Untuk perbedaan Vin-Vout kecil, apakah layak menggunakan LDO vs regulator uang?

14

Saya ingin mundur 5V ke 3.3V di sekitar 250mA.

Sejauh yang saya lihat, ada dua opsi untuk dipertimbangkan:

Buck: lebih banyak ruang, biaya lebih tinggi
LDO: lebih sedikit ruang, biaya lebih rendah, lebih sulit untuk menghilangkan panas (?), Kurang efisien (?)

Yang saya ingin tahu adalah apakah LDO akan lebih efisien dan lebih baik dalam melakukan pekerjaan ini? Saya pernah mendengar hal-hal seperti solusi 6V ke 5V biasanya menggunakan LDO daripada regulator uang karena mereka lebih efisien, tapi saya bertanya-tanya apakah ini bekerja untuk 5V ke 3.3V?

buck ldo

— Thomas O
sumber

4

Banyak desain regulator switching umum tidak melakukan dengan sangat baik dalam hal efisiensi karena tegangan outputnya turun, karena mereka cenderung memiliki kehilangan tegangan tetap melalui dioda schottky yang menjadi lebih dan lebih penting ketika tegangan output mendekati dioda maju voltase. Hanya sesuatu yang harus diwaspadai.

11

Menjatuhkan 5 hingga 3,3 V pada 250 mA berarti harus kehilangan 0,425 Watt di LDO, Anda akan memerlukan pendingin besar untuk membuatnya bekerja.

LDO tidak akan pernah lebih efisien daripada konverter uang, kecuali jika Anda hanya membutuhkan sedikit arus sehingga daya yang digunakan oleh regulator sendiri menjadi masalah.

Saya memiliki PCB yang dirancang salah saat ini di mana saya mencoba melakukan persis apa yang Anda usulkan untuk mengubah 5 V menjadi 3.3V pada 200 mA dan meskipun saya memiliki pesawat tembaga besar sebagai heatsink LDO masih mencapai 80 derajat C di beberapa detik.

Saat ini saya mendesain ulang catu daya saya untuk menggunakan konverter MC34063A sebagai gantinya.

— dren.dk
sumber

6

.4W bukan merupakan pendingin besar. Saya telah menghamburkan 1W dengan pesawat darat tanpa masalah.

— Kortuk

1

Ya, "pendingin panas besar-besaran" bergantung sepenuhnya pada seberapa besar PCB itu, milik saya tidak punya cukup ruang untuk landasan penuh, jadi saya kehilangan.

— dren.dk

1

Maaf mendengar Dren.dk. Saya kira kita bertahan dengan apa yang kita bisa. Anda selalu dapat meminta helium dingin untuk perangkat.

— Kortuk 6-10

2

Pada output tegangan rendah (misalnya 3V3), dioda freewheel dalam suplai seperti MC34063A juga dapat menjadi penyebab ketidakefisienan yang signifikan. Jika menyingkirkan 400mW dalam LDO adalah tugas 'masif', maka 100mW di dioda mungkin juga tidak dapat diabaikan.

Poin baiknya, ada banyak jejak kaki tambahan yang diperlukan untuk 34063 juga, jadi itu mungkin tidak berakhir menjadi solusi terbaik, tetapi untuk aplikasi saya, saya tidak memiliki ruang untuk pesawat tembaga yang dibutuhkan untuk menyingkirkan 425 mW , tetapi area terbuka dapat menahan switcher dan menyederhanakan sistem saya untuk dapat langsung menuju 3.3V dari tegangan input saya, YMMV dan semua itu.

— dren.dk

10

Banyak yang sudah memberi Anda pendapat tentang efisiensi daya, saya hanya ingin mengemukakan beberapa alasan saya melihat orang lain melakukan ini.

Kekebalan kebisingan. regulator buck / bost, lebih luas [SMPS] [1], memiliki karakteristik kebisingan yang sangat buruk. Mereka hampir menjamin harmonik pada frekuensi switching. LDO tidak, mereka menciptakan kekuatan yang sangat halus.
Kesederhanaan, Anda hanya menjatuhkan voltase kecil, menjaga sirkuit Anda tetap bersih dan komponen Anda rendah.

Kekebalan suara ini biasanya salah satu alasan utama saya melihat ini. LDO tidak dapat dikalahkan dalam catatan ini, Anda membayar daya untuk mendapatkan daya keluaran yang bersih. Alasan spesifik LDO sangat populer terkait dengan fakta bahwa Anda dapat menggunakan buck / boost untuk mendapatkan voltase Anda sedikit di atas tegangan operasi LDO Anda. Saya sering melihat ini di sirkuit 5V, mereka meningkatkan daya ke 5.5V dan kemudian LDO ke rel 5V. Ini memberikan noise yang sangat rendah daya berkualitas tinggi sementara hanya menderita kehilangan daya 1/11, masih mendapatkan efisiensi daya sekitar 90% dari LDO.

