Mikrokontrolery - Jak zacząć?

... czyli zbiór praktycznej wiedzy dot. mikrokontrolerów.

sobota, 12 marca 2011

Regulatory napięcia vs wydzielane ciepło, czyli: Grzeje się!


Autor: Dondu

Artykuł jest częścią cyklu: Regulatory napięcia (stabilizatory)

Dlaczego stabilizator się grzeje?
Początkujący elektronik, często już w pierwszym swoim urządzeniu natrafia na problem gorących, wręcz parzących obudów regulatorów napięcia (popularnie zwanych stabilizatorami). Ratuje się pokaźnych rozmiarów radiatorem lub szuka "większego" regulatora napięcia.

To normalne i każdy hobbysta i nie tylko przez to przeszedł - ja także w latach 80-tych XX wieku :-)

O ile wtedy nie było regulatorów LDO, ani dobrze zaopatrzonych sklepów z częściami (kupowałem na bazarze w Katowicach na straganie, jak ziemniaki), o tyle teraz mamy olbrzymie pole do popisu w tym zakresie.

Jak bardzo jest to istotny temat, znajdziesz w jednym z początkowych komentarzy pod niniejszym artykułem:

Adam
Przyznam że po przeczytaniu tematu wydawał mi się on tak banalny że aż nie wart omówienia, po przeczytaniu go teraz wiem że się myliłem ;) Dzięki.


Kontynuując więc odpowiadanie na pytania czytelników, zajmiemy się kolejnym pytaniem kol. liquee:


liquee
A jak już idziemy tym tropem, to może w kolejnych artykułach napisać coś jak sobie radzić z wydzielanym ciepłem? Na jaki typ obudowy się zdecydować, jak dobrać radiator, albo jak zrealizować odprowadzanie ciepła na płytce w przypadku stabilizatorów smd?


W niniejszym artykule odpowiem na część jego pytań, gdyż akurat jestem w trakcie pisania artykułu o robocie RoDonM8, w którym musimy skorzystać z tej wiedzy.

W poprzednim artykule dot. RoDonM8, dokonaliśmy bilansu zapotrzebowania na prąd z regulatora LDO znajdującego się w module głównym. Z bilansu wyszło, że powinniśmy się przygotować na 400mA. W pierwszym komentarzu do tamtego artykułu Olek poruszył istotną sprawę:


Olek
400mA - no no, to ze stabilizatora może się zrobić niezła grzałka :).


Czy aby na pewno? Postarajmy się to ustalić na podstawie wiedzy i dokumentacji.

Na początek prowokacyjnie wrzucę tabelkę z wynikami obliczeń, które znajdziesz w artykule:


Regulatory napięcia: Zestawienie wyników obliczeń przykładów w artykule.
Zestawienie wyników obliczeń przykładów w artykule.



Dlaczego i kiedy regulator napięcia się grzeje?

Zaczniemy od zrozumienia dlaczego regulator napięcia się grzeje. Częściowo wytłumaczyłem to w artykule: Regulatory napięcia vs prąd spoczynkowy

Chodzi o moc wydzielaną w regulatorze w postaci ciepła. W poniższych rozważaniach pominiemy prąd Quiescent Current opisany w powyższym linku. Możemy to zrobić, ponieważ omawiamy przypadek, w którym wartość tego prądu jest mała w stosunku do prądu pobieranego przez nas z regulatora.

Moc wydzielona na regulatorze będzie więc wynikać ze spadku napięcia na regulatorze i prądu pobieranego z regulatora:
Układ stabilizatora napięcia z oznaczonymi napięciami wejściowym i wyjściowym oraz prądem wyjściowym.

Spadek napięcia na regulatorze wynosi:

Wzór na spadek napięcia na stabilizatorze - Dropout Voltage.

a wydzielona na regulatorze moc (w postaci ciepła):

Wzór na moc wydzielaną na stabilizatorze napięcia.

Mamy ustaloną moc, teraz należy wywnioskować z dokumentacji, co to dla nas oznacza. Posłużymy się najczęściej wybieranym przez początkujących regulatorem napięcia jakim jest regulator z rodziny L7805.

