เครื่องปรับความดันกระแสไฟสูง 5 โวลต์

นี่เป็นวงจรที่ถูกต้องสำหรับตัวกำเนิดกระแสไฟฟ้า 12 ถึง 5 โวลต์หรือไม่ ฉันต้องการประมาณ 10 แอมป์ TIP จะมีชุดระบายความร้อนขนาดใหญ่

แหล่งที่มาคือแบตเตอรี่รถยนต์ที่ติดตั้งบนหุ่นยนต์ R2D2 ขนาดใหญ่นี้

นั่นไม่ใช่โทโพโลยีที่เหมาะสมสำหรับการใช้ทรานซิสเตอร์เพื่อเพิ่มกระแสของตัวควบคุมเชิงเส้น นี่คือวิธีการใช้ทรานซิสเตอร์ตัวเดียวในการสร้างกระแสให้มากขึ้น:

สิ่งนี้ยังคงรักษาแรงดันเอาท์พุทที่ถูกควบคุมอย่างดี ในวงจรของคุณการลดลงของทรานซิสเตอร์จะทำให้แรงดันเอาต์พุตลดลง

ที่กระแสต่ำมีแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเล็กน้อย R1 ดังนั้น Q1 จะยังคงปิดอยู่ เมื่อกระแสโหลดเพิ่มขึ้นแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น R1 จะเพิ่มขึ้นซึ่งจะเปิด Q1 ซึ่งจะถ่ายโอนกระแสออกไปยังเอาต์พุตมากขึ้น เครื่องควบคุมยังคงควบคุม แต่ปัจจุบันถึงจะหยุดเพิ่มขึ้นที่ประมาณ 3/4 แอมป์ในกรณีนี้หลังจากนั้นทรานซิสเตอร์จะรับภาระมากขึ้น

ทรานซิสเตอร์พลังงานขนาดใหญ่หนึ่งตัวที่มีแผ่นระบายความร้อนขนาดใหญ่ควรจะสามารถจัดการกระแส 10 A ของคุณได้ อย่างไรก็ตามหากคุณต้องการกระจายความร้อนของทรานซิสเตอร์หลายตัวคุณจะไม่สามารถเพิ่มพวกมันเพิ่มเติมในแบบคู่ขนานได้ วิธีการเพิ่มทรานซิสเตอร์ให้มากขึ้นคือการให้ตัวต้านทานตัวส่งของแต่ละตัว นี่เป็นข้อเสนอแนะในเชิงลบเล็กน้อยเพื่อที่ว่าหากทรานซิสเตอร์ส่งผ่านมากกว่ากระแสไฟฟ้าแรงดันที่มีต่อตัวต้านทานอีซีแอลจะสูงขึ้นซึ่งจะแยกจากแรงดันไฟฟ้า BE ซึ่งจะลดกระแสผ่านตัวต้านทาน

นี่คือตัวอย่างที่มีทรานซิสเตอร์ภายนอก 3 ตัวที่รับภาระส่วนใหญ่ในปัจจุบันในขณะที่ทรานซิสเตอร์กำลังจัดเตรียมระเบียบ:

โดยพื้นฐานแล้วเป็นความคิดเดิม แต่ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวมีตัวต้านทานอีซีแอลของตัวเอง R1 ก็เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่ามีไดรฟ์ฐานมากมายสำหรับทรานซิสเตอร์ทั้งสามตัว ถึงกระนั้น R1 ก็มีขนาดใหญ่กว่าที่มันจะต้องเป็นในตัวอย่างนี้ อย่างไรก็ตามคุณมีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานมากพอดังนั้นการลดความต้านทานลงอีกเล็กน้อยจึงไม่มีปัญหา

ระลึกถึงการแยกตัวต้านทานออกจากใจ สมมติว่ามีความไม่สมดุลเล็กน้อยและระยะขอบเราต้องการให้ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวสามารถจัดการ 4 A นั่นคือ 400 mV เทียบกับตัวต้านทาน emitter บวก 750 mV หรือลดลง BE รวมเป็น 1.15 ทั้งหมด V ที่ต้องมีการเพิ่ม R1 ที่กระแสเต็ม นั่นหมายความว่ามันจะกระจาย 660 mW ดังนั้นจึงต้องมีตัวต้านทานอย่างน้อย 1 วัตต์

ตัวต้านทานอีซีแอลแต่ละตัวจะต้องสามารถกระจายได้อย่างปลอดภัย (4 A) ² (100 mΩ) = 1.6 W ตัวต้านทานเหล่านี้ควรเป็นอย่างน้อย "2 W"

