고전류 5V 레귤레이터

고전류 12 ~ 5 볼트 레귤레이터에 유효한 회로입니까? 약 10A가 필요합니다. TIP에는 거대한 방열판이 있습니다.

소스는이 거대한 R2D2 로봇에 장착 된 자동차 배터리입니다.

선형 레귤레이터의 전류를 높이기 위해 트랜지스터를 사용하는 것은 올바른 토폴로지가 아닙니다. 단일 트랜지스터를 사용하여 더 많은 전류를 제공하는 방법은 다음과 같습니다.

그래도 출력 전압을 잘 조절합니다. 회로에서 트랜지스터의 BE 드롭은 출력 전압을 낮 춥니 다.

낮은 전류에서는 R1에 대한 전압이 거의 없으므로 Q1은 꺼져 있습니다. 부하 전류가 증가하면 R1에 대한 전압이 증가하여 Q1이 켜지고 더 많은 전류가 출력에 덤프됩니다. 레귤레이터는 여전히 조정 중이지만이 경우 전류는 약 3/4 Amp에서 증가를 멈추고 그 후 트랜지스터는 추가 부하의 대부분을 차지합니다.

방열판이 큰 하나의 큰 전력 트랜지스터는 10A 출력 전류를 처리 할 수 ​​있어야합니다. 그러나 여러 트랜지스터에 열을 분산 시키려면 병렬로 더 많은 트랜지스터를 추가 할 수 없습니다. 더 많은 트랜지스터를 추가하는 방법은 각각 고유의 이미 터 저항을 제공하는 것입니다. 이것은 약간의 부정적인 피드백을 제공하므로 트랜지스터가 전류의 점유율보다 많은 양을 통과하면 이미 터 저항에 대한 전압이 높아지고 BE 전압에서 제거되어 저항을 통해 전류가 감소합니다.

다음은 대부분의 전류 부하를 사용하는 3 개의 외부 트랜지스터를 사용하는 예이며 규칙은 규정을 제공합니다.

이것은 기본적으로 이전과 동일하지만 각 트랜지스터에는 자체 이미 터 저항이 있습니다. R1도 약간 증가하여 세 개의 트랜지스터 모두에 사용할 수있는 기본 드라이브가 충분하고 이미 터 저항에 대한 추가 전압 강하를 설명합니다. 여전히 R1은이 예에서 필요한 것보다 큽니다. 그러나 사용 가능한 헤드 룸 전압이 충분하므로 저항기에 조금 더 떨어 뜨리는 것은 문제가되지 않습니다.

저항의 소산을 염두에 두십시오. 약간의 불균형과 약간의 마진을 설명하기 위해 각 트랜지스터가 4A를 처리 할 수 ​​있기를 원합니다. 즉, 이미 터 저항에 대해 400mV, BE 드롭의 경우 750mV에 더해 총 1.15 최대 전류에서 R1과 교차해야하는 V 즉, 660mW를 소산하므로 최소한 "1W"저항이어야합니다.

각 이미 터 저항은 (4 A) ² (100 mΩ) = 1.6 W 를 안전하게 소산 할 수 있어야합니다 . 이들은 적어도 "2 W"저항이어야합니다.

이 모든 것이, 나는 이것이 전체 문제를 해결하는 잘못된 방법이라는 점에서 Wouter에 동의합니다. 12V를 선형 적으로 하향 조정하여 5V를 만드는 것은 스위처보다 더 문제가 많고 훨씬 더 낭비입니다. 그러나이 문제를 해결하는 실제 방법은 몇 가지 레벨을 뒤로 물러서 시스템 레벨에서 다시 생각하는 것입니다. 12V 배터리에서 5V로 많은 고전류를 실행하는 것은 의미가 없습니다. 12V에서 작동하는 모터를 찾을 수 있어야합니다. 실제로이 전력 레벨에서 5V에서 작동하는 모터보다 더 쉽습니다. 그런 다음 12V 장치에 전원을 공급하는 스위치를 제어하는 ​​제어 논리에 5V 만 제공하면됩니다. 또는 적절한 PWM 드라이브와 함께 5V 장치를 계속 사용할 수 있으므로 장치가 평균 5V 만 볼 수 있도록 12V를 빠르게 켜고 끌 수 있습니다.

시스템 레벨에는 몇 가지 좋은 옵션이 있어야하며, 12V에서 5V 모터를 구동하기 위해 70W를 열로 낭비하지 않습니다.

기존 트랜지스터 및 일부 외부 트랜지스터에서 더 높은 전류 선형 레귤레이터를 만들어 올바른 방법을 문서화하는 방법에 대해 설명했지만 실제로 전체 솔루션의 일부는 아닙니다.

