Les régulateurs linéaires comme le 7805 sont inefficaces, et plus encore lorsque la tension d'entrée est plus élevée. Il fonctionne comme une résistance variable, qui varie sa valeur pour maintenir la tension de sortie constante, ici 5V. Cela signifie que le courant consommé par votre circuit 5V traverse également cette résistance variable. Si votre circuit dissipe 1A, la dissipation de puissance du 7805 sera
P=ΔV⋅I=(9V−5V)⋅1A=4W
4W dans un seul composant, c'est plutôt beaucoup, les 5W de votre circuit seront probablement répartis sur plusieurs composants. Cela signifie que le 7805 aura besoin d'un dissipateur thermique, et c'est le plus souvent un mauvais signe: trop de dissipation de puissance. Ce sera pire avec des tensions d'entrée plus élevées, et l' efficacité de la régulation peut être calculée comme
η=POUTPIN=VOUT⋅IOUTVIN⋅IIN=VOUTVIN
depuis .
Donc dans ce cas η = 5 VIOUT=IIN
ou 56%. Avec des tensions d'entrée plus élevées, cette efficacité va encore empirer.η=5V9V=0.56
La solution est un régulateur de commutation , ou un commutateur pour faire court. Il existe différents types de commutation en fonction de la ratio. Si V O U T est inférieur à V I N, vous utilisez un convertisseur abaisseur .
Même si un régulateur linéaire idéal a une faible efficacité, un commutateur idéal a une efficacité de 100%, et l'efficacité réelle peut être prédite par les propriétés des composants utilisés. Par exemple, il y a une chute de tension sur la diode et la résistance de la bobine. Un sélecteur bien conçu peut avoir une efficacité pouvant atteindre 95%VIN/VOUTVOUTVIN
, comme pour le rapport 5V / 9V donné. Des rapports de tension différents peuvent entraîner des rendements quelque peu inférieurs. Quoi qu'il en soit, une efficacité de 95% signifie que la puissance dissipée dans le régulateur est
PSWITCHER=(1η−1)⋅POUT=(10.95−1)⋅5W=0.26W
qui est suffisamment bas pour ne pas avoir besoin d'un dissipateur thermique. En fait, le régulateur de commutation lui-même peut être dans un boîtier SOT23, avec les autres composants, comme les CMS et les diodes.