Zaczniemy od tego, że z reguły regulator ma kilka rodzajów obudów:


Wersje obudów stabilizatora L7805 i innych z tej rodziny.


Dlaczego? Ponieważ każda ma różne kształty według standardu pozwalające na różne zastosowania. Dla nas bardzo istotnym jest metalowy element odprowadzający wytwarzane przez regulator ciepło:


Obudowa TO-220 widok od strony elementu odprowadzającego ciepło, do którego można podłączyć radiator.


Elementy te są większe lub mniejsze, przez co różne typy obudowy regulatora są w stanie odprowadzić różne ilości ciepła. Szukamy więc tabelki, w której znajdziemy jakieś parametry dot. temperatury w zależności od rodzaju obudowy. Znajdujemy:

Parametry rezystancji termicznych regulatora L7805.
Parametry rezystancji termicznych regulatora L7805.

W tabeli znajdują się dwa parametry:
  • Thermal resistance junction-case,
  • Thermal resistance junction-ambient.
To bardzo istotne dla nas parametry i ich dotyczy niniejszy artykuł!

Słowo rezystancja kojarzy się nam z oporem. Skoro parametr dotyczy temperatury, to oznacza opór w przewodzeniu temperatury. Aby zrozumieć co one oznaczają przyda się poniższy rysunek

Przekrój poprzeczny regulator napięcia z zaznaczonym złączem oraz jego temperaturą i temperaturą otoczenia.

Na rysunku widać złącze (ang. Junction) tranzystora regulującego prąd wyjściowy. Złącze grzeje się, a ciepło poprzez obudowę oddawane jest na zewnątrz, czyli do otoczenia (ang. Ambient). 

Literka T to temperatura, stąd TJ oznacza temperaturę złącza, a TA otoczenia.

Teraz możemy już łatwo zrozumieć nazwę angielską Thermal resistance junction-ambient jako Rezystancja temperaturowa złącze-otoczenie.


Dlaczego rezystancja?

To także jest proste - gdyby regulator nie miał obudowy nic by mu nie przeszkadzało w oddawaniu ciepła do otoczenia. Jednakże z wiadomych względów musi mieć obudowę, a ta stawia opór utrudniając oddawanie ciepła.

Dlatego też oba parametry oznaczone są jako R (ang. Resistance):
  • RthJC (JC - skrót od Junction-Case),
  • RthJA (JA - skrót od Junction-Ambient).

Skoro rezystancja termiczna utrudnia oddawanie ciepła to znaczy, że temperatura w środku (na złączu) zacznie rosnąć. Jak bardzo?

Na to właśnie odpowiada parametr parametr Thermal resistance junction-ambient, który podawany jest w ºC/W (stopni Celsjusza na jeden wat wydzielonej na złączu mocy).

Załóżmy, że obudową którą zastosujemy jest DPAK. Odczytujemy wartość RthJA :


Parametry rezystancji termicznych regulatora L7805.
Parametry rezystancji termicznych regulatora L7805.

Ale jak to przełożyć na nasz problem, czyli poparzony lub nie palec dotykający regulatora?

Skorzystamy ze wzoru na rezystancję termiczną złącze-otoczenie (JA - ang Junction-Ambient):


θ to grecka Theta, ale w dokumentacji najczęściej oznacza się jako Rth. Możemy więc nasz wzór zapisać bardziej czytelnie:



Po przekształceniu  możemy z niego obliczyć temperaturę jaką osiągnie złącze (TJ):


Podstawy więc jeszcze w miejsce mocy zależność prądu wyjścia i spadku napięcia na regulatorze, a otrzymamy bardzo użyteczny dla nas wzór:


a podstawiając za ΔU spadek napięcia pomiędzy wejściem, a wyjściem regulatora otrzymujemy:


I to już jest dla nas bardzo zrozumiała zależność RthJA podanego w dokumentacji, który rozumiemy
następująco (przy założeniu na początku artykułu dot. Quiescent Current):

Temperatura złącza zwiększa się względem temperatury otoczenia o wartość rezystancji termicznej złącze-otoczenie pomnożonej przez wydzieloną moc, która zależy od różnicy napięć pomiędzy wejściem i wyjściem regulatora oraz prądu pobieranego na jego wyjściu.


