S'agit-il d'un circuit valide pour un régulateur à courant élevé de 12 à 5 volts? J'ai besoin d'environ 10 ampères. Les TIP auront un dissipateur de chaleur massif.
La source est une batterie de voiture montée sur cet énorme robot truc R2D2.
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Pål Thingbø
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Réponses:
Ce n'est pas la bonne topologie pour utiliser des transistors pour augmenter le courant d'un régulateur linéaire. Voici comment cela se fait en utilisant un seul transistor pour fournir plus de courant:
Cela maintient toujours la tension de sortie bien régulée. Dans votre circuit, la chute BE des transistors fera baisser la tension de sortie.
Aux faibles courants, il y a peu de tension à travers R1, donc Q1 reste éteint. Lorsque le courant de charge augmente, la tension à travers R1 augmente, ce qui active Q1, ce qui transfère plus de courant sur la sortie. Le régulateur est toujours en train de réguler, mais le courant à travers il cessera d'augmenter à environ 3/4 Amp dans ce cas, après quoi le transistor prend en charge la majeure partie de la charge supplémentaire.
Un gros transistor de puissance avec un gros dissipateur de chaleur devrait être capable de gérer votre courant de sortie de 10 A. Cependant, si vous souhaitez répartir la chaleur sur plusieurs transistors, vous ne pouvez pas simplement en ajouter plusieurs en parallèle. La façon d'ajouter plus de transistors est de donner à chacun sa propre résistance d'émetteur. Cela fournit une petite rétroaction négative de sorte que si un transistor passe plus que sa part du courant, la tension à travers sa résistance d'émetteur sera plus élevée, ce qui enlèvera sa tension BE, ce qui diminuera le courant à travers la résistance.
Voici un exemple avec 3 transistors externes qui prennent la majeure partie de la charge actuelle, tandis que le régulier fournit la régulation:
C'est fondamentalement la même idée qu'auparavant, mais chaque transistor a sa propre résistance d'émetteur. R1 est également légèrement augmenté pour s'assurer qu'il y a beaucoup de variateur de base disponible pour les trois transistors et pour tenir compte de la chute de tension supplémentaire entre les résistances d'émetteur. Pourtant, R1 est plus grand qu'il ne devrait l'être dans cet exemple. Cependant, vous avez beaucoup de tension disponible, donc laisser tomber un peu plus dans une résistance n'est pas un problème.
Gardez à l'esprit la dissipation des résistances. Disons que pour tenir compte d'un petit déséquilibre et d'une certaine marge, nous voulons que chacun des transistors puisse gérer 4 A. C'est 400 mV à travers la résistance de l'émetteur, plus 750 mV ou plus pour la chute BE, pour un total de 1,15 V qui doit être à travers R1 à pleine intensité. Cela signifie qu'il dissipera 660 mW, il doit donc être au moins comme résistance "1 W".
Chaque résistance d'émetteur doit pouvoir dissiper en toute sécurité (4 A) 2 (100 mΩ) = 1,6 W. Ces résistances doivent être au moins "2 W".
Cela dit, je suis d'accord avec Wouter en ce que c'est la mauvaise façon de résoudre votre problème global. La régulation linéaire de 12 V pour obtenir 5 V sera plus difficile et beaucoup plus inutile qu'un commutateur. Cependant, la vraie façon de résoudre ce problème est de prendre du recul de quelques niveaux et de repenser au niveau du système. Faire fonctionner beaucoup de courant élevé à 5 V à partir d'une batterie de 12 V n'a pas de sens. Vous devriez pouvoir trouver des moteurs qui fonctionnent à 12 V, en fait plus facilement que ceux qui fonctionnent à 5 V à ce niveau de puissance. Il vous suffit alors de fournir 5 V pour la logique de contrôle, qui contrôle les commutateurs qui permettent d'alimenter les appareils 12 V. Ou vous pouvez toujours utiliser des appareils 5 V avec un lecteur PWM approprié afin d'allumer et d'éteindre le 12 V assez rapidement pour que les appareils ne voient que la moyenne de 5 V.
Il devrait y avoir plusieurs bonnes options au niveau du système, dont aucune ne comprend le gaspillage de 70 W sous forme de chaleur pour faire fonctionner des moteurs 5 V à partir de 12 V.
J'ai décrit comment fabriquer un régulateur linéaire à courant plus élevé à partir d'un régulateur existant et d'un transistor externe pour documenter comment le faire correctement, mais cela ne devrait pas vraiment faire partie de votre solution globale.
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Un certain nombre de remarques, par ordre d’importance approximatif:
Si vous voulez vraiment ^ 4 construire quelque chose comme ça: il existe des circuits standard pour cela qui utilisent un transistor de puissance PNP, ou plusieurs avec des résistances d'équilibrage de charge.
On pense que vous avez raison, il sera plus facile de refroidir le système avec plusieurs transistors, car leurs Rth jc (1 C / W chacun) sont en parallèle. Pour TIP35 (avec une différence de température de 70 W et 140C), vous auriez besoin d'un Rth total de 2C / W, d'où un dissipateur thermique de 1C / W. Avec 3 en parallèle, vous auriez besoin d'un dissipateur thermique de 1,6 C / W. Encore un gros, mais pas aussi gros qu'un 1C / W. (Notez qu'en pratique, 140C peut être trop élevé, vous aurez donc besoin d'un 1C / W de toute façon).
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Avec les informations ajoutées:
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Emballement thermique, c'est faux. Vous supposez à tort que les transistors sont égaux, mais en pratique ils ne le sont pas.
Le transistor qui transporte un peu plus de courant se réchauffera légèrement plus que les autres, ce qui augmentera davantage son courant et se réchauffera davantage. Un transistor finira par prendre la majorité de la charge.
Pour résoudre ce problème, vous pouvez ajouter de petites résistances d'émetteur qui provoqueront un retour et égaliseront les courants à travers les branches.
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Je préfère un sélecteur à un régulateur linéaire fonctionnant si chaud que vous ne pouvez pas le toucher, mais je n'ai trouvé aucun régulateur Buck dans un boîtier traversant avec les spécifications dont vous avez besoin (12v à 5v @ 10A). Tout ce qui est disponible semble être monté en surface, dans des boîtiers qui sont vraiment hostiles à travailler (broches cachées en bas, QFN et autres).
Je ne sais pas quel est votre budget, mais j'ai trouvé ce convertisseur DC-DC 12v à 5v qui fera 10A. (L'entrée peut en fait varier de 10 V à 14 V.)
Coûte moins de 15 $ chez Digi-Key, bien meilleur que le précédent que j'ai trouvé (65 $).
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