Pourquoi les gens n'ont-ils pas tendance à utiliser des diviseurs de tension ou des zeners devant les régulateurs linéaires

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Hier, après avoir vu des étudiants qui ont essayé d'utiliser un diviseur de tension au lieu d'un régulateur pour fournir un capteur avec une alimentation plus faible, avec des résultats prévisibles, j'ai commencé à me poser des questions sur cette question.

Lors du choix d'un régulateur, il semble que beaucoup regardent la chute de tension requise et la dissipation de puissance requise. Mis à part l'efficacité pour le moment, si un régulateur linéaire peut réduire cette puissance dans les limites thermiques, les régulateurs linéaires sont une option et, s'ils ne le peuvent pas, passer à des régulateurs à commutation.

Si l'on pouvait comprendre la gamme des courants absorbés et calculer un diviseur de tension qui maintiendrait simultanément l'entrée d'un régulateur linéaire suffisamment élevée pour maintenir la régulation et suffisamment basse pour que le régulateur ne brûle pas trop de puissance à travers le courant dessiner une plage, est-ce une approche viable?

Je peux penser à un certain nombre de raisons pour lesquelles ce n'est peut-être pas la meilleure approche: le taux de rejet de l'alimentation peut ne pas être assez bon sur le régulateur; la plage des courants absorbés qui rendent cette approche possible peut être très petite, à moins que vous n'utilisiez de petites résistances susceptibles de dépasser leur propre puissance nominale; il est juste plus efficace d'utiliser un régulateur à découpage; etc.

De plus, il se peut que les gens le fassent tout le temps, et je ne l'ai tout simplement pas remarqué, ou peut-être qu'un zener est utilisé à la place du séparateur. Il semble que lorsque la baisse de puissance est trop importante, les gens se tournent principalement vers des régulateurs de commutation.

Tout ce qui me manque?

Scott Seidman
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Autre approche: ajouter une résistance de puissance en série avec l'entrée du régulateur linéaire (pas un diviseur de tension). À un courant élevé, il réduira la tension vers le régulateur linéaire et dissipera une partie de la puissance (qui sinon le régime linéaire devrait se dissiper).
Nick Alexeev
Semblable à la suggestion de @ NickAlexeev, vous pouvez mettre une résistance en parallèle avec un régulateur linéaire s'il y a une charge minimale garantie et une tension d'entrée maximale garantie. Même dissipation mais elle se déplace vers la résistance.
Spehro Pefhany
Certains fabricants de téléphones sans fil japonais utilisent un transistor "costaud" (1 W) avec un zener pour obtenir 6 V à l'entrée de la carte à partir d'une alimentation en brique de 9 V, puis 2 ou 3 régulateurs SOT89 5 V de 100 mA répartis sur la carte. L'alimentation 6V est utilisée directement par un seul des oscillateurs xtal.
Fizz

Réponses:

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C'est certainement une technique que j'ai utilisée à quelques reprises pour surmonter les capacités de dissipation de puissance limitées du petit 78L05. J'ai connu la gamme de courants que la charge prend et j'ai placé une résistance compte-gouttes en série avec l'alimentation électrique de l'appareil.

Pourquoi n'ai-je pas utilisé de régulateur de commutation?

Je ne pouvais pas - j'envoyais de l'énergie et des données via un câble de 50 m (alimentation fantôme) et l'extrême complication du filtrage des surtensions du régulateur de commutation signifiait que ce n'était tout simplement pas faisable.

Andy aka
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C'est exactement pourquoi la question m'est venue à l'esprit. Outre l'efficacité, il existe de réelles raisons d'éviter les commutateurs, et le bruit généré est probablement en tête de liste.
Scott Seidman
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Les diviseurs de tension sont terribles pour l'efficacité (si vous pensez à l'impédance de sortie par rapport à la consommation d'énergie). Je serais difficile de penser à un bon endroit pour les placer devant un régulateur.

Diode zener série - si vous mettez une diode zener 24 V pour faire tomber une entrée 35 V à 11 V pour un régulateur 9 V, vous avez augmenté la sensibilité aux variations d'entrée - une baisse de 10% de l'entrée signifie qu'il ne reste que 7,5 V et votre le régulateur tombe.

J'ai utilisé un shunt zener avec un compte-gouttes capacitif en série avec un régulateur linéaire pour obtenir l'alimentation du secteur, et je pense que c'est assez courant. Avec les compte-gouttes capacitifs, vous ne subissez pas beaucoup de pertes.

Beaucoup d'entre nous mettront également un shunt TVS qui agit efficacement comme régulateur dans des circonstances inhabituelles, donc je compte aussi.

Résistances série ou shunt autour d'un régulateur linéaire - je pense que j'ai utilisé cette dernière fois, la première pas si loin. La résistance de shunt serait plus attrayante si le régulateur linéaire était capable de diminuer le courant (certains le sont, mais la plupart ne le sont pas), alors vous pourriez simplement régler la résistance pour gérer le courant moyen et le régulateur aurait tendance à fonctionner très froid (l'inconvénient est que de l’énergie serait gaspillée si le courant requis descend sous la moyenne).

Spehro Pefhany
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Les résistances en série avec un régulateur linéaire peuvent être attrayantes s'il y a un énorme écart entre la tension minimale garantie à l'entrée et la tension d'entrée requise du régulateur; ils n'auront aucun effet sur la dissipation de puissance totale, mais ils peuvent réduire la dissipation de puissance du pire cas du régulateur par près d'un facteur quatre (la dissipation dans le pire des cas pour le régulateur sera d'environ 50% du courant de charge, où elle et la résistance dissiper 25% de la puissance totale dans le pire des cas; à des courants plus élevés, la part de la résistance dans la puissance augmentera plus rapidement que la puissance totale, donc la puissance du régulateur diminuera).
supercat
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Si l'on a besoin de convertir de 12 V à 5 V pour une charge qui peut varier de 0 à 1 A et que le régulateur a besoin d'un minimum de 6 volts à l'entrée, la connexion directe de l'alimentation au régulateur entraînera la dissipation de 7 watts avec un charge d'ampli. L'ajout d'une résistance de 6 ohms en série avec l'entrée réduirait la dissipation de puissance la plus défavorable dans le régulateur à environ deux watts dans une large gamme de conditions de charge (lorsque le courant augmente, la quantité de tension chuté par le régulateur [par opposition à la résistance] descendrait). Les résistances en série n'améliorent pas l'efficacité globale, mais elles peuvent éloigner la dissipation thermique du régulateur. Un point clé à noter, cependant, est que la moitié inférieure d'un diviseur de résistance n'aiderait pas vraiment grand-chose, car son but serait de gaspiller de l'énergie lorsque la charge ne consomme pas de courant,

supercat
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