Lohnt es sich für einen kleinen Unterschied zwischen Vin und Vout, einen LDO und einen Buck-Regler zu verwenden?

Ich möchte 5 V auf 3,3 V bei etwa 250 mA reduzieren.

Meiner Meinung nach gibt es zwei Möglichkeiten:

• Buck: mehr Platz, höhere Kosten
• LDO: weniger Platz, geringere Kosten, schwieriger zu entfernen (?), Weniger effizient (?)

Ich frage mich, ob das LDO diesen Job effizienter und besser erledigen kann. Ich habe gehört, dass in 6-V- bis 5-V-Lösungen normalerweise LDOs anstelle von Buck-Reglern verwendet werden, da diese effizienter sind. Ich frage mich jedoch, ob dies für 5 bis 3,3 V funktioniert.

Wenn Sie die Spannung von 5 auf 3,3 V bei 250 mA senken, müssen Sie im LDO 0,425 Watt verlieren. Dazu benötigen Sie einen massiven Kühlkörper.

Ein LDO ist niemals effizienter als ein Abwärtswandler, es sei denn, Sie benötigen so wenig Strom, dass die vom Regler selbst verbrauchte Leistung zum Problem wird.

Ich habe gerade eine falsch gestaltete Leiterplatte, bei der ich genau das versucht habe, was Sie vorhaben, um 5 V in 3,3 V bei 200 mA umzuwandeln, und obwohl ich eine große Kupferebene als Kühlkörper habe, erreicht der LDO immer noch 80 ° C in ein paar Sekunden.

Ich überarbeite gerade mein Netzteil, um stattdessen einen MC34063A-Konverter zu verwenden.

Viele haben Ihnen bereits eine Meinung zur Energieeffizienz gegeben. Ich möchte nur einige der Gründe ansprechen, aus denen ich dies bei anderen gesehen habe.

1. Geräuschunempfindlichkeit. Buck / Bost-Regler im weiteren Sinne [SMPS] [1] weisen ein sehr schlechtes Rauschverhalten auf. Sie garantieren nahezu Oberschwingungen bei der Schaltfrequenz. LDOs erzeugen keine sehr gleichmäßige Leistung.

2. Einfachheit: Sie lassen nur eine geringe Spannung ab, halten Ihre Schaltung sauber und die Anzahl Ihrer Komponenten ist niedrig.

Diese Störfestigkeit ist normalerweise einer der Hauptgründe, warum ich das sehe. LDOs sind in dieser Hinsicht nicht zu übertreffen. Sie zahlen Strom, um eine saubere Ausgangsleistung zu erhalten. Der spezielle Grund, warum LDOs so beliebt sind, hängt mit der Tatsache zusammen, dass Sie einen Abwärts- / Aufwärtshub verwenden können, um Ihre Spannung knapp über die Betriebsspannung Ihres LDO zu bringen. Ich habe dies oft in 5-V-Stromkreisen gesehen, sie erhöhen die Leistung auf 5,5 V und leiten sie dann auf die 5-V-Schiene. Dies führt zu einer sehr rauscharmen und qualitativ hochwertigen Leistung, während nur ein 1/11-Leistungsverlust auftritt und der LDO dennoch eine Leistungseffizienz von etwa 90% erzielt.

Unter diesem Gesichtspunkt könnte man die Spannung immer mit einem Abwärts- und einem Abwärtsauslöser auf 4 V senken, aber ich würde sie nur abwärtsauslösen und sicherstellen, dass sie an einen Wärmepfad mit geringem Widerstand angeschlossen ist, damit die Wärme leicht abgeführt wird.

LDOs sind nicht effizienter: (5 V - 3,3 V) * 250 mA = 0,425 W.

Für kleinere (SOT-23) LDOs ist wahrscheinlich schon eine ganze Menge, zumindest ein DPAK erforderlich. Das Design (nicht der Wirkungsgrad) könnte mit Vorwiderständen am LDO-Eingang verbessert werden, um Wärme vom IC in die Widerstände abzuleiten. Achten Sie jedoch darauf, dass der Spannungsabfall an den Widerständen R _ser  × I _max nicht zu groß wird der höchste Strom, der benötigt wird. Bei mir _max und am unteren Ende der verfügbaren Eingangsspannung V _{in, min} müssen Sie noch die minimale Eingangsspannung des LDO einhalten, d. H

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

Dieser Trick hilft manchmal, wenn Sie nicht die gesamte Wärme innerhalb des LDO-Pakets abführen können und diese auf mehrere Komponenten verteilen möchten. Außerdem wirken die Vorwiderstände vor dem LDO manchmal als Kurzschlussschutz für Arme, da sie eine Weile mit der vollen Eingangsspannung umgehen können.

