¿Opiniones sobre lo que se me ocurrió para un circuito automotriz de 12 V a 5 V?

Ha especificado un consumo de corriente de 800 mA. La caída de tensión es de 12-5=7V, por lo que el regulador consumirá 0,8*7=5,6 vatios. Eso probablemente quemará su regulador del tablero.

Incluso si elige un tipo diferente y un disipador de calor, no desea una gran fuente de calor en su automóvil.

Le sugiero encarecidamente que utilice un regulador de conmutación de 5V listo para usar. Vienen en una carcasa TO220 un poco más grande.

Sus principales problemas son: -

• Los +12V en realidad pueden estar cerca de los +30V. Las baterías de los automóviles se cargan a alrededor de +14 V, y las grúas usan dos baterías en serie para entregar un valor nominal de +24 V para arrancar realmente el motor de arranque, incluso si necesitan usar cables de salto largo. Su regulador necesita sobrevivir a una sobretensión continua, o necesita agregarle protección.
• Los +12V en realidad pueden ser -12V si las entradas están invertidas. (O -30V, ver arriba). ¿Pueden su regulador y capacitor electrolítico manejar esto? Si no, agregue un diodo.
• Los +12 V en realidad se pueden cortocircuitar juntos, o durante el arranque pueden caer a menos de +12 V, descargando cualquier capacitor frente al regulador y descargando cualquier capacitor detrás del regulador a través del regulador . Es posible que necesite un diodo para detener esto y / o quitar su límite de 10uF.
• El suministro de +5 V puede consumir más corriente de la que puede suministrar el regulador. Es posible que necesite un fusible del lado de salida.
• Todo el circuito puede consumir más corriente de la que puede suministrar el cableado de +12V. (La batería de un automóvil puede suministrar mucho, pero recuerde que esto generalmente pasa por una caja de fusibles y relés). Es posible que desee un fusible del lado de entrada o advierta explícitamente que confiará en la propia caja de fusibles del automóvil.
• Su suministro de +5V tendrá picos de corriente instantáneos, y el regulador y 100uF no podrán mantenerse al día. (Las tapas electrolíticas son bastante lentas). La práctica normal para esto es poner en paralelo un electrolítico con un capacitor más rápido y más pequeño (generalmente el mismo que usaría para el desacoplamiento) para manejar los transitorios.
• Los condensadores le darán una gran corriente de entrada. Una resistencia en el suministro de +12 V es una buena idea y también ayuda a resolver algunos de sus problemas de cortocircuito.
• Calor, como ya está cubierto por otras respuestas.

Algunos de los problemas de protección de su circuito podrían resolverse mediante el uso de un regulador de especificaciones para automóviles como un LM2940. Otros siguen siendo un problema. Del mismo modo, cambiar a un regulador de modo de conmutación lo ayudará con algunos problemas, pero no con otros, y también puede presentar otros problemas (entre ellos, el ruido/ondulación en la línea de suministro).

Descubrir soluciones a estos problemas se deja como un ejercicio para el OP, ya que bien puede ser un trabajo de curso. :)

Si debe usar un regulador lineal (Oldfart tiene razón sobre la disipación no deseada), entonces no necesita un LDO. Los LDO soportan tal vez un voltaje de entrada de 20 V; el 7805 estándar tiene una potencia nominal de 35 V, lo que es deseable para aplicaciones automotrices. También sugeriría un fusible en la entrada; si esto no es deseable, entonces posiblemente una resistencia de 1 ohmio y 1 W para quitar el borde de un pico. Finalmente, una conexión a tierra sólida es esencial.

La solución más común es utilizar un regulador de conmutación. Los reguladores de conmutación disipan mucho menos calor que los reguladores lineales, especialmente cuando hay una gran caída de voltaje. La desventaja es que producen más ruido, pero esto puede mitigarse siguiéndolos con un regulador lineal para producir un suministro bastante limpio.

Texas fabrica buenos reguladores de conmutación y tiene una herramienta de diseño gratuita en su sitio que producirá un esquema, seleccionará componentes y recomendará un diseño de PCB. Alternativamente, puede comprar un módulo de proveedores como Recom y Meanwell, que es literalmente una caja negra que se encuentra en la PCB que recibe 12 V y genera un voltaje de salida seleccionable.

Si su sistema no necesita un suministro de bajo ruido, puede usar un interruptor de salida de 5V más suministro. Si es así, puede seleccionar una salida de 6 V y usar un LDO de 5 V para regular y limpiar aún más el suministro. Una técnica popular es usar la salida del regulador de conmutación para impulsar dispositivos de alta potencia que no son sensibles al ruido, como luces o cargadores de batería, y hacer que solo las partes sensibles funcionen desde el LDO para mantener baja la generación de calor.

Usaría TVS unidireccionales en la entrada para que el pico negativo pase con un voltaje residual mínimo.

También tenga en cuenta que TVS tiene que proteger la entrada de 12 V, que también puede ser de 15 V en condiciones normales. Ha elegido 5V TVS, lo cual es incorrecto. Utilice un SMA6J18A 18V.

Solo agrego mis dos centavos, si te importa :) He diseñado 3 sistemas que funcionan con automoción. Eran para GE (no trabajo para GE, trabajo para un OEM al que contratan).

• La gente ha sugerido un diodo para polaridad inversa y protección de retroalimentación transitoria. En su lugar, utilice un MOSFET de mejora de canal P en el lado alto o un MOSFET de mejora de canal N en el lado bajo. Excelente video sobre el concepto aquí , que muestra lo fácil que es hacerlo y lo mucho más eficiente que es. Asegúrese de que la clasificación de Vds en el MOSFET sea superior a 30 V.
• Agregue un estrangulador de modo común en las dos líneas entrantes para eliminar el ruido de modo común. Asegúrese de que la calificación actual sea aceptable para la corriente que espera.
• Agregue una ferrita en la línea de 10-28 V para eliminar el ruido de modo diferencial. Nuevamente, asegúrese de que la calificación actual sea aceptable para la corriente que espera.

¡Mucha suerte con tu diseño!

He diseñado fuentes de alimentación para automóviles militares en el pasado, y la mayoría de las reglas también se aplican aquí. Le sugiero que descargue algunos después de las especificaciones mil para ver qué debe mirar. Puede ignorar los ataques EMP y los eventos nucleares, eso no es probable en un automóvil, además, creo que la falla de su fuente de alimentación sería el último de sus problemas en ese escenario. Estoy de acuerdo con las sugerencias anteriores donde se recomienda usar un Mosfet de canal P, un fusible, un estrangulador de modo común, ferrita y fusible, aunque si no puede alcanzar el fusible, puede optar por un fusible reiniciable. El diodo TVS ayudará con los picos, aunque lo que he diseñado tenía que usar un enfoque de varias etapas, donde los picos de entrada se reducían progresivamente a voltajes más razonables, es decir, 80 V, luego 18 V y finalmente 5 V en la salida. Con el primero recibiendo el mayor golpe. Obviamente, la posición de cada uno es importante, por lo que debe ser una secuencia de In-Fuse-TVS de 80 V - Condensador de clase Y para limitar los picos de HF - Estrangulador de modo común - Condensador de clase Y - Mosfet TVS de 18 V - tapa electrolítica - regulador de conmutación - tapa electrolítica -tapa de cerámica y TVS 5V. Y Bob es tu tío.

La realidad es que hay un poco más de trabajo en esta lata de gusanos, pero depende de ti hasta dónde quieres llegar por la madriguera del conejo.