¿Regulación eficiente de baja potencia? es decir, 9 -> 5 voltios

Los reguladores lineales como el 7805 son ineficientes, y más cuando el voltaje de entrada es mayor. Funciona como una resistencia variable, que varía su valor para mantener constante el voltaje de salida, aquí 5V. Eso significa que la corriente consumida por su circuito de 5V también fluye a través de esta resistencia variable. Si su circuito disipa 1A, entonces la disipación de energía en el 7805 será

$P = \Delta V \cdot I = (9V - 5V) \cdot 1A = 4W$

4W en un solo componente es bastante, los 5W en su circuito probablemente se distribuirán en varios componentes. Significa que el 7805 necesitará un disipador de calor, y eso suele ser una mala señal: demasiada disipación de energía. Esto será peor con voltajes de entrada más altos, y la eficiencia de la regulación se puede calcular como

$\eta = \dfrac{P_{OUT}}{P_{IN}} = \dfrac{V_{OUT} \cdot I_{OUT}}{V_{IN} \cdot I_{IN}} = \dfrac{V_{OUT}}{V_{IN}}$

ya que$I_{OUT} = I_{IN}$.
Entonces en este caso$\eta = \dfrac{5V}{9V} = 0.56$o 56%. Con voltajes de entrada más altos, esta eficiencia incluso empeorará.

La solución es un regulador de conmutación , o conmutador para abreviar. Existen diferentes tipos de conmutadores dependiendo de la$V_{IN}/V_{OUT}$relación. Si$V_{OUT}$es menos que$V_{IN}$usas un convertidor buck .
Mientras que incluso un regulador lineal ideal tiene una eficiencia baja, un conmutador ideal tiene una eficiencia del 100% y la eficiencia real se puede predecir por las propiedades de los componentes usados. Por ejemplo, hay una caída de voltaje sobre el diodo y la resistencia de la bobina. Un conmutador bien diseñado puede tener una eficiencia de hasta el 95% , como para la relación de 5V/9V dada. Diferentes relaciones de voltaje pueden resultar en eficiencias algo más bajas. De todos modos, 95% de eficiencia significa que la potencia disipada en el regulador es

$P_{SWITCHER} = \left(\dfrac{1}{\eta} - 1\right) \cdot P_{OUT} = \left(\dfrac{1}{0.95} - 1\right) \cdot 5W = 0.26W$

que es lo suficientemente bajo como para no necesitar un disipador de calor. De hecho, el regulador de conmutación en sí mismo puede estar en un paquete SOT23, con los otros componentes, como SMD de bobina y diodo también.

La forma más eficiente sería utilizar un convertidor reductor , que es un tipo de regulador de conmutación .

Este tipo de regulador es mucho más eficiente que un regulador lineal, ya que convierte la energía en lugar de disipar intencionalmente el exceso en forma de calor.

La energía desperdiciada en su ejemplo, si su circuito consume 100 mA, sería aproximadamente:
(9V-5V) * 0.1A = 0.4W La
energía desperdiciada a 1A sería alrededor de (9V-5V) * 1A = 4W.
Esto será solo alrededor del 55% de eficiencia en comparación con una eficiencia del 80-95% para un regulador de conmutación.

Aquí hay una pieza de ejemplo escogida al azar.
Algunos ejemplos más aquí (seleccione diferentes casillas de verificación para refinar la búsqueda; acabo de seleccionar la salida de 5V)

Entiendo que este es un hilo bastante antiguo, pero noté que murata semiconductor fabrica un convertidor CC/CC que es un reemplazo directo para los circuitos integrados de la serie 78xx. "Serie OKI-78SR" 85% de eficiencia y un paquete estilo TO-220 de 3 pines. http://www.mouser.com/ds/2/281/oki-78sr-56393.pdf