una fuente de alimentación conmutada es que podrá ofrecer un buen rendimiento en una amplia gama de voltajes de entrada. Aunque, como señala Darudude, muchos suministros tienen un rango algo estrecho de condiciones bajo las cuales lograrán una eficiencia óptima , en la mayoría de los casos tales límites se derivan del hecho de que muchos suministros tienen una cierta cantidad mínima de energía que consumirán, independientemente de si funcionan o no. la carga lo requiere, así como una cierta cantidad de energía que consumirán más allá de lo que toma la carga.
Si un convertidor de 12 V a 5 V tiene una eficiencia del 90 % cuando suministra un amperio, pero consume un mínimo de 1 uA de la fuente, entonces su eficiencia al conducir una carga de 10 nA sería bastante patética (menos del 1 %), pero la cantidad de energía que necesitaría el desperdicio en esa situación sería de solo 12 uW, mucho menos que las pérdidas cuando se suministra un amperaje completo (donde se desperdiciarían alrededor de 0.56 W). Si un dispositivo alimentado por batería necesita suministrar una carga que consume un amperio completo durante un segundo cada semana y, de lo contrario, consume 10 nA, el consumo de corriente promedio sería de aproximadamente 1,7 uA, de los cuales 1,0 uA sería el resultado de la corriente de referencia. dibujar, lo que hace que la eficiencia general sea de alrededor del 40%. Sin embargo, si la carga consumiera un amperio completo durante diez segundos cada semana, el consumo de corriente promedio sería de aproximadamente 8 uA y la eficiencia mejoraría hasta un 80 %. Con la carga de un segundo por semana, la reducción de la corriente consumida durante los tiempos de inactividad podría duplicar la vida útil de la batería. Sin embargo, con la carga de diez segundos por semana, la vida útil de la batería estaría limitada por la necesidad de suministrar corriente real a la carga, incluso si el consumo de energía en reposo pudiera reducirse a nada.
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