Jadi, dari perspektif ini, Anda selalu bisa menjatuhkan tegangan ke 4V dengan uang dan LDO itu, tapi saya hanya akan LDO itu dan pastikan Anda memilikinya terhubung ke jalur termal resistansi rendah sehingga panas mudah hilang.

— Kortuk
sumber

Ya ... tapi kebanyakan uang yang pernah saya lihat memiliki output <5mVp-p, yang sangat bagus, yakin itu tidak sebagus LDO tetapi apakah itu benar-benar penting?

— Thomas O

Saya setuju dengan Anda tentang faktor kesederhanaan.

— Thomas O

Ketika kita berbicara saya sedang membaca buku EMC. Ya, itu penting, dan 5mVp-p mungkin seperti yang Anda lihat, tetapi saya telah melihat transien yang mengerikan. Anda harus ingat mereka beralih cukup cepat untuk efisiensi tinggi. emisi akan meningkat dengan beban besar secara normal, terutama beban yang berubah dengan cepat, Mereka juga menempatkan emisi signifikan yang dilakukan pada saluran listrik Anda. Kedua hal ini dapat mematikan perangkat saat diletakkan di depan pengujian FCC.

— Kortuk 6-10

Juga, harap dicatat, saat Anda mendapatkan transien frekuensi yang lebih tinggi, Anda dapat mulai mengalami kesulitan mengukur transien dengan oscope. Induktansi apa pun dapat dan akan memblokir transien frekuensi tinggi.

— Kortuk

@Kortuk ini tidak selalu benar, tergantung pada peningkatan frekuensi. Bahkan, jika dirancang dengan buruk (boost + LDO) akan memiliki hasil dan biaya yang jauh lebih buruk. Sebagian besar regulator linier tidak dapat menolak dengan benar buck / boost frekuensi konverter> 1MHz (PSRR)

— user1797147

10

LDO tidak akan lebih efisien: (5 V - 3,3 V) * 250 mA = 0,425 W.

Sudah cukup banyak untuk LDO yang bertubuh kecil (SOT-23), setidaknya DPAK mungkin diperlukan. Desain (bukan efisiensi) dapat ditingkatkan dengan resistor seri pada input LDO untuk mengambil panas dari IC dan masuk ke resistor, tetapi pastikan penurunan tegangan melintasi resistor R _ser × I _max tidak terlalu besar untuk arus tertinggi yang diperlukan. Pada I _max dan pada ujung rendah dari tegangan input V yang tersedia _{, min} , Anda masih harus memenuhi tegangan input minimum LDO, yaitu

V _{out, max} + V _{drop, LDO, max} ≥ V _{in, min} - R _ser × I _max .

Trik ini terkadang membantu jika Anda tidak dapat menghilangkan semua panas di dalam paket LDO sendiri dan ingin menyebarkannya ke lebih banyak komponen. Juga, resistor seri di depan LDO kadang-kadang bertindak sebagai perlindungan hubung singkat orang miskin, mengingat mereka dapat menangani tegangan input penuh untuk sementara waktu.

Semua ini murah dan kotor, jadi ya: Mungkin layak menggunakan uang.

— zebonaut
sumber

8

Itu tergantung pada kebutuhan Anda:

Untuk sirkuit digital efisiensi tinggi: buck.
Untuk sirkuit analog presisi rendah kebisingan: LDO!

— smashtastic
sumber

2

Saya mengatakannya, tetapi Anda membuatnya singkat dan manis! +1!

— Kortuk

2

Ini tidak sepenuhnya benar karena LDO tidak akan pernah lebih efisien, karena pada titik tertentu kerugian switching dan pasokan saat ini untuk switcher akan lebih besar daripada manfaatnya.

Oh, dan 34063A adalah konverter yang sangat jelek ketika switchers - untuk 5 V ke 3.3 V tidak akan mengejutkan saya jika manfaatnya minimal. Ada konverter yang jauh lebih baik untuk rentang tegangan ini.

— mikeselectricstuff
sumber

1

Untuk sinyal digital, gunakan buck converter. Sering kali Anda akan menemukan solusi yang lebih kecil dari solusi LDO, mengingat bahwa induktor mendapatkan jejak yang cukup kecil dan jumlah komponen eksternal yang dibutuhkan rendah.