ทั้งหมดนี้กล่าวว่าฉันเห็นด้วยกับ Wouter เพราะนี่เป็นวิธีที่ผิดที่จะแก้ไขปัญหาโดยรวมของคุณ การควบคุมเชิงเส้นลง 12 V เพื่อสร้าง 5 V จะเป็นปัญหามากขึ้นและสิ้นเปลืองมากกว่า switcher อย่างไรก็ตามวิธีการที่แท้จริงในการแก้ไขปัญหานี้คือการย้อนกลับไปสองสามระดับและคิดใหม่ในระดับระบบ การใช้สิ่งที่มีกระแสสูงจำนวนมากที่ 5 V จากแบตเตอรี่ 12 V ทำให้ใช้งานได้น้อย คุณควรจะสามารถค้นหามอเตอร์ที่ทำงานที่ 12 V จริง ๆ แล้วง่ายกว่าที่ทำงานที่ 5 V ที่ระดับพลังงานนี้ จากนั้นคุณจะต้องจัดเตรียม 5 V สำหรับตรรกะการควบคุมซึ่งควบคุมสวิตช์ที่เปิดใช้งานพลังงานกับอุปกรณ์ 12 V หรือคุณยังสามารถใช้อุปกรณ์ 5 V กับไดรฟ์ PWM ที่เหมาะสมเพื่อให้คุณสามารถเปิดและปิด 12 V เร็วพอเพื่อให้อุปกรณ์เห็นเฉพาะค่าเฉลี่ย 5 V

ควรมีตัวเลือกที่ดีหลายอย่างในระดับระบบไม่มีซึ่งรวมถึงการสูญเสีย 70 W เป็นความร้อนในการใช้มอเตอร์ 5 V จาก 12 V

ฉันอธิบายถึงวิธีสร้างตัวควบคุมเชิงเส้นกระแสสูงจากทรานซิสเตอร์ที่มีอยู่แล้วและทรานซิสเตอร์ภายนอกบางตัวเพื่อบันทึกว่าจะทำอย่างไรให้ถูกต้อง แต่นี่ไม่ควรเป็นส่วนหนึ่งของโซลูชันโดยรวมของคุณ

จำนวนหมายเหตุตามลำดับความสำคัญโดยประมาณ:

• ทำไมคุณถึงต้องใช้ 10A ที่ 5V? หากคุณต้องการความรู้สึกอบอุ่นให้จุดเทียน!
• ถ้าคุณต้องการ 10A ที่ 5V ทำไมสร้างจาก 12V (ซึ่งตอนนี้ต้องจัดหา 10A เดียวกันนั้น) (ใช้พีซี PSU!)
• ถ้าคุณต้องการทำ 5V / 10A จาก 12V จริง ๆ ทำไมไม่สร้างแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง? มันอาจจะมีราคาน้อยกว่าฮีทซิงค์ขนาดใหญ่ที่คุณต้องการในตอนนี้ (ฉันทุกคนชื่นชอบ linears สำหรับกระแสเล็ก ๆ แต่มันไร้สาระ)
• ถ้าคุณต้องการให้ตัวควบคุมเชิงเส้นแบบลิเนียร์ 12V-> 5V เป็นตัวผู้จริง ๆ อย่าใช้วงจรนี้ ปัญหาด้านความร้อนเป็นปัญหาหนึ่ง ไม่มีข้อ จำกัด ในปัจจุบัน และคุณคิดว่าแรงดันเอาต์พุตจะเป็นเท่าไหร่? (ตรวจสอบ Vbe ของ TIP35 ในไม่กี่แห่ง) คุณพยายามชดเชยด้วยไดโอดนั้น แต่ฉันไม่คิดว่ามันจะเพียงพอ หรือมั่นคง

หากคุณต้องการสร้างสิ่งนี้: มีวงจรมาตรฐานสำหรับสิ่งนี้ที่ใช้ทรานซิสเตอร์กำลัง PNP หรือหลายตัวที่มีตัวต้านทานสมดุลภาระ

มีใครคิดว่าคุณพูดถูกมันจะง่ายกว่าที่จะทำให้ระบบเย็นลงด้วยทรานซิสเตอร์หลายตัวเพราะ Rth jc (1 C / W แต่ละตัว) อยู่ในแนวขนาน สำหรับ TIP35 (ด้วยความแตกต่างของอุณหภูมิ 70 W และ 140C) คุณจะต้อง Rth รวม 2C / W ดังนั้นฮีทซิงค์ของ 1C / W ด้วย 3 แบบขนานคุณจะต้องใช้ฮีทซิงค์ 1.6C / W ยังใหญ่อยู่ แต่ไม่ใหญ่เท่ากับ 1C / W (โปรดทราบว่าในทางปฏิบัติ 140C อาจสูงเกินไปดังนั้นคุณต้องมี 1C / W ต่อไป)

