Per una piccola differenza Vin-Vout, vale la pena usare un LDO contro un regolatore buck?

Voglio scendere da 5 V a 3,3 V a circa 250 mA.

A mio avviso, ci sono due opzioni da considerare:

• Buck: più spazio, costo più elevato
• LDO: meno spazio, minor costo, più difficile da rimuovere il calore (?), Meno efficiente (?)

Quello che mi chiedo è che l'LDO sarà più efficiente e migliore nel fare questo lavoro? Ho sentito cose come le soluzioni da 6 V a 5 V di solito usano LDO invece dei regolatori buck perché sono più efficienti, ma mi chiedo se questo funziona da 5 V a 3,3 V?

Cadere da 5 a 3,3 V a 250 mA significherà dover perdere 0,425 Watt nel LDO, è necessario un enorme dissipatore di calore per farlo funzionare.

Un LDO non sarà mai più efficiente di un convertitore buck, a meno che tu non abbia bisogno di così poca corrente che la potenza utilizzata dal regolatore stesso diventi un problema.

Ho un PCB mal progettato in questo momento in cui ho provato a fare esattamente quello che stai proponendo di trasformare 5 V in 3,3 V a 200 mA e anche se ho un grande piano in rame come dissipatore di calore, l'LDO raggiunge ancora 80 gradi C in pochi secondi.

Attualmente sto ridisegnando il mio alimentatore per utilizzare un convertitore MC34063A invece.

Molti ti hanno già dato un parere sull'efficienza energetica, vorrei solo evidenziare alcuni dei motivi per cui ho visto altri farlo.

1. Immunità al rumore. i regolatori buck / bost, più in generale [SMPS] [1], hanno caratteristiche di rumore molto scarse. Quasi garantiscono armoniche alla frequenza di commutazione. Gli LDO no, creano una potenza molto fluida.

2. Semplicità, stai solo facendo cadere una piccola tensione, mantieni pulito il circuito e i componenti contano basso.

Questa immunità al rumore è normalmente uno dei motivi principali per cui la vedo. Gli LDO non possono essere battuti su questa nota, si paga potenza per ottenere una potenza di uscita pulita. Il motivo specifico per cui gli LDO sono così popolari è legato al fatto che è possibile utilizzare un buck / boost per ottenere la propria tensione appena al di sopra della tensione operativa del proprio LDO. L'ho visto spesso nei circuiti a 5 V, aumentano la potenza a 5,5 V e quindi LDO sulla guida a 5 V. Ciò fornisce una potenza di alta qualità a bassissimo rumore pur subendo solo una perdita di potenza di 1/11, ottenendo comunque un risparmio energetico di circa il 90% dall'LDO.

Quindi, da questo punto di vista, potresti sempre far cadere la tensione a 4 V con un buck e LDO, ma vorrei solo LDO e assicurarmi di averlo collegato a un percorso termico a bassa resistenza in modo che il calore sia facilmente dissipato.

Gli LDO non saranno più efficienti: (5 V - 3,3 V) * 250 mA = 0,425 W.

Già abbastanza per LDO di piccole dimensioni (SOT-23), è probabilmente necessario almeno un DPAK. Il design (non l'efficienza) potrebbe essere migliorato con resistori in serie all'ingresso del LDO per allontanare il calore dall'IC e nei resistori, ma assicurarsi che la caduta di tensione sui resistori R _ser  × I _max non diventi troppo grande per la massima corrente richiesta. A I _max e all'estremità inferiore della tensione di ingresso disponibile V _{in, min} , è comunque necessario soddisfare la tensione di ingresso minima dell'LDO, ovvero

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

Questo trucco a volte aiuta se non riesci a dissipare tutto il calore all'interno del pacchetto LDO e desideri diffonderlo su più componenti. Inoltre, le resistenze serie davanti all'LDO a volte fungono da protezione da cortocircuito di un uomo povero, dato che possono gestire la tensione di ingresso completa per un po '.

