Regulador de voltaje: ¿cómo compensar la caída de voltaje en el cable?

Los dispositivos USB reducen su consumo de corriente al disminuir el voltaje. Esto se debe a que el dispositivo desconoce la capacidad de corriente máxima de un cargador USB tonto y el cargador señala que alcanza el límite de corriente al reducir el voltaje.

Como efecto secundario, el consumo de corriente del dispositivo (y por lo tanto la velocidad de carga) también disminuye al aumentar la longitud del cable. Este es el problema que me gustaría resolver.

Dado que el cable USB tiene 4 hilos, sería fácil modificarlo, de modo que pueda detectar el voltaje al final del cable, solo unos pocos mm antes del conector.

Buscando una solución, encontré LDO (ejemplo: LP3856) que tienen un pin de detección adicional.

P1: ¿Tal LDO resolvería mi problema?

Supongo que solo compensaría el 50% de la caída de voltaje ya que la mitad de la caída ocurre en el cable GND. (Q2)

P3: La mayoría de los reguladores lineales ajustables tienen una entrada V_adj. ¿Podría "hacer un mal uso" de esa entrada como pin de detección simplemente conectando un extremo del divisor de voltaje a mi cable de detección?

P4: Muchos convertidores boost/buck también tienen algún circuito externo para retroalimentación. ¿El truco de Q3 también funcionaría allí?

P5: ¿Alguna otra sugerencia para resolver mi problema?

Incluso a 5 m, la resistencia del cable no será lo suficientemente significativa como para bajar el voltaje por debajo de 4,4 V si el dispositivo consume 150 mA o menos. yoctopuce.com/ES/article/usb-cables-size-matters

Respuestas (3)

La modificación de cualquier cable generalmente no depende de la cantidad de núcleos que ya tiene: la modificación necesitaría aumentar los núcleos de 4 a posiblemente 5 o 6 (a riesgo de alterar los datos equilibrados en dos de los 4 núcleos existentes).

Suponiendo que pueda modificar adecuadamente el cable, necesitará lo que se conoce como retroalimentación de "sentido". Estoy seguro de que hay chips que pueden ayudar con esto y también funcionan con la conexión de 0V.

Para un regulador que es del tipo ajustable, generalmente hay un pin de retroalimentación que se puede usar para aplicaciones de tipo "detección" pero, probablemente en todos los chips comunes, esto no funcionaría de manera efectiva porque el sistema de retroalimentación puede terminar oscilando así , necesita un regulador ajustable que pueda hacer frente (más difícil de encontrar) o inyecta, en el pin de retroalimentación, una señal "golpeada" que no alterará el tiempo de respuesta generalmente muy rápido del chip a cargas transitorias.

Esto se puede hacer con un amplificador operacional que monitorea los puntos finales del cable y, a su vez, de manera fraccionada y cuidadosa, sube o baja el pin de retroalimentación sin alterar el sistema de control generalmente frágil que existe dentro del chip.

Se puede hacer, pero tal vez un poco complicado.

P5: ¿Alguna otra sugerencia para resolver mi problema?

Sí: inserte un concentrador USB con alimentación cada 5 metros. Puede conectar en cadena hasta 5 concentradores. El concentrador raíz dentro de su computadora cuenta como uno.

Pero si necesita controlar dispositivos USB desde tal distancia, use una computadora en red barata como relé o uno de esos servidores USB, eso sería mucho más confiable.

¿El concentrador USB aumenta el voltaje?
@neverMind9 Muchos concentradores USB utilizan una fuente de alimentación externa.

Lo que probablemente haría es simplemente colocar un concentrador alimentado lo más cerca posible de la carga.

O si es solo para un cargador, y desea un funcionamiento de bajo voltaje por alguna razón, conecte un cable de 12 V (use un cable de altavoz o algo razonablemente grueso como ese), coloque un enchufe de cigarrillo de automóvil en el extremo y coloque un cargador de automóvil en eso.

Si lo hace bien, el truco de compensación de detección de voltaje cancelará las caídas en la línea de 5 V, pero a menos que también sienta la caída de voltaje en la línea de tierra, tiene razón en que solo puede compensar la mitad de la caída.

Es posible que también tenga problemas con el ruido que ingresa a su línea de retroalimentación.