สำหรับความแตกต่างของ Vin-Vout ขนาดเล็กมันคุ้มค่าหรือไม่ที่จะใช้ LDO กับตัวควบคุมบัค

ฉันต้องการลดระดับ 5V เป็น 3.3V ที่ประมาณ 250mA

เท่าที่ฉันเห็นมีสองตัวเลือกในการพิจารณา:

• Buck: พื้นที่มากขึ้น, ราคาสูงขึ้น
• LDO: พื้นที่น้อยกว่า, ราคาถูกกว่า, กำจัดความร้อนได้ยากขึ้น (?), มีประสิทธิภาพน้อยลง (?)

สิ่งที่ฉันสงสัยว่า LDO จะมีประสิทธิภาพมากกว่าและดีกว่าในการทำงานนี้หรือไม่? ฉันเคยได้ยินสิ่งต่าง ๆ เช่นโซลูชั่น 6V ถึง 5V มักจะใช้ LDO แทนหน่วยงานควบคุมเจ้าชู้เพราะมันมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่ฉันสงสัยว่ามันใช้กับ 5V ถึง 3.3V ได้ไหม

การลดลง 5 ถึง 3.3 V ที่ 250 mA หมายถึงการสูญเสีย LD25 วัตต์ใน LDO คุณจะต้องใช้แผงระบายความร้อนขนาดใหญ่เพื่อทำงานดังกล่าว

LDO จะไม่มีประสิทธิภาพมากกว่าตัวแปลงบั๊กยกเว้นว่าคุณต้องการกระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยซึ่งพลังงานที่ใช้โดยตัวควบคุมจะกลายเป็นปัญหา

ฉันมี PCB ที่ออกแบบมาผิดที่ตอนนี้ซึ่งฉันพยายามทำสิ่งที่คุณเสนอให้เปลี่ยน 5 V เป็น 3.3V ที่ 200 mA และแม้ว่าฉันจะมีระนาบทองแดงขนาดใหญ่เป็นฮีทซิงค์ LDO ยังคงอยู่ที่ 80 องศาเซลเซียส ไม่กี่วินาที

ขณะนี้ฉันกำลังออกแบบพาวเวอร์ซัพพลายใหม่ให้ใช้ตัวแปลง MC34063A แทน

หลายคนให้ความเห็นกับคุณเกี่ยวกับประสิทธิภาพการใช้พลังงานแล้วฉันอยากจะนำเสนอบางส่วนของเหตุผลที่ฉันเห็นคนอื่นทำเช่นนี้

1. ภูมิคุ้มกันเสียงรบกวน บัค / bost เร็คกูเลเตอร์กว้าง [SMPS] [1] มีลักษณะเสียงที่น่าสงสารมาก พวกเขาเกือบรับประกันฮาร์โมนิกส์ที่ความถี่สวิตชิ่ง LDO ไม่ได้พวกมันสร้างพลังที่ราบรื่นมาก

2. ความเรียบง่ายคุณลดแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยทำให้วงจรของคุณสะอาดและส่วนประกอบของคุณก็นับว่าต่ำ

ภูมิคุ้มกันเสียงนี้เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ฉันเห็นนี้ ไม่สามารถเอาชนะ LDO ได้ในบันทึกนี้คุณจ่ายพลังงานเพื่อให้ได้พลังงานสะอาด เหตุผลเฉพาะที่ LDO ได้รับความนิยมนั้นเกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าคุณสามารถใช้เจ้าชู้ / บูสต์เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าของคุณเหนือแรงดันไฟฟ้าของ LDO ของคุณแทบจะไม่ ฉันได้เห็นสิ่งนี้บ่อยครั้งในวงจร 5V พวกเขาเพิ่มพลังงานเป็น 5.5V และจากนั้น LDO ไปยังรถไฟ 5V สิ่งนี้ให้พลังงานเสียงรบกวนคุณภาพสูงที่ต่ำมากในขณะที่การสูญเสียพลังงาน 1/11 เท่านั้นยังคงได้รับประสิทธิภาพการใช้พลังงานออกจาก LDO ประมาณ 90%

