Deux régulateurs de tension en série vs en parallèle


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Quelle est une meilleure idée - pour connecter deux régulateurs de tension en série ou en parallèle? Je n'ai pas besoin de beaucoup de courant (max 300-400mA). J'ai besoin des deux tensions. La sortie du transformateur est d'environ 9V. U2 donne 1A max et U3 800mA max.

séries parallèle


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Il existe des convertisseurs DC / DC vraiment bon marché disponibles ces jours-ci qui seront considérablement plus efficaces (lire: fonctionner plus froid et ne pas avoir besoin d'énormes dissipateurs de chaleur).
jippie

Réponses:


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La différence importante ici est l'endroit où la puissance est dissipée. Pour les deux circuits, il peut facilement être calculé:

Parallèle:

  • PU2=(VINVOUT)×IOUT=(95)×1=4W
  • PU3=(VINVOUT)×IOUT=(93.3)×0.8A=4.6W
  • Puissance totale = 8,6 W

Configuration série

  • PU2=(VINVOUT)×IOUT=(95)×(1+0.8)=7.2W
  • PU3=(VINVOUT)×IOUT=(53.3)×0.8A=1.4W
  • Puissance totale = 8,6 W

La question est de savoir pouvez-vous dissiper ces quantités d'énergie le plus confortablement, quel régulateur. Plus la puissance dissipée est élevée, plus le dissipateur thermique requis est important. Pour les deux solutions, la puissance dissipée totale est identique.

Notez que pour la configuration série, votre régulateur 5V doit être capable de faire presque 2A, alors que dans la configuration parallèle, les deux régulateurs doivent faire face à "seulement" environ 1A.


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En raison de l'onde sinusoïdale, le transformateur chargera le condensateur jusqu'à sqrt (2) * 9V = près de 13V lorsqu'il n'y a pas de charge. Si le transformateur est surdimensionné, il donnera toujours près de 13 V sous charge. Cela pourrait donc être un peu pire que ce calcul ne le montre. (Avec une tolérance de 2 * 0,6 V tombée sur le pont redresseur, c'est un peu plus de 11 V, ce qui est toujours supérieur à 9 V.)
Level River St

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Si

  • le régulateur 3,3 V peut fonctionner avec la sortie minimale du régulateur 5 V en entrée,
  • ET le régulateur 5V peut fournir la somme des deux courants, les deux options sont ouvertes.

Notez que dans les deux alternatives, la dissipation sera répartie différemment sur les deux régulateurs.

À 1A et 0,8A, vous aurez besoin d'un refroidissement sur les deux régulateurs, que vous devez calculer pour la tension d'entrée maximale (tension de ligne la plus élevée possible, facteur de transformation le plus bas possible, baisses possibles sur les diodes) et la tension de sortie la plus basse possible. (Les calculs de jippie peuvent être utilisés comme point de départ, mais les pires cas seront un peu plus mauvais.)


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En supposant que le deuxième régulateur peut fonctionner avec la tension la plus basse que vous obtiendrez du premier, vous pouvez le faire en série. En supposant encore une fois que ce sont des régulateurs linéaires, je pense que l'inconvénient du premier régulateur devra être dimensionné pour fournir la dissipation de courant et de puissance nécessaire pour supporter le deuxième régulateur. Ainsi, vous pourriez être en mesure d'utiliser une petite pièce pour le deuxième gars, mais finissez par payer pour cela sur le premier régulateur. Étant donné le choix, je le ferais en parallèle personnellement.

Maintenant, si vous utilisiez un régulateur à découpage pour le premier régulateur et un linéaire sur le second, il y aurait des gains d'efficacité que vous pourriez faire en les ayant en série comme ça. Le premier régulateur abaissant la tension pour le second. Vous devez toujours fournir suffisamment de courant à partir du premier régulateur, mais maintenant la puissance que votre deuxième régulateur doit dissiper sous forme linéaire est beaucoup plus faible.


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Pour les régulateurs de tension linéaires, il est vrai qu'une configuration distribuée ou centralisée n'influence pas l'efficacité. Cependant, notez que cela n'est pas vrai pour les régulateurs à découpage. L'efficacité restera la même centralisée, mais sera plus faible dans une configuration distribuée.

Supposons un régulateur à découpage avec une efficacité de 95%. Je suppose également que chaque régulateur a une puissance disponible séparée dans la configuration distribuée (votre image implique que seul le régulateur 3,3 V a une sortie disponible):

entrez la description de l'image ici

Psource=Pu20.95+Pu30.950.95=8.188

Nous devons rétroconcevoir la puissance totale requise de la source dans le cas distribué. Pour la puissance requise pour Pu2, nous devons compenser l'efficacité d'un régulateur de mode de commutation 1 (5 V). Pour la puissance requise pour Pu3, nous devons compenser l'efficacité des deux régulateurs de mode de commutation, car cette fraction de Psource doit parcourir deux modes de commutation pour atteindre Pu3.

L'efficacité est

η=Pu2+Pu3Psource=5+2.648.188=93.3%

Bien sûr, il ne se dégrade pas autant dans ce cas, mais dans une chaîne d'alimentation plus longue, avec plus de modes de commutation, l'efficacité serait beaucoup plus faible et des puissances plus élevées rendraient cela encore plus significatif.

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