Próg graniczny

Skoro wiemy już jaką temperaturę osiągnie złącze w naszych warunkach eksploatacyjnych, to zapewne domyślasz się, że brakuje nam jeszcze jednej istotnej informacji. Powinniśmy wiedzieć, jaka jest graniczna temperatura złącza, przy której ulegnie ono uszkodzeniu lub prąd wyjściowy regulatora zostanie ograniczony poprzez wbudowane w regulator zabezpieczenia.

Powinniśmy więc przyjmować, że faktyczna temperatura złącza nie może przekroczyć maksymalnej:



Uff ... dotarliśmy do określenia zależności pokazującej, jak mamy korzystać z regulatora i dokumentacji, żeby nie przekroczył maksymalnej temperatury złącza.

Szukamy więc tabeli maksymalnych parametrów i znajdujemy dwie istotne informacje:

Maksymalne dopuszczalne parametry termiczne stabilizatora napięcia L7805.


Po pierwsze (na niebiesko) mamy informację, że jest wbudowany ogranicznik, który nie pozwoli przekroczyć ustalonej fabrycznie łącznej mocy wydzielonej na regulatorze ani maksymalnego prądu. To dobrze, ale oznacza to, że ten konkretny regulator jeżeli stwierdzi taką sytuację, to ograniczy wydajność prądową na wyjściu, co skutkować może niepoprawną pracą Twojego urządzenia.

Po drugie (na zielono) w tabelce  temperatura złącza podczas pracy (ang: Operating junction temperature range) nie może przekroczyć 150ºC

Możemy więc zapisać, że dla regulatora L7805 w obudowie DPAK pracującego w otoczeniu o temperaturze np. 25ºC mamy następujące ograniczenie:


Uff ... dotarliśmy do sedna sprawy, czyli zależności pokazującej, jak mamy korzystać z regulatora, żeby nie przekroczyć maksymalnej temperatury złącza. 


Junction-ambient vs Junction-case i inne

Do tej pory omawiałem parametr Thermal resistance junction-ambient, ale jeżeli popatrzysz ponownie na rysunek:

Przekrój poprzeczny regulator napięcia z zaznaczonym złączem oraz jego temperaturą i temperaturą otoczenia.


to stwierdzisz zapewne, że ciepło oddawane do otoczenia w stronę podłoża (np. PCB, ma utrudnioną ucieczkę), czyli napotyka na kolejny opór. Tym oporem jest to rezystancja termiczna płytki PCB, którą można znaleźć w dokumentacji producenta - niestety tylko teoretycznie :-(

Ustalenie parametrów przewodności cieplnej posiadanego laminatu (PCB) na bazie jego dokumentacji w większości przypadków jest niemożliwe, nie tylko z braku takiej dokumentacji, ale nawet z braku wiedzy, kto jest producentem laminatu (brak oznaczeń).

Dlatego też przyjmuje się, że w takiej sytuacji wykorzystujemy parametr Thermal resistance junction-ambient tak dobierając prąd i napięcia, by nie zbliżać się zbytnio do górnej granicy temperatury złącza, jaka określona jest w dokumentacji.

Ponieważ w niniejszym artykule omawiamy regulatory napięcia, to wspomniałem wcześniej o elemencie odprowadzającym ciepło, czyli metalowej wstawce w jednej ze ścian regulatora:


Obudowa TO-220 z widoczną płytką odprowadzającą ciepło ze złącza.


W związku z tym nasz rysunek powinien wyglądać następująco:

Przekrój poprzeczny regulatora napięcia z zaznaczonym złączem oraz metalową płytką odprowadzającą ciepło ze złącza.

Jasnoczerwony obszar to element metalowy odprowadzający ciepło ze złącza. Nasz drugi parametr określa opór w odprowadzaniu ciepła ze złącza poprzez metalową płytkę na zewnątrz, a jest nim właśnie: Thermal resistance junction-case RthJC.

