Spannungsregler: Wie kann ein Spannungsabfall im Kabel ausgeglichen werden?

USB-Geräte reduzieren ihren Stromverbrauch mit abnehmender Spannung. Dies liegt daran, dass die maximale Stromstärke eines dummen USB-Ladegeräts dem Gerät unbekannt ist und die Ladegerätsignale durch Verringern der Spannung die Strombegrenzung erreichen.

Als Nebeneffekt nimmt auch der Stromverbrauch des Gerätes (und damit die Ladegeschwindigkeit) mit zunehmender Kabellänge ab. Dies ist das Problem, das ich lösen möchte.

Da das USB-Kabel 4 Drähte hat, kann es leicht geändert werden, sodass ich die Spannung am Ende des Kabels nur wenige mm vor dem Stecker erfassen kann.

Auf der Suche nach einer Lösung habe ich LDOs (Beispiel: LP3856) gefunden, die einen zusätzlichen Sense-Pin haben.

Frage 1: Würde ein solches LDO mein Problem lösen?

Ich vermute, dass es nur 50% des Spannungsabfalls kompensieren würde, da die Hälfte des Abfalls auf dem GND-Draht auftritt. (Q2)

F3: Die meisten einstellbaren Linearregler haben einen V_adj-Eingang. Könnte ich diesen Eingang als Erfassungsstift "missbrauchen", indem ich einfach ein Ende des Spannungsteilers mit meinem Erfassungsdraht verbinde?

F4: Viele Boost / Buck-Wandler verfügen auch über externe Schaltkreise zur Rückmeldung. Würde der Trick aus dem dritten Quartal auch dort funktionieren?

F5: Gibt es noch andere Vorschläge zur Lösung meines Problems?

Das Ändern eines Kabels hängt normalerweise nicht von der Anzahl der bereits vorhandenen Adern ab. Bei der Änderung müssten die Adern von 4 auf möglicherweise 5 oder 6 erhöht werden (auf die Gefahr hin, dass die ausgeglichenen Daten auf zwei der vorhandenen 4 Adern gestört werden).

Vorausgesetzt, Sie können das Kabel angemessen modifizieren, benötigen Sie ein sogenanntes "Sense" -Feedback. Ich bin sicher, dass es Chips gibt, die dabei helfen können und auch mit der 0V-Verbindung funktionieren.

Für einen Regler, der vom einstellbaren Typ ist, gibt es normalerweise einen Rückkopplungsstift, der für "Typ" -Anwendungen verwendet werden kann, aber in wahrscheinlich allen gängigen Chips würde dies nicht effektiv funktionieren, da das Rückkopplungssystem möglicherweise so schwingt Sie benötigen einen einstellbaren Regler, der zurechtkommt (schwerer zu finden), oder Sie injizieren ein "Slug" -Signal in den Rückkopplungsstift, das die normalerweise sehr schnelle Reaktionszeit des Chips auf transiente Lasten nicht stört.

Dies kann mit einem Operationsverstärker erfolgen, der die Endpunkte des Kabels überwacht und seinerseits den Rückkopplungsstift geringfügig und vorsichtig anhebt oder absenkt, ohne das normalerweise zerbrechliche Steuersystem im Chip zu stören.

Machbar, aber vielleicht etwas knifflig.

F5: Gibt es noch andere Vorschläge zur Lösung meines Problems?

Ja: Schließen Sie alle 5 Meter einen USB-Hub mit Stromversorgung an. Sie können bis zu 5 Hubs verketten. Der Root-Hub in Ihrem Computer zählt als einer.

Wenn Sie jedoch USB-Geräte aus einer solchen Entfernung steuern müssen, verwenden Sie einen billigen Netzwerkcomputer als Relais oder einen dieser USB-Server. Dies wäre sehr zuverlässig.

Was ich höchstwahrscheinlich tun würde, ist, einen Hub mit Stromversorgung so nah wie möglich an der Last zu platzieren.

Oder wenn es sich nur um ein Ladegerät handelt und Sie aus irgendeinem Grund eine Niederspannungsleitung wünschen, verlegen Sie ein 12-V-Kabel (verwenden Sie ein Lautsprecherkabel oder etwas ziemlich Dickes), stecken Sie einen Zigarettenstopfen in das Ende und ein Autoladegerät darin.

Wenn Sie es richtig machen, gleicht der Spannungserfassungskompensationstrick Abfälle auf der 5-V-Leitung aus. Wenn Sie jedoch nicht auch den Spannungsabfall auf der Erdungsleitung erfassen, können Sie zu Recht nur die Hälfte des Abfalls kompensieren.

Möglicherweise haben Sie auch Probleme mit Rauschen in Ihrer Feedback-Leitung.