¿Usar diodos para obtener un voltaje de CC reducido?

Estoy construyendo un medidor de voltaje digital para mi motocicleta por diversión. Estoy comprando una pequeña y bonita pantalla que tiene un terreno común, de modo que puedo proporcionar 5 y 12 voltios de la misma fuente. Tenía la esperanza de usar un regulador "7805" para controlar los 5v, pero no quiero proporcionar los 12+- voltios variables directamente al 7805. Me gustaría bajar unos 7 voltios antes de aplicar la energía al 7805. Yo miró Uso de diodos para limitar la corriente a los LEDlo que parece indicar que el uso de diodos de caída de voltaje directo no es una buena idea para los LED, y tal vez usar un diodo zener tampoco lo sea. Si solo uso una resistencia en serie, tendría que estimar y experimentar para entrar en el estadio de béisbol (ya que no sé el consumo de corriente) y, según tengo entendido, el voltaje que cae sobre la resistencia variaría con el aplicado Voltaje. Aquí están mis preguntas:

  1. ¿Usar un diodo (s) para reducir el voltaje independientemente de la corriente es una mala idea aquí? (¿Es siempre una mala idea?)
  2. ¿Todavía obtengo la misma pérdida IIR por la caída de voltaje, ya sea una resistencia o un diodo?
  3. ¿Existe un enfoque convencional de "mejores prácticas" que deba usar?
  4. Salgamos al campo izquierdo por un minuto: además de disipar el calor del 7805, ¿puedo encapsular todo el lío con silicona RTV para resistir la vibración y la humedad?

Siempre es bueno saber si el alternador funciona bien. No es un tipo de electrónica, solo un manitas.

¡Gracias!

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Gracias Nick y Thomas. Estoy de acuerdo en que una motocicleta es el entorno más duro que uno puede elegir: mayor vibración, exposición directa al agua de lluvia, probablemente mayores variaciones en el voltaje regulado debido a mayores variaciones en las velocidades del motor (y, por lo tanto, del alternador). Tenía la esperanza de fusionar y colocar la resistencia de caída en la conexión de la batería para brindar la mayor protección contra fallas anticipadas en el cableado y/o la lectura digital en sí. Según sus comentarios, fusionaré la conexión de la batería, colocaré un cable fino (¿# 28?) a un MIC2945 y dejaré que haga toda la caída de voltaje. Anticipo una placa de montaje fijada directamente al disipador de calor 2945, con todo el resto del ensamblaje "pegado" a la placa de montaje con silicona RTV. La impermeabilización es una preocupación, por lo que confiaré en el silicio RTV.

Respuestas (3)

Primero, ¿por qué harías esto? El 7805 estará perfectamente bien con 12V. Si está pasando mucha corriente, use un disipador de calor. Los diodos solo moverán la pérdida de energía del regulador a los propios diodos.

  1. En este caso debería estar bien, pero los diodos no dejan caer un voltaje fijo; la caída de tensión varía en función de la corriente de forma no lineal.

    Entonces, por ejemplo, obtener 5 V de una fuente de 12 V usando 10 diodos en serie sería malo, y el voltaje podría oscilar entre 7 V y 2 V, según el consumo de corriente. El 7805 tiene un voltaje mínimo de 7 V para generar 5 V a 1 amperio, por lo que siempre que pueda garantizar estos 7 V, debería estar bien.

    Tenga en cuenta que la salida del 7805 variará según el voltaje de entrada en unos pocos milivoltios: será ligeramente superior a 12 V que a 7 V.

  2. La misma pérdida ocurre sin importar si usa resistencias o diodos. La energía debe ir a alguna parte y se convierte en calor mediante resistencias o diodos.

  3. La mejor práctica aquí es simplemente alimentar 12 V al 7805. Introducir más componentes en el circuito aumentará las posibilidades de falla.

  4. ¿Por qué no es práctico un disipador de calor? Aquí, no estoy seguro de si la maceta funcionaría. Lo mejor es preguntarle a alguien más.

Debe tener cuidado al usar el 7805 en un circuito automotriz. La línea de la batería es un lugar duro. Cuando apaga los faros delanteros de su automóvil o bicicleta, por ejemplo, el exceso de energía en el alternador tiene que ir a alguna parte y lo hace: aparece como un pico de hasta 60 V en la línea de 12 V. Y en algunas circunstancias excepcionales, puede obtener un voltaje negativo en la línea de la batería. Ambas situaciones destruirán un 7805, y la salida podría acortarse, conectando la línea de la batería a la salida de 5V, dando a su carga 12V en lugar de 5V.