Zapewne domyślasz się, że w takiej sytuacji należy się spodziewać znacznie lepszego odprowadzania ciepła, więc ponownie zaglądamy do tabeli i dla obudowy np. TO-220 faktycznie mamy 5ºC/W zamiast 50ºC/W:

Parametry rezystancji termicznych regulatora L7805.
Parametry rezystancji termicznych regulatora L7805.

czyli 10 razy mniej (!), a to oznacza 10x szybsze odprowadzanie ciepła co jest oczywiste, patrząc na obudowę TO-220.

Ale z drugiej strony znowu mamy opór w postaci laminatu, dlatego zapamiętaj:

Jeżeli regulator napięcia z metalowym elementem odprowadzającym ciepło przylutujesz do płytki PCB, to do obliczeń przyjmuj Thermal resistance junction-ambient, a nie Thermal resistance junction-case!!!

Thermal resistance junction-case wykorzystuje się tylko w przypadku, gdy regulator ma podłączony radiator!!!

Jeżeli zrobisz inaczej możesz spodziewać się kłopotów.

By łatwiej zapamiętać różnice między dwoma parametrami przyglądnijmy się obudowom D²PAK i TO-3 w zestawieniu z tabelką parametrów:




Zauważ, że D²PAK ma lepszy parametr dla JC od obudowy TO-3, czyli lepiej odprowadza ciepło do elementu metalowego obudowy (mniejsza rezystancja termiczna złącze-obudowa). Z tego parametru można by wywnioskować, że ten mały szkrab (D²PAK), generalnie lepiej odprowadza ciepło niż ten sam regulator w wielkiej metalowej obudowie TO-3Nic bardziej mylnego, ponieważ drugi parametr (czyli rezystancja JA) pokazuje, że odprowadzanie przez D²PAK ciepła na zewnątrz, jest o wiele gorsze (większa rezystancja JA) od obudowy TO-3.


Podsumowanie

Problem odprowadzania ciepła jest znacznie szerszy i stosuje się go nie tylko do regulatorów napięcia, ale także do innych elementów generujących ciepło, jak wzmacniacze, tranzystory,  itp. Powyżej omówiłem tylko to, co jest niezbędne dla przeciętnego hobbysty.





Czas przejść do praktyki


U początkujących często spotykamy więc taki przypadek:


Załóżmy, że układem jest regulator L7805 jest w obudowie DPAK i pracuje w temperaturze otoczenia 30ºC (np. w obudowie zasilacza). Podstawiamy do naszego magicznego wzoru i liczymy temperaturę (TJ), czyli do jakiej rozgrzeje się nasze złącze w regulatorze:


co jest większe niż dopuszczalne dla tego regulatora 150ºC, które ustaliliśmy na podstawie tabeli Absolute Maximum Ratings.

Wniosek - zadziała zabezpieczenie i prąd zostanie zmniejszony lub pojawi się trochę dymu ... i wydatki :-)


No to zastosujmy inny typ obudowy!

Jak wspomniałem na początku artykułu, początkujący poparzywszy sobie palec, szuka ratunku w innym typie obudowy, do którego będzie w razie problemów mógł podłączyć radiator.

Policzmy więc, jak zachowa się ten regulator w przypadku zastosowania obudowy TO-220 bez dokręconego radiatora, tak samo zamontowanego jak poprzednio, czyli przylutowany do płytki. Sprawdzamy w tabelce parametr RthJA dla tego typu obudowy i liczymy:



czyli mieści się w granicach, ale palec nadal się przypieka, a w powietrze wypuszczamy nasze złotówki w postaci zamienionej na ciepło, do którego wytworzenia zużywamy:




No to dodajmy radiator!

Następnym krokiem początkującego jest dodanie radiatora, ale to krok w złą stronę, ponieważ:
  • zwiększamy koszt budowy urządzenia,  
  • zwiększamy objętość i ciężar urządzenia, 
  • zwiększamy koszt pracy urządzenia (energia kosztuje, a grosz do grosza ...),
  • itp.
Dlatego pominiemy ten punkt, tym bardziej, na temat radiatorów pisane są całe książki :-)



No to może zmniejszmy napięcie zasilające regulator?

