Apakah ini rangkaian yang valid untuk regulator arus 12 hingga 5 volt saat ini? Saya membutuhkan sekitar 10 amp. TIP akan memiliki heat sink besar-besaran.
Sumbernya adalah aki mobil yang dipasang pada robot besar R2D2 ini.
voltage-regulator
Pål Thingbø
sumber
sumber
Jawaban:
Itu bukan topologi yang tepat untuk menggunakan transistor untuk meningkatkan arus regulator linier. Inilah cara melakukannya dengan menggunakan satu transistor untuk memberikan lebih banyak arus:
Ini masih membuat tegangan output diatur dengan baik. Di sirkuit Anda, BE drop dari transistor akan membuat tegangan output lebih rendah.
Pada arus rendah, ada sedikit tegangan di R1, jadi Q1 tetap mati. Ketika arus beban meningkat, tegangan yang melintasi R1 meningkat, yang menyala Q1, yang mengalirkan lebih banyak arus ke output. Regulator masih mengatur, tetapi arus melalui itu akan berhenti meningkat di sekitar 3/4 Amp dalam hal ini, setelah itu transistor mengambil alih sebagian besar beban tambahan.
Satu transistor daya besar dengan heat sink besar harus mampu menangani arus keluaran 10 A Anda. Namun, jika Anda ingin menyebarkan panas ke beberapa transistor, Anda tidak bisa menambahkan lebih banyak transistor secara paralel. Cara untuk menambah lebih banyak transistor adalah dengan memberikan masing-masing resistor emitornya sendiri. Ini memberikan sedikit umpan balik negatif sehingga jika sebuah transistor melewati lebih dari bagiannya dari arus, tegangan yang melintasi resistor emitornya akan lebih tinggi, yang akan mengambil dari tegangan BE-nya, yang akan mengurangi arus melalui resistor.
Berikut adalah contoh dengan 3 transistor eksternal yang mengambil sebagian besar beban saat ini, sementara yang biasa memberikan peraturan:
Ini pada dasarnya ide yang sama seperti sebelumnya, tetapi masing-masing transistor memiliki emitor resistor sendiri. R1 juga ditingkatkan sedikit untuk memastikan ada banyak base drive yang tersedia untuk ketiga transistor, dan untuk memperhitungkan penurunan tegangan tambahan di resistor emitor. Namun, R1 lebih besar dari yang seharusnya dalam contoh ini. Namun, Anda memiliki banyak voltase ruang kepala yang tersedia, jadi menjatuhkan lebih banyak pada resistor tidak masalah.
Ingatlah selalu disipasi resistor. Katakanlah untuk memperhitungkan sedikit ketidakseimbangan dan margin, kami ingin masing-masing transistor dapat menangani 4 A. Itu adalah 400 mV di resistor emitor, ditambah 750 mV atau lebih untuk penurunan BE, dengan total 1,15 V yang perlu melintasi R1 pada arus penuh. Itu berarti akan menghilang 660 mW, jadi harus setidaknya sebagai resistor "1 W".
Setiap penghambat emitor harus dapat dengan aman melepaskan (4 A) 2 (100 mΩ) = 1,6 W. Ini harus setidaknya resistor "2 W".
Semua ini mengatakan, saya setuju dengan Wouter karena ini adalah cara yang salah untuk mengatasi masalah Anda secara keseluruhan. Dengan mengatur turun 12 V secara linier untuk membuat 5 V akan lebih banyak masalah dan lebih boros daripada switcher. Namun, cara nyata untuk mengatasinya adalah dengan mundur beberapa tingkat dan berpikir ulang di tingkat sistem. Menjalankan banyak hal arus tinggi pada 5 V dari baterai 12 V tidak masuk akal. Anda harus dapat menemukan motor yang berjalan pada 12 V, sebenarnya lebih mudah daripada yang berjalan pada 5 V pada level daya ini. Maka Anda hanya perlu memberikan 5 V untuk logika kontrol, yang mengontrol sakelar yang memungkinkan daya ke perangkat 12 V. Atau Anda masih dapat menggunakan perangkat 5 V dengan drive PWM yang tepat sehingga Anda mengaktifkan dan menonaktifkan 12 V cukup cepat sehingga perangkat hanya melihat rata-rata 5 V.
Seharusnya ada beberapa opsi bagus di level sistem, tidak ada yang termasuk membuang 70 W sebagai panas untuk menjalankan 5 V motor dari 12 V.
Saya menjelaskan bagaimana membuat regulator linier yang lebih tinggi saat ini dari yang sudah ada dan beberapa transistor eksternal untuk mendokumentasikan bagaimana melakukannya dengan benar, tetapi ini seharusnya tidak benar-benar menjadi bagian dari solusi keseluruhan Anda.
sumber
Sejumlah komentar, dengan urutan kepentingan:
Jika Anda benar-benar ingin membangun sesuatu seperti ini: ada sirkuit standar untuk ini yang menggunakan transistor daya PNP, atau banyak yang dengan resistor penyeimbang beban.
Satu yang menurut Anda benar adalah bahwa akan lebih mudah mendinginkan sistem dengan banyak transistor, karena Rth jc (masing-masing 1 C / W) paralel. Untuk TIP35 (dengan perbedaan suhu 70 W dan 140C) Anda membutuhkan Rth total 2C / W, karenanya heatsink 1C / W. Dengan 3 secara paralel Anda membutuhkan heatsink 1.6C / W. Masih besar, tapi tidak sebesar 1C / W. (Perhatikan bahwa dalam praktiknya 140C mungkin terlalu tinggi, jadi Anda tetap membutuhkan 1C / W).
==============================================
Dengan info tambahan:
sumber
Pelarian termal, itu salah dengan itu. Anda salah menganggap transistor sama, tetapi dalam praktiknya tidak sama.
Transistor yang membawa sedikit lebih banyak arus akan lebih sedikit lebih hangat daripada yang lain, sehingga meningkatkan arusnya dan semakin meningkat. Satu transistor pada akhirnya akan mengambil sebagian besar beban.
Untuk mengatasi ini, Anda dapat menambahkan resistor emitor kecil yang akan menyebabkan umpan balik dan menyamakan arus di seluruh cabang.
sumber
Saya lebih suka beralih ke regulator linier berjalan begitu panas Anda tidak bisa menyentuhnya, tapi saya tidak bisa menemukan regulator uang dalam paket melalui-lubang dengan spesifikasi yang Anda butuhkan (12v ke 5v @ 10A). Segala sesuatu yang tersedia tampaknya permukaan mount, dalam paket yang pasti tidak ramah untuk bekerja dengan (pin tersembunyi di bagian bawah, QFN dan semacamnya).
Saya tidak tahu berapa anggaran Anda, tetapi saya menemukan konverter DC-DC 12V ke 5V yang akan melakukan 10A. (Input sebenarnya dapat berkisar dari 10v hingga 14v.)
Biaya kurang dari $ 15 di Digi-Key, jauh lebih baik daripada yang sebelumnya saya temukan ($ 65).
sumber
sumber