대략적인 중요도에 따른 여러 가지 언급 :

• 왜 5V에서 10A가 필요합니까? 따뜻한 느낌을 원한다면 촛불을 켜십시오!
• 5V에서 10A가 실제로 필요한 경우 왜 12V에서 생성해야합니까 (이제 동일한 10A를 공급해야 함)? (PC PSU를 가져 가라!)
• 정말로 12V에서 5V / 10A를 만들고 싶다면 스위칭 전원 공급 장치를 제작 해보십시오. 현재 필요한 대용량 방열판보다 비용이 적게 듭니다. (저는 작은 전류에 대한 선형을 선호하지만 이것은 어리 석습니다.)
• 실제로 10A 선형 12V-> 5V 레귤레이터를 수컷으로 만들고 싶다면이 회로를 사용하지 마십시오. 열 폭주가 한 가지 문제입니다. 전류 제한이 없습니다. 그리고 출력 전압이 어떻게 될 것이라고 생각하십니까? (몇 A에서 TIP35의 Vbe를 확인하십시오). 그 다이오드로 보상하려고했지만 충분하지는 않다고 생각합니다. 또는 안정적입니다.

만약 당신이 정말로 이와 같은 것을 만들고 싶다면 PNP 파워 트랜지스터를 사용하는 표준 회로 또는 부하 분산 저항을 가진 여러 회로가 있습니다.

Rth jc (각각 1 C / W)가 병렬이기 때문에 여러 트랜지스터로 시스템을 냉각시키는 것이 더 쉬울 것이라고 생각합니다. TIP35 (70W 및 140C 온도 차이)의 경우 총 Rth 2C / W가 필요하므로 히트 싱크 1C / W가 필요합니다. 병렬로 3을 사용하면 1.6C / W의 방열판이 필요합니다. 여전히 큰 것이지만 1C / W만큼 크지는 않습니다. (실제로 140C가 너무 높을 수 있으므로 1C / W가 필요합니다).

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추가 된 정보 :

• 그것은 꽤 '뜨거운'로봇이 될 것이다.)
• 나는 지능을 위해 7805 (또는 둘 이상)를 사용하거나 너무 많은 전류를 사용하는 경우 스위처를 사용합니다 (블레이드 서버는 무엇입니까?)
• 가장 중요 : 전력을 위해 12V 버전을 얻거나 PWM을 사용하십시오.
• 스테퍼를 제외하고 12V를 직접 사용하고 정전류 드라이브 (또는 PWM 등가)를 사용하는 경우. 이것은 당신에게 더 나은 토크를 줄 것입니다.
• 귀하의 추정 전자 지식 수준에서 DC-DC 모듈을 구입하는 것이 아니라 모듈을 구입하는 것이 좋습니다.
• 다른 옵션 : 5V 전원에 6V 배터리를 사용하십시오.

열 폭주, 그것은 잘못입니다. 트랜지스터가 동일하다고 잘못 가정하지만 실제로는 동일하지 않습니다.

약간 더 많은 전류를 전달하는 트랜지스터는 다른 것보다 약간 더 예열되어 전류가 더 증가하고 더 예열됩니다. 하나의 트랜지스터가 부하의 대부분을 차지하게됩니다.

이를 해결하기 위해 작은 방출기 저항을 추가하여 피드백을 유발하고 분기 전체의 전류를 균등화 할 수 있습니다.

나는 선형 레귤레이터에 대한 스위처가 너무 뜨거워서 만질 수는 없지만 원하는 사양 (12v ~ 5v @ 10A)을 갖춘 스루 홀 패키지에서 벅 레귤레이터를 찾을 수 없었습니다. 사용하기에 적합하지 않은 패키지 (바닥, QFN 등에 숨겨진 핀)에서 사용 가능한 모든 것은 표면 실장으로 보입니다.

예산이 무엇인지 모르지만 10A를 수행하는 12v ~ 5v DC-DC 변환기 를 찾았습니다 . (입력은 실제로 10v에서 14v까지 가능합니다.)

Digi-Key에서 15 달러 미만의 비용으로 이전에 찾은 것 (65 달러)보다 훨씬 낫습니다.

1. TIP-35 사용을 고집하려면 최소한 저전압 TIP35A-60VDC 또는 TIP35B-80VDC를 사용하십시오. 12 볼트 만 사용하고 있으므로 35A를 권장합니다. 적어도 Vbe가 낮아지고 여전히 사용중인 공급 전압의 5 배입니다.
2. PNP 버전 인 TIP36A를 선택하는 것이 더 좋습니다. @Olin에서 제공 한 회로도를 사용하십시오.
3. 언급 한 SIP 레귤레이터 @tcrosley는 10A MAX 만 할 수 있습니다. 그는 100 %의 오버 킬을 얻기 위해 최소 2 개 이상, 3 개 이상이 필요합니다.