To jest właściwa droga! Ale ... no właśnie zawsze jest jakieś, ale. :-)

Przypominasz sobie artykuł o parametrze Dropout Voltage? Jeśli nie to przerwij czytanie niniejszego artykułu i przeczytaj ten dość krótki: LDO - Regulatory napięcia "z bonusem"

Sprawdzamy jaką wartość dla naszego regulatora ma parametr Dropout Voltage:

Parametrr Dropout Voltage regulatora L7805.
Parametr Dropout Voltage regulatora L7805.


Czyli musimy być przygotowani nawet na 2,5V. Stąd nasze źródło zasilające regulator nie powinno mieć mniejszego napięcia niż:


Czyli niżej już nie możemy zejść z napięciem zasilania regulatora L7805 :-(

Liczymy więc jaką temperaturę będzie miało nasze złącze dla niższego napięcia zasilania regulatora, dla przykładowych obudów:

1. Obudowa DPAK:


Wprawdzie przez zmniejszenie napięcia temperatura spadła ze 190ºC do 130ºC i jest to już temperatura dopuszczalna dla tej obudowy (mniejsze niż 150ºC), to jednak nadal bardzo wysoka i może narażać nasze urządzenie lub niektóre jego elementy na przegrzanie w szczególności, gdy jest zamknięte w obudowie.

2. Obudowa TO-220:


Tutaj jest już znacznie lepiej i można tak spokojnie pracować (ponieważ jest to nieco więcej niż połowa maksymalnej temperatury pracy), godząc się na straty energii, choć już znacznie mniejsze.



Ratunek, to regulatory LDO!!!

Skoro problemem, o który rozbiliśmy się zmniejszając napięcie zasilające regulator jest parametr Dropout Voltage, na poziomie 2,5V dla zastosowanego regulatora  L7805, to nadszedł czas na zastosowanie regulatora LDO.

Zrobimy to na przykładzie regulatora LF50C w obudowie DPAK. Szukamy tabelki z w/w parametrem:

Parametr Dropout Voltage regulatora LF50C.
Parametr Dropout Voltage regulatora LF50C.

i przyjmujemy maksymalny, czyli 0,7V. Możemy więc teoretycznie zasilić nasze urządzenie ze źródła napięcia o wartości 5,7V i nadal na wyjściu regulatora będziemy mieli pełne 5V.

Następnie sprawdzamy parametr dot. rezystancji temperaturowej złącze-otoczenie oraz maksymalną temperaturę pracy:

Parametry temperaturowe regulatora z rodziny LFxx.
Parametry temperaturowe regulatora z rodziny LFxx.

i obliczamy:



Wow! Mieścimy się bez problemu w granicy 125ºC dla regulatora tej rodziny i jest to znacznie mniej niż w przypadku regulatora L7805 w większej obudowie TO-220!

Tak to właśnie jest następny zysk ze stosowania regulatorów LDO. Niewielki spadek napięcia (Dropout Voltage) powoduje, że możemy zmniejszyć napięcie zasilające urządzenie, co rekompensuje się:
  • mniejszymi kosztami budowy urządzenia,
  • mniejszymi zużyciem energii co zmniejsz koszty eksploatacji,
  • i mniej zanieczyszczamy środowisko dymem z kominów elektrowni i ciepłem przez nie i nasz regulator emitowanym, bo ziarnko do ziarnka ... wiem, wiem przynudzam, ale w przyszłości będziesz inżynierem i pamiętaj o tym :-)

Dla porządku sprawdźmy jeszcze obudowę TO-220 Dla tego samego regulatora LF50C:


... teraz już można spokojnie dotknąć palcem i trzymać :-)


Podsumowanie

Aby ułatwić porównanie obliczeń w tym długim artykule przygotowałem zestawienie:

Regulatory napięcia: Zestawienie wyników obliczeń przykładów w artykule.
Zestawienie wyników obliczeń przykładów w artykule.