1.Generalmente. 2.La energía irá a alguna parte.

¿Cuánta corriente estás dibujando? Una unión a ambiente conservadora Tdpara un TO-220 es de 65 °C/W, por lo que mucho más de 1 W o un consumo de 100 mA necesitará algún tipo de disipador de calor. No tiene que ser nada glorioso, por ejemplo, un tornillo, si te elevas mucho, puedes atornillar el regulador directamente a una placa de aluminio y dejarlo expuesto en tu caja.

Haciéndome eco del temor de Thomas a la alimentación de CC del vehículo, creo que las motocicletas son peores que el automóvil típico debido a una batería mucho más pequeña y la salida más variable de la dinamo. El rango de voltaje de operación estándar (SAE J1455) es de 9-16 V, fallas de +24 V (batería doble), -12 V (batería inversa) y algunos transitorios espeluznantes.

3.Sin embargo, un 7805 estándar debería estar bien con un diodo de bloqueo inverso y, preferiblemente, un TVS para cortar cualquier transitorio alto (> 30 V).

Además, recuerde siempre fusionar los componentes electrónicos del vehículo . Las corrientes pueden ser ridículamente altas, y si arrastra el autobús hacia abajo durante mucho tiempo, puede causar problemas o incluso dañar todo lo demás, como la ECU y el ABS (no son estándar en la mayoría de las motocicletas, pero sí en los automóviles). Incluso si empalma en una línea fusionada, aún puede ser bueno quemar solo su fusible en lugar de uno que se lleve otras cosas.

4.Creo que su selección de protección ambiental dependerá un poco más de las consideraciones mecánicas de sus otras partes (medidores...) además de la disipación de energía del regulador. RTV no es el mejor conductor de calor, por lo que si termina necesitando un buen disipador de calor, deberá exponerlo al aire de alguna manera. Se usaba con bastante frecuencia en mi compañía anterior para proteger las partes más sensibles a las vibraciones (electrolíticos SMT, partes TH grandes) en pequeñas gotas, pero nunca para ensambles completos, ya que es bastante costoso (pero para proyectos de pasatiempos, lo que sea :P).

La solución aquí no es usar un TVS, sino un regulador diseñado para manejar estos picos. MIC2954 es un ejemplo de un regulador de este tipo, clasificado para manejar -20V a +60V sin daño.
@Thomas O: No estoy seguro de qué tan comunes son en la práctica, pero los transitorios inductivos en los estándares que he visto suben a 300 V, y también está el mítico volcado de carga de 100 V que especifica J1455 (pero eso nunca sucederá en cualquier cosa menos los camiones más grandes en las peores condiciones).
No esperaría que ningún regulador hiciera eso: lo máximo que he visto es +75V y -30V, y esos fueron clasificados para automóviles. (También se calificó para hacer 28 V continuamente durante 2 minutos, "arranque de batería doble", nominalmente toma 12 V).
@ThomasO: Exactamente :P, de ahí el TVS, que entre él y la impedancia del suministro mata el transitorio. Por alguna afición, no me molestaría con el TVS a menos que tuviera fallas misteriosas.

El LM7805 no es sensible a voltajes de baja corriente que excedan su parámetro de entrada nominal de 35 VCC; por lo tanto, si se usa un zener de 6 V y 5 W en serie con una entrada de VCC, el requisito de corriente mínima inicial para el zener no dañará el 7805 a 41 voltios y su salida seguirá siendo de 5,0 VCC tan pronto como su dispositivo conectado a él consuma corriente. , el voltaje de funcionamiento del zener reducirá los 41 V a 35 o menos en caso de que suba tanto en su bicicleta. Si cree que el 7805 es vulnerable, puede apilarlo con más de 1, como 2, 3, etc., todos con los cables en paralelo y aumentar su corriente nominal de salida proporcionalmente. Además, hay un nuevo regulador en Digikey.com, el LM317HV maneja una entrada de 60 V CC a una salida de 1,5 A que se puede ajustar de 2,5 a 57 V con un par de resistencias. ¡Tu proyecto suena divertido!

Poner un zener de 6V en serie entre una fuente de 9-16v y un LM7805 causaría con frecuencia que el 7805 dejara de regularse (produjera una salida de menos de 5v y no pudiera mantener el voltaje de salida estable). Por lo general, requiere una entrada de al menos 7,5 V para mantenerse regulado. Busque "voltaje de caída del regulador".