Tutto questo è economico e sporco, quindi sì: potrebbe valere la pena usare un dollaro.

Dipende dalle vostre esigenze:

• Per un circuito digitale ad alta efficienza: buck.
• Per circuiti analogici di precisione a basso rumore: LDO!

Non è del tutto vero che un LDO non sarà mai più efficiente, poiché ad un certo punto le perdite di commutazione e la corrente di alimentazione per lo switcher supereranno i vantaggi.

Oh, e 34063A è un convertitore piuttosto schifoso come fanno gli switcher - per 5 V a 3,3 V non mi sorprenderebbe se il vantaggio fosse minimo. Esistono convertitori molto migliori per questo intervallo di tensione.

Per i segnali digitali, utilizzare un convertitore buck. Spesso troverai una soluzione più piccola delle soluzioni LDO, dato che gli induttori hanno ottenuto un ingombro piuttosto ridotto e il numero di componenti esterni necessari è basso.

Se sono necessari sia digitale che analogico, si desidera pulire il segnale utilizzando un LDO. Nel tuo esempio, potresti utilizzare doppi convertitori DC / DC per ottenere sia la tensione digitale che quella analogica da un singolo chip. Ad esempio, puoi ottenere un chip che converte 5 V in 3,3 V digitali e quindi collegare quell'uscita per ottenere una tensione analogica di 3,0 V.

Penso che tu abbia un'idea sbagliata di LDO.

LDO significa drop-out basso o quando hai bisogno di pochissime differenze da Vin a Vout. Quello che stai cercando di fare non richiede un LDO, un normale 7805, un LM317 o un altro schifo funzioneranno allo stesso modo (leggi male).

Puoi pensare all'efficienza del regolatore lineare come Vout / Vin, quindi nel tuo esempio, è chiaro che 3.3 / 5 = 66% è un numero scarso. Ciò significa che, in qualsiasi momento, il regolatore riscalderà l'atmosfera con il resto del 34%.

Anche con un'efficienza così scarsa, un lineare può funzionare molto bene fino a quando la potenza dissipata su di esso (ovvero, fare la differenza Pin e Pout) sarà adeguata per il pacchetto del regolatore + raffreddamento naturale o piano PCB (leggere la temperatura del pacchetto crescente a 50 gradi per esempio). Questo può essere facilmente calcolato da schede tecniche.

Ma se stai cercando di convertire 3 da 3.3 raggiungerai il 90,9%, molto meglio (e più economico) della maggior parte dei regolatori buck. In questo caso avrai bisogno di un LDO (e uno buono), dal momento che 300mV non può essere gestito da LM317.

Quindi, nel tuo caso, buck sarà molto meglio in termini di efficienza.

Saluti,

I convertitori buck di solito funzionano male con correnti di "standby" di pochi microamplificatori.

Ho effettivamente utilizzato progetti a batteria che combinano insieme un convertitore ldo e un convertitore buck, in cui l'UC funziona di un ldo, e accende un circuito alimentato con convertitore buck che consumava ~ 300mA per alcuni minuti alla volta.

Beh, penso di conoscere una soluzione più semplice. Puoi usare l' IC LM117 / LM317 per fare il tuo lavoro e poiché il tuo limite attuale è di 250 mA questa dovrebbe essere l'opzione migliore e non devi preoccuparti del calore in quanto questi possono arrivare fino a 1,5A. Il requisito qui è che la tensione di ingresso dovrebbe essere almeno 1,5 V in più rispetto alla tensione di uscita.

Li ho usati anche senza dissipatore di calore per correnti così piccole e vanno perfettamente bene. Ecco la scheda tecnica spero che questo ti aiuti e il circuito non è così complesso. Per un lato più sicuro puoi scoprire se hai bisogno del dissipatore di calore o meno usando la formula fornita nella scheda tecnica.

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