Warto kombinować i zmniejszać napięcie zasilania urządzeń :-)

Podobne zestawienie powinieneś zrobić pod kątem straty energii (mocy), którą wypuszczasz w powietrze jako ciepło, w szczególności, gdy zasilasz urządzenie z akumulatora.





Nie zawsze możemy zmniejszyć napięcie zasilające!

Tak, czasami po prostu nie ma możliwości zmniejszenia napięcia zasilającego urządzenie. W takiej sytuacji albo Matkę Naturę i kieszeń użytkownika obciążymy dodatkowymi kosztami, albo szukamy małych zasilaczy impulsowych lub przetwornic, którymi zasilimy układ sterujący naszego urządzenia rozdzielając zasilania.


Oceń artykuł.
Wasze opinie są dla nas ważne, gdyż pozwalają dopracować poszczególne artykuły.
Pozdrawiamy, Autorzy
Ten artykuł oceniam na:

12 komentarzy:

  1. Świetny artykuł! :)

    OdpowiedzUsuń
  2. Cześć! To jest to na co czekałem nie wiedząc jak to liczyć na podstawie parametrów z dokumentacji, brałem to na oko. Dziękuję!!!

    OdpowiedzUsuń
  3. Może się czepiam, ale w tekście tylko raz użyłeś poprawnej nazwy TO-220. Wszędzie widnieje coś w stylu T-220 albo T_220. Chyba, że wszystkie te określenia są poprawne, to sorry :D
    Ale oprócz tego fajny i przydatny artykuł ;)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Cześć. Dziękuję za info. Aktualnie czytam ostatni raz i poprawiam literówki, więc poprawię i to :-)

      Usuń
  4. Przyznam że po przeczytaniu tematu wydawał mi się on tak banalny że aż nie wart omówienia, po przeczytaniu go teraz wiem że się myliłem ;) Dzięki.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. A to jedynie fragment szerokiego zagadnienia oddawania temperatury, przez elementy ją generujące. Może kiedyś do niego wrócimy, ale teraz priorytet mają roboty.

      Pozwolisz, że zacytuję Ciebie na początku?
      Na pewno, więc już za chwilę zacytuję :-)

      Usuń
  5. Głupia sprawa, ale praktyka to nie powinna polegać na zmierzeniu temperatury układów pracujących w tych warunkach?
    Bo te obliczenia to nadal są obliczeniami teoretycznymi...
    A co jeśli tego biednego LMa mającego 80°C włożymy do ciasnej obudowy bez wentylatora? Małe radiatory kosztują już 2zł, więc też już nie przesadzajmy z oszczędnościami ;)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Ad.1 Piszesz o etapie testowania, a artykuł dotyczy etapu projektowania oraz tłumaczy początkującemu na czym polega problem i jak wykorzystać odpowiednie parametry z datasheet.

      Ad. 2 Zamknięta obudowa jest uwzględniona w parametrze TA, czyli temperatury otoczenia. W obliczeniach przedstawiam przypadek, który opisałem następująco:

      cyt. "Załóżmy, że układem jest regulator L7805 jest w obudowie DPAK i pracuje w temperaturze otoczenia 30ºC (np. w obudowie zasilacza)."

      W podsumowaniu pierwszej części podałem także informacje, że temat odprowadzania ciepła zaledwie liznęliśmy, bo jest on znacznie szerszy, ponieważ do kompletu takiego przypadku należy znać rezystancję termiczną obudowa-otoczenie oraz temperaturę otoczenia obudowy (plastikowej, metalowej, ... skórzanej), a to nie jest tematem niniejszego artykułu, ani nawet bloga :-)

      Ad.3 Nie w każdym urządzeniu jest miejsce na radiator, a jego koszt może stanowić o konkurencyjności ceny końcowej urządzenia. Poza tym, dodawanie radiatora do urządzenia jest czystą stratą energii, czyli większymi kosztami eksploatacji. Ekonomia ważna spawa, kto jej nie docenia jest w błędzie.