จากมุมมองนี้คุณสามารถลดแรงดันไฟฟ้าลงไปที่ 4V พร้อมกับเจ้าชู้และ LDO ได้ แต่ฉันแค่ LDO และให้แน่ใจว่าคุณเชื่อมต่อกับเส้นทางความร้อนที่มีความต้านทานต่ำเพื่อให้ความร้อนกระจายได้ง่าย

LDOs จะไม่มีประสิทธิภาพมากขึ้น: (5 V - 3.3 V) * 250 mA = 0.425 W

มีอยู่แล้วค่อนข้างมากสำหรับ LDO ขนาดเล็ก (SOT-23) อย่างน้อย DPAK มีความจำเป็น การออกแบบ (ไม่ใช่ประสิทธิภาพ) สามารถปรับปรุงได้ด้วยตัวต้านทานแบบอนุกรมที่อินพุตของ LDO เพื่อนำความร้อนออกไปจาก IC และเป็นตัวต้านทาน แต่ให้แน่ใจว่าแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน R _ser  × I _{สูงสุด}ไม่ใหญ่เกินไปสำหรับ กระแสสูงสุดที่จำเป็น ที่ I _maxและที่ต่ำสุดของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่มีให้ V _{in, min}คุณยังต้องพบกับแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดของ LDO เช่น

V _{ออกสูงสุด}  + V _{วาง LDO, สูงสุด}  ≥ V _{ในนาที}  - R _ser  ×ฉันสูงสุด

เคล็ดลับนี้บางครั้งช่วยหากคุณไม่สามารถกระจายความร้อนทั้งหมดภายในแพ็คเกจของ LDO และต้องการกระจายไปทั่วส่วนประกอบอื่น ๆ นอกจากนี้ตัวต้านทานแบบอนุกรมที่ด้านหน้าของ LDO บางครั้งทำหน้าที่ป้องกันการลัดวงจรของชายยากจนเนื่องจากพวกเขาสามารถจัดการกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตเต็มในขณะที่

ทั้งหมดนี้มีราคาถูกและสกปรกดังนั้นใช่: อาจจะคุ้มกับการใช้เจ้าชู้

มันขึ้นอยู่กับความต้องการของคุณ:

• สำหรับวงจรดิจิตอลประสิทธิภาพสูง: buck
• เพื่อความแม่นยำวงจรอะนาล็อกสัญญาณรบกวนต่ำ: LDO!

มันไม่เป็นความจริงเลยที่ LDO จะไม่มีประสิทธิภาพมากกว่าในบางจุดการสูญเสียการสลับและการจ่ายกระแสไฟสำหรับสวิตช์จะมีมากกว่าประโยชน์

โอ้และ 34063A เป็นตัวแปลงที่น่ารักเพราะสวิตช์ไปได้ - 5 โวลต์ถึง 3.3 โวลต์มันคงไม่ทำให้ฉันประหลาดใจถ้าผลประโยชน์น้อยที่สุด มีตัวแปลงที่ดีกว่าสำหรับช่วงแรงดันไฟฟ้านี้

สำหรับสัญญาณดิจิตอลให้ใช้ตัวแปลงบั๊ก บ่อยครั้งที่คุณจะพบโซลูชันที่เล็กกว่าโซลูชันแอลดีโอเนื่องจากตัวเหนี่ยวนำมีปริมาณน้อยและมีส่วนประกอบภายนอกที่จำเป็นน้อย

หากคุณต้องการทั้งดิจิตอลและอนาล็อกคุณต้องการทำความสะอาดสัญญาณโดยใช้ LDO ในตัวอย่างของคุณคุณอาจใช้ตัวแปลง DC / DC คู่เพื่อให้ได้แรงดันทั้งแบบดิจิตอลและอนาล็อกจากชิปตัวเดียว ตัวอย่างเช่นคุณสามารถรับชิปที่แปลง 5V เป็น 3.3V แบบดิจิทัลแล้วเชื่อมต่อเอาต์พุตนั้นเพื่อรับแรงดันไฟฟ้าอนาล็อก 3.0V

