Является ли это допустимой цепью для сильноточного регулятора 12 - 5 В? Мне нужно около 10 ампер. СОВЕТЫ будут иметь массивный радиатор.
Источником является автомобильный аккумулятор, установленный на этом огромном штучном роботе R2D2.
voltage-regulator
Пол Тингбо
источник
источник
Ответы:
Это неправильная топология для использования транзисторов для увеличения тока линейного регулятора. Вот как это делается с использованием одного транзистора для обеспечения большего тока:
Это по-прежнему хорошо регулирует выходное напряжение. В вашей цепи падение BE транзисторов приведет к снижению выходного напряжения.
При малых токах напряжение на R1 мало, поэтому Q1 остается выключенным. Когда ток нагрузки увеличивается, напряжение на R1 увеличивается, что включает Q1, который сбрасывает больше тока на выход. Регулятор все еще регулирует, но ток через него перестанет увеличиваться примерно на 3/4 А в этом случае, после чего транзистор принимает на себя большую часть дополнительной нагрузки.
Один большой силовой транзистор с большим радиатором должен выдерживать ваш выходной ток 10 А. Однако, если вы хотите распределить тепло по нескольким транзисторам, вы не можете просто добавить их параллельно. Чтобы добавить больше транзисторов, нужно назначить каждому из них собственный эмиттерный резистор. Это обеспечивает небольшую отрицательную обратную связь, так что если транзистор пропускает больше, чем его доля тока, напряжение на его эмиттерном резисторе будет выше, что отнимет его напряжение BE, что уменьшит ток через резистор.
Вот пример с 3 внешними транзисторами, которые принимают большую часть текущей нагрузки, в то время как постоянный обеспечивает регулирование:
По сути, это та же идея, что и раньше, но каждый транзистор имеет собственный эмиттерный резистор. R1 также немного увеличен, чтобы обеспечить достаточное количество базовых дисков для всех трех транзисторов и учесть дополнительное падение напряжения на эмиттерных резисторах. Тем не менее, R1 больше, чем нужно в этом примере. Тем не менее, у вас достаточно запаса по напряжению, поэтому падение напряжения на резисторе не проблема.
Помните о рассеивании резисторов. Скажем, для учета небольшого дисбаланса и некоторого запаса, мы хотим, чтобы каждый транзистор мог выдерживать 4 А. Это составляет 400 мВ на резисторе эмиттера, плюс 750 мВ или около того для падения BE, в общей сложности 1,15 V, который должен быть через R1 при полном токе. Это означает, что он рассеивает 660 мВт, поэтому он должен быть как минимум резистором 1 Вт.
Каждый эмиттерный резистор должен быть в состоянии безопасно рассеивать (4 A) 2 (100 мОм) = 1,6 Вт. Это должны быть резисторы не менее 2 Вт.
Все это говорит, я согласен с Wouter в том, что это неправильный способ решения вашей общей проблемы. Линейное регулирование до 12 В для получения 5 В будет более трудным и намного более расточительным, чем переключение. Однако реальный способ решить эту проблему - отступить на несколько уровней и переосмыслить на системном уровне. Работать с большим током при напряжении 5 В от батареи 12 В бессмысленно. Вы должны быть в состоянии найти двигатели, которые работают на 12 В, на самом деле легче, чем те, которые работают на 5 В на этом уровне мощности. Тогда вам нужно только обеспечить 5 В для логики управления, которая управляет переключателями, которые обеспечивают питание для устройств 12 В. Или же вы все еще можете использовать устройства 5 В с надлежащим ШИМ-приводом, чтобы включать и выключать 12 В достаточно быстро, чтобы устройства видели только среднее значение 5 В.
На системном уровне должно быть несколько хороших вариантов, ни один из которых не предусматривает затрат тепла 70 Вт на работу двигателей 5 В от 12 В.
Я описал, как сделать линейный регулятор с более высоким током из существующего и некоторого внешнего транзистора, чтобы документально подтвердить, как это сделать правильно, но это не должно быть частью вашего общего решения.
источник
Ряд замечаний в приблизительном порядке значимости:
Если вы действительно хотите построить что-то вроде этого: есть стандартные схемы для этого, которые используют силовой транзистор PNP, или несколько схем с резисторами балансировки нагрузки.
Одна мысль, которую вы поняли правильно, состоит в том, что будет проще охлаждать систему несколькими транзисторами, потому что их Rth jc (1 C / W каждый) расположены параллельно. Для TIP35 (с разницей температур 70 Вт и 140 ° С) вам потребуется общая Rth 2 ° С / Вт, следовательно, радиатор 1 ° С / Вт. При параллельном подключении 3 вам потребуется радиатор 1,6C / W. Все еще большой, но не такой большой, как 1C / W. (Обратите внимание, что на практике 140C может быть слишком высоким, поэтому вам все равно понадобится 1C / W).
================================================
С добавленной информацией:
источник
Тепловой побег, это не так с ним. Вы ошибочно полагаете, что транзисторы равны, но на практике это не так.
Транзистор, несущий немного больший ток, будет нагреваться немного больше, чем другие, что приведет к дальнейшему увеличению его тока и дальнейшему нагреву. Один транзистор в конечном итоге принимает большую часть нагрузки.
Чтобы решить эту проблему, вы можете добавить небольшие эмиттерные резисторы, которые будут вызывать обратную связь и выравнивать токи через ветви.
источник
Я предпочитаю переключение линейному регулятору, работающему так горячо, что вы не сможете его прикоснуться, но я не смог найти ни одного понижающего регулятора в пакете со сквозным отверстием с нужными вам характеристиками (от 12 В до 5 В при 10 А). Похоже, все доступное для поверхностного монтажа в пакетах, с которыми определенно недружелюбно работать (контакты, спрятанные внизу, QFN и т. Д.).
Я не знаю, каков ваш бюджет, но я нашел этот преобразователь постоянного тока 12В в 5В, который будет работать 10А. (На самом деле вход может варьироваться от 10 до 14 В.)
В Digi-Key стоит меньше 15 долларов , что намного лучше, чем в предыдущем, который я нашел (65 долларов).
источник
источник