Das alles ist billig und dreckig, also ja: Könnte sich lohnen, einen Dollar zu verwenden.

Es hängt von Ihren Anforderungen ab:

• Für eine hocheffiziente digitale Schaltung: Buck.
• Für präzise, ​​rauscharme Analogschaltungen: LDO!

Es ist nicht ganz richtig, dass ein LDO niemals effizienter sein wird, da irgendwann die Schaltverluste und der Versorgungsstrom für den Umschalter die Vorteile überwiegen.

Oh, und 34063A ist ein ziemlich mieser Konverter, wenn es um Umschalter geht - für 5 V bis 3,3 V würde es mich nicht überraschen, wenn der Nutzen minimal ist. Es gibt viel bessere Wandler für diesen Spannungsbereich.

Verwenden Sie für digitale Signale einen Abwärtswandler. Oft werden Sie eine Lösung finden, die kleiner ist als LDO-Lösungen, da Induktivitäten einen relativ geringen Platzbedarf haben und die Anzahl der benötigten externen Komponenten gering ist.

Wenn Sie sowohl digital als auch analog benötigen, möchten Sie das Signal mit einem LDO bereinigen. In Ihrem Beispiel könnten Sie zwei DC / DC-Wandler verwenden, um sowohl die digitale als auch die analoge Spannung von einem einzelnen Chip zu erhalten. Zum Beispiel können Sie einen Chip erhalten, der 5 V in 3,3 V digital umwandelt, und dann diesen Ausgang anschließen, um 3,0 V analoge Spannung zu erhalten.

Ich glaube, Sie haben ein falsches Verständnis von LDO.

LDO bedeutet Low-Drop-Out oder wenn Sie einen sehr geringen Unterschied zwischen Vin und Vout benötigen. Was Sie versuchen zu tun, erfordert kein LDO, ein normaler 7805, LM317 oder ein anderer Mist wird dasselbe leisten (Leseschwäche).

Sie können sich die Effizienz des Linearreglers als Vout / Vin vorstellen. In Ihrem Beispiel ist 3,3 / 5 = 66% also eindeutig eine schlechte Zahl. Dies bedeutet, dass Ihr Regler die Atmosphäre jederzeit um 34% erwärmt.

Selbst bei einem so schlechten Wirkungsgrad kann ein Linear sehr gut funktionieren, solange die Verlustleistung (das heißt, der Unterschied zwischen Pin und Pout) für das Reglergehäuse + natürliche Kühlung oder die Leiterplattenebene ausreicht (siehe steigende Gehäusetemperatur bei 50 Grad) beispielsweise). Dies kann leicht aus Datenblättern berechnet werden.

Wenn Sie jedoch versuchen, 3 von 3,3 zu konvertieren, werden 90,9% erreicht, viel besser (und billiger) als bei den meisten Abwärtsreglern. In diesem Fall benötigen Sie einen LDO (und einen guten), da 300 mV vom LM317 nicht verarbeitet werden können.

In Ihrem Fall ist das Geld also in Bezug auf die Effizienz weitaus besser.

Prost,

Abwärtswandler arbeiten normalerweise bei Standby-Strömen von nur wenigen Mikro-Ampere schlecht.

Ich habe tatsächlich batteriebetriebene Designs verwendet, bei denen sowohl ein LDO- als auch ein Abwärtswandler kombiniert werden, wobei die uC von einem LDO ausgeführt wird und ein Abwärtswandlerkreis eingeschaltet wird, der jeweils einige Minuten lang ~ 300 mA verbraucht.

Nun, ich denke ich kenne eine einfachere Lösung. Sie können LM117 / LM317 verwenden IC Ihre Arbeit zu tun , und da Ihre Strombegrenzung ist 250mA sollte dies die beste Option sein, und Sie müssen sich keine Gedanken über die Hitze machen, da diese bis zu 1,5 A betragen kann. Voraussetzung hierfür ist, dass die Eingangsspannung mindestens 1,5V über der Ausgangsspannung liegt.

Ich habe diese sogar ohne Kühlkörper für so kleine Ströme verwendet und sie gehen vollkommen in Ordnung. Hier ist das Datenblatt, ich hoffe, dies hilft Ihnen und die Schaltung ist nicht so komplex. Um sicherer zu sein, können Sie anhand der im Datenblatt angegebenen Formel herausfinden, ob Sie den Kühlkörper benötigen oder nicht.

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