Jika Anda membutuhkan digital dan analog, Anda ingin membersihkan sinyal dengan menggunakan LDO. Dalam contoh Anda, Anda mungkin menggunakan dua DC / DC mengkonversi untuk mendapatkan tegangan digital dan analog dari satu chip. Misalnya Anda bisa mendapatkan chip yang mengubah digital 5V menjadi 3.3V, dan kemudian menghubungkan output itu untuk mendapatkan tegangan analog 3.0V.

— Pål-Kristian Engstad
sumber

0

Saya pikir Anda memiliki kesalahpahaman tentang LDO.

LDO berarti drop-out rendah atau ketika Anda membutuhkan sedikit perbedaan dari Vin ke Vout. Apa yang Anda coba lakukan tidak memerlukan LDO, biasa 7805, LM317 atau omong kosong lainnya akan melakukan hal yang sama (baca buruk).

Anda dapat berpikir tentang efisiensi regulator linier sebagai Vout / Vin jadi dalam contoh Anda, jelas bahwa 3,3 / 5 = 66% adalah angka yang buruk. Ini berarti bahwa kapan saja, regulator Anda akan memanaskan atmosfer dengan sisa 34%.

Bahkan dengan efisiensi yang sangat buruk, linier dapat bekerja dengan baik selama daya yang dihabiskan di dalamnya (yaitu, membuat perbedaan Pin dan Pout) akan memadai untuk paket regulator + pendingin alami atau pesawat PCB (baca kenaikan suhu paket pada 50 derajat) sebagai contoh). Ini dapat dengan mudah dihitung dari lembar data.

Tetapi jika Anda mencoba mengkonversi 3 dari 3,3 akan mencapai 90,9%, jauh lebih baik (dan lebih murah) daripada kebanyakan regulator uang. Dalam hal ini Anda akan membutuhkan LDO (dan yang baik), karena 300mV tidak dapat ditangani oleh LM317.

Jadi dalam kasus Anda, uang akan jauh lebih baik dalam hal efisiensi.

Bersulang,

— pengguna1797147
sumber

0

Konverter Buck biasanya berkinerja buruk pada arus 'siaga' hanya dengan beberapa microAmps.

Saya sebenarnya menggunakan desain bertenaga baterai yang menggabungkan ldo dan konverter buck bersama-sama, di mana UC menjalankan ldo, dan mengaktifkan sirkuit bertenaga buck converter yang mengkonsumsi ~ 300mA selama beberapa menit setiap kali.

— Lanting
sumber

-1

Yah saya pikir saya tahu solusi yang lebih sederhana. Anda dapat menggunakan LM117 / LM317 IC untuk melakukan pekerjaan Anda dan karena batas Anda saat ini adalah 250mA ini harus menjadi pilihan terbaik dan Anda tidak perlu khawatir tentang panas karena ini bisa naik ke 1,5A. Syaratnya di sini adalah tegangan input harus setidaknya 1.5V lebih dari tegangan output.

Saya telah menggunakan ini bahkan tanpa heat sink untuk arus sekecil itu dan mereka baik-baik saja. Berikut lembar data yang harap ini membantu Anda dan sirkuitnya tidak serumit itu. Untuk sisi yang lebih aman, Anda dapat mengetahui apakah Anda memerlukan unit pendingin atau tidak dengan menggunakan rumus yang disediakan dalam lembar data.

http://www.national.com/ds/LM/LM117.pdf

— Zaxx
sumber

LM317 dalam paket TO-220 - terlalu besar untuk aplikasi saya. Dan paket yang lebih kecil memiliki masalah dengan pembuangan panas. Terima kasih atas saran Anda. Panas yang dihasilkan dalam regulator adalah fungsi dari disipasi daya, tidak harus memuat arus, meskipun - regulator yang turun 12V ke 3.3V akan menghilangkan lebih dari satu menjatuhkan 5V ke 3.3V dan karenanya menjadi lebih panas.

— Thomas O

Saya menggunakan LM317 pada prototipe papan tempat memotong roti saya, untuk melakukan hal yang sama, tetapi itu tidak harus kecil.

— Thomas O

3

Hanya karena itu dinilai untuk 1.5A tidak berarti itu tidak akan meleleh jika Anda menjatuhkan terlalu banyak kekuatan di dalamnya. LM317 akan menjadi sama panasnya dengan LDO atau reg linier lainnya dalam paket yang sama untuk penurunan arus dan tegangan yang sama.

— mikeselectricstuff