ฉันคิดว่าคุณมีความเข้าใจผิดเกี่ยวกับ LDO

LDO หมายถึง low-drop-out หรือเมื่อคุณต้องการความแตกต่างเล็กน้อยจาก Vin ถึง Vout สิ่งที่คุณพยายามทำไม่จำเป็นต้องมี LDO, ปกติ 7805, LM317 หรืออึอื่นจะทำงานเหมือนเดิม (อ่านไม่ดี)

คุณสามารถคิดถึงประสิทธิภาพของตัวควบคุมเชิงเส้นเป็น Vout / Vin ดังนั้นในตัวอย่างของคุณมันชัดเจนว่า 3.3 / 5 = 66% เป็นจำนวนที่ไม่ดี ซึ่งหมายความว่าเมื่อใดก็ตามที่ผู้ควบคุมของคุณจะให้ความร้อนกับส่วนที่เหลือ 34%

ถึงแม้จะมีประสิทธิภาพที่ต่ำมาก แต่ Linear ก็สามารถทำงานได้ดีตราบใดที่พลังงานกระจายไป (นั่นคือทำให้ความแตกต่างของพินและ Pout) จะเพียงพอสำหรับแพ็คเกจของตัวควบคุม + การระบายความร้อนตามธรรมชาติหรือระนาบ PCB ตัวอย่างเช่น). สามารถคำนวณได้ง่ายจากเอกสารข้อมูลทางเทคนิค

แต่ถ้าคุณพยายามแปลง 3 จาก 3.3 จะได้ 90.9% จะดีกว่า (และถูกกว่า) มากกว่าผู้ควบคุมบัคส่วนใหญ่ ในกรณีนี้คุณจะต้องมี LDO (และระดับดี) เนื่องจาก 300mV ไม่สามารถจัดการได้โดย LM317

ดังนั้นในกรณีของคุณเจ้าชู้จะดีกว่าในแง่ของประสิทธิภาพ

ไชโย

ตัวแปลงบั๊กมักทำงานได้ไม่ดีที่กระแส 'สแตนด์บาย' เพียงไม่กี่ไมโครแอมป์

ฉันใช้การออกแบบที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่รวมทั้ง ldo และตัวแปลงบั๊กเข้าด้วยกันโดยที่ uC ทำงานของ ldo และเปิดสวิตช์บนวงจรที่ขับเคลื่อนของตัวแปลง buck ซึ่งใช้เวลาประมาณ 300mA ในเวลาไม่กี่นาที

ฉันคิดว่าฉันรู้วิธีแก้ปัญหาที่ง่ายกว่า คุณสามารถใช้LM117 / LM317 IC เพื่อทำงานของคุณและเนื่องจากขีด จำกัด ปัจจุบันของคุณคือ250mAจึงควรเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดและคุณไม่ต้องกังวลกับความร้อนเนื่องจากสามารถทำงานได้ถึง 1.5A ความต้องการที่นี่คือแรงดันไฟฟ้าอินพุตควรมีอย่างน้อย 1.5V มากกว่าแรงดันไฟฟ้าขาออก

ฉันใช้สิ่งเหล่านี้แม้จะไม่มีแผงระบายความร้อนใด ๆ สำหรับกระแสเล็ก ๆ เช่นนี้และมันก็ใช้ได้ดีมาก นี่คือแผ่นข้อมูลที่หวังว่าสิ่งนี้จะช่วยคุณและวงจรนั้นไม่ซับซ้อน สำหรับด้านที่ปลอดภัยกว่าคุณสามารถค้นหาว่าคุณต้องการแผ่นระบายความร้อนหรือไม่โดยใช้สูตรที่ให้ไว้ในแผ่นข้อมูล

http://www.national.com/ds/LM/LM117.pdf