================================================

ด้วยข้อมูลที่เพิ่มเข้ามา:

• นั่นจะเป็นหุ่นยนต์ที่ 'น่าสนใจ';)
• ฉันจะใช้หน่วยสืบราชการลับ 7805 (หรือมากกว่าหนึ่ง) หรือตัวสลับถ้ามันใช้กระแสมากเกินไป (คุณกำลังแบกอะไรอยู่เซิร์ฟเวอร์เบลดเซิร์ฟเวอร์)
• สิ่งสำคัญที่สุด: สำหรับสิ่งที่กำลังพยายามลองรับรุ่น 12V หรือใช้ PWM
• ยกเว้นสำหรับสเต็ปเปอร์, สำหรับผู้ที่ใช้ 12V โดยตรงและใช้ไดรฟ์ปัจจุบันคงที่ (หรือเทียบเท่า PWM) สิ่งนี้จะทำให้คุณมีแรงบิดที่ดีขึ้น
• ในระดับความรู้ทางอิเล็กทรอนิกส์โดยประมาณของคุณฉันแนะนำให้ซื้อโมดูล DC-DC แทนที่จะสร้างหนึ่ง (แน่นอนว่าฉันจะไม่พยายามออกแบบและสร้าง)
• ตัวเลือกอื่น: ใช้แบตเตอรี่ 6V สำหรับสิ่งที่ 5V พลังงาน

ความร้อนที่หนีไม่ถูกต้องกับมัน คุณคิดว่าทรานซิสเตอร์มีค่าเท่ากัน แต่ในทางปฏิบัติมันไม่ได้

ทรานซิสเตอร์ที่มีกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเล็กน้อยจะทำให้ความร้อนเพิ่มขึ้นเล็กน้อยทำให้ทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้นและทำให้ร้อนขึ้นอีก ทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวจะจบลงด้วยการรับภาระส่วนใหญ่

ในการแก้ปัญหานี้คุณสามารถเพิ่มตัวต้านทานอีซีแอลขนาดเล็กซึ่งจะทำให้เกิดข้อเสนอแนะและปรับสมดุลกระแสทั่วทั้งสาขา

ฉันชอบตัวสลับกับตัวควบคุมเชิงเส้นที่ทำงานจนร้อนจนคุณแตะไม่ได้ แต่ฉันไม่พบหน่วยงานกำกับดูแลเจ้าชู้ในแพ็คเกจผ่านรูที่มีรายละเอียดที่คุณต้องการ (12v ถึง 5v @ 10A) ทุกอย่างที่มีอยู่ดูเหมือนจะเป็นแผ่นยึดผิวในแพ็คเกจที่ไม่เป็นมิตรกับการทำงานแน่นอน (หมุดที่ซ่อนอยู่ที่ด้านล่าง QFN และอื่น ๆ )

ฉันไม่รู้ว่างบประมาณของคุณคืออะไร แต่ฉันพบตัวแปลง DC-DC ขนาด 12v ถึง 5vซึ่งจะทำ 10A (อินพุตจริงสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 10v ถึง 14v)

ค่าใช้จ่ายน้อยกว่า $ 15ที่ Digi-Key ดีกว่าที่ฉันพบก่อนหน้า ($ 65)

1. หากคุณจะยืนยันเมื่อใช้ TIP-35s อย่างน้อยให้ใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า TIP35A - 60VDC หรือ TIP35B - 80VDC เนื่องจากคุณใช้เพียง 12 โวลต์ฉันจึงแนะนำ 35A อย่างน้อยก็แปลเป็น Vbe ที่ต่ำกว่าและยังคงเป็น 5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่คุณใช้
2. ต้องบอกว่าตัวเลือกที่ดีกว่าน่าจะเป็นรุ่น PNP - TIP36A ใช้แผนผังที่จัดทำโดย @Olin
3. @tcrosley ตัวควบคุม SIP ที่คุณกล่าวถึงสามารถทำได้เพียง 10A MAX เขาจะต้องมีอย่างน้อย 2 ของขั้นต่ำเหล่านั้นและ 3 เพื่อให้ได้รับเกิน 100%