Generalmente uso fuentes de alimentación conmutadas de 12 V para mis circuitos, ya que son muy comunes, pero entiendo que el 7805 puede tomar un voltaje de entrada más bajo.
Si le di al 7805 un voltaje de entrada más bajo (es decir, 9 V), entiendo que se disipará menos calor, ya que sería una caída de voltaje más pequeña. 6V sería incluso menos, suponiendo que mi regulador pueda bajar tanto.
Pero, ¿hay alguna desventaja en dar menos voltaje de entrada? ¿Actuación? ¿Más o menos ruido? Y en el lado de la fuente de alimentación, ¿los suministros de voltaje más bajo o de voltaje más alto suelen estar mejor hechos?
(Tengo una tapa de aluminio de 100uF en la entrada y tapas de aluminio de 10uF y cerámica de 0.01uF en la salida).
El 7805 caerá normalmente alrededor de 1,6 V por encima del voltaje de salida. A 1A está garantizado que no se caerá con 2V de diferencial de entrada-salida. Lo más probable es que no esté funcionando cerca de 1A o que esté usando un regulador de conmutación, pero incluso a baja corriente, la caída no es tan baja, eso se debe a que el 7805 no es un regulador LDO y hay caídas de Vbe allí.
Uno podría suponer que el rechazo de ondulación de entrada probablemente se deteriore a medida que se acerca al voltaje de caída y la ganancia cae. La especificación de la hoja de datos es un diferencial de entrada-salida de 5 V, por lo que eluden ese problema. Si tiene un circuito analógico sensible como un módulo de RF, es posible que desee utilizar un voltaje de entrada más alto que el mínimo absoluto.
Si está utilizando un 7805 con voltaje de entrada no regulado (transformador, rectificador y filtro), probablemente deba ser algo así como 10 V para estar seguro y tener en cuenta la tolerancia del voltaje de línea, la ondulación, etc. Si lo está utilizando con un suministro regulado (como una verruga de pared de conmutación), 9V es bueno, 7.5V está bien, pero 6V no es lo suficientemente alto. Hay reguladores LDO que tienen una caída muy baja (por lo que 6 V estaría bien), pero tienen otras desventajas (solo son condicionalmente estables; preste mucha atención al valor del capacitor de salida, ESR y tipo), son más caros, menos fuentes, y generalmente tienen una capacidad de voltaje de entrada mucho más baja, por lo que son más fáciles de freír con transitorios de entrada. Gran parte de la electrónica moderna utiliza reguladores LDO y/o reguladores de conmutación, hay literalmente miles de piezas posibles para usar,
Diría que si necesita un disipador de calor en el 7805, es hora de pasar a un regulador de conmutación en la mayoría de los casos. No hay problema usando el 7805 o 78M05 a 10, 50 o 100mA, y es mejor que un 78L05 (más caro, pero el circuito es diferente y tiene mejor rendimiento garantizado). La compensación de un LDO frente a un regulador 78xx es un poco más compleja y depende en gran medida del voltaje de entrada y del control que tenga sobre él.
Los reguladores de conmutación no disipan energía de la misma manera que lo hace un regulador lineal (p. ej., LM7805). El típico (estilo antiguo) LM7805 necesita un mínimo de 7v para garantizar 5v de salida, y eso se disiparía continuamente con al menos 2v x I out, con una disipación linealmente mayor a medida que aumenta el voltaje de entrada.
Un regulador de conmutación bien diseñado disipa la potencia solo durante el breve tiempo en que los componentes de potencia están conmutando (una parte se pierde en una conmutación ineficiente y otra se pierde en Rds o Rce). Los reguladores de conmutación típicos son más eficientes con voltajes de entrada más altos.
Los voltajes de entrada más bajos darán una disipación más baja en los reguladores lineales. Pero una desventaja de usar un voltaje de entrada más bajo es que su suministro de entrada, o batería, podría atascarse en situaciones de alta carga y caer por debajo del nivel de caída del regulador. Con voltajes de entrada más altos, algunos reguladores de conmutación realmente cambiarán a frecuencias más altas, lo que hará que el filtrado de ruido del capacitor sea más eficiente.
Pero, ¿hay alguna desventaja en dar menos voltaje de entrada? ¿Actuación? ¿Más o menos ruido?
No, mientras
Vin > Vo + Vdrop
donde Vdropes la caída de tensión interna del regulador. La caída normalmente es proporcional a la corriente de salida y puede ser tan baja como unos pocos cientos de milivoltios para reguladores de baja caída hasta varios voltios.
Suponiendo que desea una fuente regulada de 5 voltios que pueda suministrar 1 amperio a una carga, y que desea usar un 7805 conectado a un suministro de 9 voltios para obtener esa salida de 5 voltios, el 7805 tendría que disiparse: , mientras la carga se disipaba
La potencia de entrada sería, por tanto, de 9 vatios y, dado que la eficiencia = , terminaríamos con una eficiencia de alrededor del 55%.
Un conmutador funcionaría, por lo general, a alrededor del 80%, por lo que estaría disipando 1,25 vatios independientemente del voltaje de entrada (dentro de los límites, por supuesto) y, en comparación con los 4 vatios del 7805, funcionaría mucho más frío.
La ventaja de usar un voltaje más bajo en la entrada de un regulador lineal es que el regulador funcionará más frío pero con, digamos, 2 voltios de margen necesario para que un 7805 funcione correctamente, seguirá desperdiciando 2 vatios en comparación con el conmutador. 1.25.
La desventaja del conmutador es que su salida será un poco más ruidosa que la del lineal y será más costosa. Tal vez. Para cuando termine con el disipador de calor, el hardware de montaje y el compuesto del disipador de calor, ¿quién sabe?
No importa el voltaje de entrada menor, al proporcionar un voltaje bajo, el regulador puede entregar un máximo de 5V, por lo que su voltaje IP debe estar por encima de 5V. Según el chip 7805 LM7805, es deseable 7V fairchild.
pjc50
Tristán