      Także dodanie radiatora do urządzenia pracującego z akumulatora czy baterii, to niewłaściwa droga. O tym także napisałem sugerując, by w każdym urządzeniu minimalizować straty, bo ziarnko do ziarnka ...

      Ale bardzo dobrze, że zwracasz uwagę na problem zamkniętej obudowy.

      Usuń
  6. Artykuł bardzo dobry. Sprawa odprowadzania ciepła na początku wydaje się skomplikowana, ale jak się okazuje, wcale tak nie jest. Wystarczy krótka chwila obliczeń nad kartką, by dowiedzieć się czy jest sens stosować stabilizator.
    Z artykułu wynika jeszcze ważny wniosek: nie należy brać bezkrytycznie wszystkiego, czym się producent na początku datasheet'a chwali. Prosty przykład: LM7805 w nazwie ma "1 A". Ale zawiedzie się ten, kto spróbuje np. zrealizować na tym scalaku ładowarkę USB do samochodu, i będzie oczekiwał że zasili 2 odbiorniki po 500mA. wystarczy jednak obliczyć wydzielane ciepło, i już okaże się że stabilizator trzeba zamontować albo na chłodnicy samochodowej, albo wliczyć w emisję spalin ;)

    OdpowiedzUsuń
  7. Bardzo fajny artykuł, przejrzyście i obrazowo :)

    Interesująca jest myśl o zmniejszaniu napięcia zasilającego, bo ja bym nie powiedział: "nie zawsze możemy zmniejszyć napięcie zasilające", ale raczej: "najczęściej nie możemy zmniejszyć napięcia zasilającego". Przy budowaniu układów mikrokontrolerowych, które mają czymś sterować w konkretnej aplikacji, napięcie zasilania jest zazwyczaj dane i niezmienne, a układ trzeba dostosować do warunków zastanych. Tak przynajmniej wynika z moich skromnych obserwacji i doświadczeń :)

    Ciekawi mnie jeszcze temat doboru stabilizatorów impulsowych, bo przy np. obniżaniu napięcia z 24 V na 5 V i prądzie wyjściowym 1 A, spadek mocy wyniesie 19 W, czyli stabilizatory liniowe wysiadają. Czy wiedząc że sprawność impulsowego to np. 80% można powiedzieć, że wydzieli się 20% * 19 W = 3,8 W ciepła? Wtedy nawet mały radiator pozwalałby pracować w temperaturze określonej przez producenta elementu.

    Pozdrawiam

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Tak, to prawda, że w zależności od doświadczeń, inaczej można sformułować to zdanie :) Ja bardzo często wykonuję projekty zasilane z akumulatorów i baterii, stąd też z reguły mam znacznie większe możliwości dobierania źródła napięcia.

      Co do liczenia strat mocy na zasilaczach impulsowych, to sprawność jest wyznacznikiem strat, a te wydzielają się w postaci ciepła. Czy jednak dokładnie tak jak pokazałeś liczy się w ich przypadku ilość wydzielanego ciepła niestety nie odpowiem jednoznacznie.

      Niemniej jednak, to właśnie one (zasilacze impulsowe) redukują nam straty i emisję ciepła, ale niestety z reguły kosztem ceny produkcji, więc jak zwykle "Coś za coś".

      Również pozdrawiam :)

      Usuń

Działy
Działy dodatkowe
Inne
O blogu




Dzisiaj
--> za darmo!!! <--
1. USBasp
2. microBOARD M8


Napisz artykuł
--> i wygraj nagrodę. <--


Co nowego na blogu?
Śledź naszego Facebook-a



Co nowego na blogu?
Śledź nas na Google+

/* 20140911 Wyłączona prawa kolumna */
  • 00

    dni

  • 00

    godzin

  • :
  • 00

    minut

  • :
  • 00

    sekund

Nie czekaj do ostatniego dnia!
Jakość opisu projektu także jest istotna (pkt 9.2 regulaminu).

Sponsorzy:

Zapamiętaj ten artykuł w moim prywatnym spisie treści.