Comment transmettre un courant élevé (2.6A) avec une basse tension (1.2V) sur une longue distance?

Je veux fournir un DSP avec 1.2V. Ce DSP a besoin de 2,6 ampères de courant à pleine charge. L'alimentation minimale basée sur les spécifications électriques de ce DSP est de 1,16 V, ce qui signifie que la chute de tension maximale provoquée par les plans d'alimentation, les traces et les connecteurs ne doit pas dépasser 40 mV.

Dans mon cas, j'ai trouvé très difficile d'y parvenir car la distance entre la source d'alimentation et le DSP est d'environ 8000 mil (~ 20 cm) et cette alimentation passe par deux connecteurs qui ajoutent 100 mOhms, donc la chute est de 260 mV (100m x 2.6A) sans compter dans les plans l'impédance. J'ai dessiné un schéma simple pour mon cas montré dans l'image suivante:

Mes questions sont:

• La distance totale est-elle seulement de 20 cm? ou dois-je ajouter le retour pour que la distance réelle soit de 40 cm? ( Bien pire :( )

• Comment puis-je résoudre ce problème? sachant que la distance entre la source et le DSP ne peut être inférieure à 20 cm. Dois-je ajouter un autre régulateur à côté du DSP? ou vaut-il mieux générer une tension légèrement supérieure pour compenser cette baisse? (d'autres composants nécessitent une alimentation de 1,2 V et sont à des distances différentes du DSP).

• Comment puis-je calculer l'impédance du plan, indiquée dans l'image ci-dessus comme R (plan)?

# Modifier 1:

Concernant le point 1, ok, la distance totale est maintenant malheureusement de 40 cm.

J'ai pensé à une solution pour réduire la résistance des connecteurs, qui sont le principal facteur de haute résistance. Selon la fiche technique des connecteurs, la résistance de la broche est de 25 mOhms, j'ai des broches libres supplémentaires, donc je vais utiliser 8 broches pour transmettre le 1,2 V de sorte que le soit maintenant divisé par 8, mais la question est maintenant, je ne sais pas si cette résistance est pour la broche uniquement ou est-ce le total après l'accouplement? et après l'accouplement doivent-ils être traités comme des résistances série ou parallèles?

En général, essayer de pousser la puissance régulée finale à n'importe quelle distance n'est pas une bonne idée. Dans votre cas, cela ne fonctionnera clairement pas. Oui, le chemin de retour ajoute à la résistance totale car il est en série avec la charge. Il est étrange que vous ayez des connecteurs dans l'alimentation positive mais pas dans le sol. S'il s'agit d'une installation fixe, pourquoi ne pas souder les fils d'un bout à l'autre?

Une meilleure façon de faire face au besoin de puissance régulée distribuée, en particulier à basse tension et à courants élevés comme vous l'avez, est de distribuer une tension plus ou moins régulée plus élevée et de faire la tension finale étroitement régulée localement. Cela fait deux choses utiles:

1. La baisse de distribution de la tension la plus élevée n'aura pas d'importance car elle sera de toute façon régulée à la tension finale. Vous devez vous assurer que la tension de l'autre est au moins le minimum requis pour que ce régulateur fonctionne correctement, mais cette marge est généralement facile à intégrer.

2. Dans le cas où les régulateurs locaux sont des commutateurs, la tension plus élevée aura moins de courant, ce qui signifie qu'elle aura également moins de chute de tension sur toute la distance, avec moins d'énergie gaspillée et de chaleur à traiter.

D'où vient votre alimentation 1,2 V? Vous avez probablement une tension plus élevée avec un convertisseur abaisseur quelque part. Envoyez cette tension plus élevée sur la distance et placez un régulateur abaisseur directement sur le DSP. Notez que cela assouplit les exigences sur l'alimentation 1,2 V sur la carte principale. Deux petits régulateurs abaisseurs coûteront toujours plus cher qu'un plus grand, mais permettre aux deux d'être plus petits aidera quelque peu. Il distribue également la chaleur de toutes les pertes, ce qui rend généralement cela plus facile à gérer.

Ajouté en réponse à votre commentaire:

Si vous ne pouvez vraiment pas mettre un régulateur local par la charge, alors la meilleure chose à faire est de faire revenir une ligne de détection. Cette ligne signale que la tension réelle à l'extrémité éloignée revient au régulateur sur la carte principale. Cette tension est utilisée comme rétroaction afin que la tension à l'extrémité distante soit ce qui est régulé. La tension au niveau du régulateur sera alors automatiquement plus élevée au besoin pour surmonter la chute de tension sur le chemin de la charge. La ligne de détection ne subit pas ces chutes de tension car elle a très peu de courant qui la traverse. Ce n'est qu'un signal de retour de tension.

Si la connexion à la terre peut également avoir une chute de tension importante, cela devient plus délicat. Parfois, vous utilisez deux lignes de détection et les traitez différemment au niveau de l'alimentation. Parfois, vous supposez que les chutes de tension avant et arrière seront à peu près égales et ajouterez un peu de gain dans le circuit de détection. Parfois, vous réglez simplement la sortie de l'alimentation un peu plus haut pour compenser la chute de tension totale nominale et n'essayez pas de la réguler activement du tout.

La résistance de connexion est pour la broche et la prise accouplées. Si vous en utilisez N, la résistance diminue d'un facteur À PROPOS DE N.

Vous voulez vraiment le régulateur près du DSP. Si vous avez deux connecteurs et qu'ils sont la résistance principale (comme vous le dites), leur résistance variera en fonction des circonstances, de l'âge, de la température et plus encore et donnera un résultat incertain.

De toute évidence, si les connecteurs ajoutent 100 milliohm et que vous avez 2,6 A, vous obtenez une baisse de 260 milliVolt. SI 40 mV est la tension maximale tolérable, vous pouvez ajouter un fond de panier de retour infini et toujours dépasser les spécifications par 260/40 ~ = 6,5: 1. Vous auriez besoin d'au moins 6,5 paires de broches parallèles pour réduire la tension de ce connecteur uniquement à un niveau autorisé, puis avoir le reste du circuit et le chemin de retour à gérer. SI la valeur de 50 milliohm est en fait une valeur moyenne typique, alors vous avez une situation presque insoluble. S'il y a un nombre égal de connecteurs à 50 miliohm dans le chemin de retour, le problème devient tout simplement impossible.

["Rien n'est impossible!" si vous fabriquez certaines chaussures de sport, mais c'est tout simplement impossible ici. ]

Si vous ne pouvez pas amener le régulateur au DSP, une solution réalisable consiste à utiliser la détection à distance ou "Kelvin". c'est-à-dire faire passer une ligne de détection de tension du régulateur à la charge qui ne transporte pas de courant et ajuster la tension d'alimentation en fonction. Bien que cela soit simple à faire, vous voulez évidemment que le circuit de détection ne passe JAMAIS en circuit ouvert (car la tension augmentera pour tenter de compenser) et vous devez faire face au bruit, etc. dans le circuit de détection. Pas difficile, mais ....