부스트 또는 벅하는 것이 낫습니까?

미드 레인지 PIC로 구동되는 구형 PC 팬 (4 핀 PWM)으로 솔더 extract 추출기를 만들고 있습니다.

팬은 전원을 위해 12V @ 최대 0.28A, RPM을 제어하려면 5V PWM @ 최대 5mA가 필요합니다. 따라서 5V에서 PIC를 실행하므로 5V와 12V를 모두 사용할 수 있어야합니다. 필자는 IR 근접 센서를 계획하고 있어도 PIC가 팬에 비해 많은 전력을 소비하지 않는다고 가정하므로 납땜 할 때 손을 움직일 때 팬 속도를 높이고 다시 내릴 때 내릴 수 있습니다 끝났어요

나는 벽면 사마귀 또는 배터리 사용 여부를 아직 결정하지 않았지만 사용 가능한 옵션의 장단점을 알고 싶습니다.

예를 들어, 5V 벽면 사마귀로 시스템에 전원을 공급하고 DC 부스트 컨버터를 사용하여 팬의 12V를 얻을 수 있다고 가정합니다.

또는 12V 벽 사마귀로 시스템에 전원을 공급하고 DC 벅 컨버터를 사용하여 PIC 등을 위해 5V를 얻을 수 있습니다.

부품의 비용 및 가용성과는 별도로 어떤 기준을 적용하기로 결정한 기준이 있습니까? 이것은 일회성 개인 프로젝트이므로 상업적 고려는 덜 중요합니다 (아직 흥미 롭지 만), 나는 알지 못하는 실제적인 문제 (예 : 파워 레일 사이의 소음, 효율성)가있을 수 있다고 생각합니다.

누군가 어떻게 이러한 결정을 내리는 지에 대한 통찰력을 줄 수 있습니까?

power-supply buck boost

— 로저 롤랜드
소스

둘 다. 5 또는 10mA의 경우 12V ~ 5V의 선형 레귤레이터를 사용하십시오. 10mA 미만에서는 벅보다 덜 효율적이지 않으며 더 간단합니다.

— Brian Drummond

@ Brian Drummond Thanks-선형 조정기를 할인했습니다. 왜냐하면 벅보다 효율이 떨어 졌다고 생각했기 때문입니다. 어느 시점에서 전환하는 것이 이치에 맞습니까? 10mA는 괜찮지 만 20mA는 그렇지 않습니까? 100mA? 선은 어디에 있습니까?

— Roger Rowland 12

@BrianDrummond 왜 10mA 미만의 선형 레귤레이터가 더 좋을까요? 항상 ~ 40 % 미만의 효율을 유지합니까?

— geometrikal

스위칭 레귤레이터의 효율성을 살펴보십시오. 일반적으로 PIC만큼 전류를 가져 오기 때문에 저 전류에서 떨어집니다.

— Brian Drummond 12

@whatsisname 좋은 점이지만 가변 속도는 재미의 일부입니다! 유용하지만 학습 과정의 일부로, 여가 시간에 수집하고있는 단편 지식에 PWM 및 IR 감지 기능을 추가 할 수 있습니다.

— Roger Rowland

답변:

이 애플리케이션의 경우 벅 또는 부스트 컨버터가 과도하게 작동합니다. 가장 좋은 방법은 12V 소스를 가지고 선형 레귤레이터를 사용하여 별도로 5V로 낮추는 것입니다. 저렴하고 적은 부품, 이미 가지고있는 부품 등

선형 레귤레이터로 전압을 떨어 뜨리면 레귤레이터를 통해 끌어온 전류와 전압 강하에 따라 열이 발생합니다. PIC가 전류를 많이 소비하지 않을 가능성이 있기 때문에 문제가되지 않습니다.

그러나 레귤레이터가 전압을 크게 떨어 뜨리지 않을 정도로 전압을 떨어 뜨리는 간단한 "치트"방법은 레귤레이터 앞에 하나 이상의 다이오드를 직렬로 배치하여 ~ .7v만큼 전압을 떨어 뜨리는 데 사용하는 것입니다. 다이오드에 따라 각각 1.4v. 5v 레귤레이터의 경우 전압을 7v로 떨어 뜨리는 것이 좋으며 레귤레이터의 드롭 아웃을위한 충분한 여유 공간이 있어야합니다. 다시 한번, 단순한 디자인과 부품을 쉽게 찾을 수 있으며 오래된 물건에서 구할 수도 있습니다.

건배

— 코로 진
소스

나는 "속임수"를 좋아합니다, 감사합니다! 어떤 다이오드도 괜찮을까요? 1N4148의 부하가 있지만 ~ 5V를 낮추려면 7 개의 직렬이 필요합니다. 어쨌든 LED를 직렬로 연결하여 전원이 공급되는 시점을 확인할 수 있다면 어떨까요?

— Roger Rowland

@RogerRowland 최대 전류가 ~ <20mA 인 경우 LED를 사용하는 경우 (약 2V의 Vd를 예상) 실현 가능한 아이디어입니다. 그러나 일반 다이오드는 일반적으로 1A-ish 범위에서 정격이지만 일반적인 LED는 (크기 및 색상에 따라) 10mA-ish 범위에서 정격.

Vaxquis가 맞습니다. 전류 정격이 일반적으로 1A 정도 인 전력 다이오드를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 제너가있는 경우 제너 다이오드를 사용하여 전압을 떨어 뜨릴 수도 있습니다. 아직 열려있는 것을 찾을 수 있다면 Radioshack에서 2 $ 1n400x 시리즈 다이오드를 구입하는 것이 좋습니다. 탭에는 다양한 전력 다이오드가 있으며 포장에 순방향 전압 강하가 나열되어 있어야합니다.

— Korozjin

전력 손실이 단순히 선형 공급에서 다이오드로 이동하기 때문에 다이오드 트릭은 효율을 향상시키지 않습니다. 그것은 단순히 선형이 뜨겁지 않음을 의미합니다.

— CraigC

5V 시스템이 저 전류 (예를 들어, wee PIC MCU에서 많이 수행하지 않는 것으로 예상되는 10mA) 인 경우 12V ~ 5V 선형 레귤레이터조차도 전자 장치에 전원을 공급하는 것이 좋습니다. 12V 전원 공급 장치의 팬의 로우 사이드 드라이브와 함께 PIC GPIO에서 구동되는 게이트 MOSFET은 제대로 작동해야합니다. (제어를 위해 PWM 입력 신호에만 의존하는 것이 아니라 팬으로의 스위칭 전원도 제안합니다. 내장 PWM 속도 제어 기능이있는 모든 팬 (실제로 전원 입력을 팬으로 PWM 처리하는 것과는 달리)은 0 속도까지 제어 할 수 있습니다.

반면에 다른 5V 회로가 전류를 100mA 이상으로 끌어 올리고 7V를 떨어 뜨리는 경우 700mW 이상으로 처리해야 할 열량이 적지 않으면 방열판이 필요할 수 있습니다. 비용과 크기가 추가됩니다. 이 경우 전자기 기용 벅 스위처가 바람직 할 수있다. 특히 MCU가 순수 디지털 (아날로그 기능이 필요하지 않은) 인 경우 100mVpp의 노이즈로 5V @ 100mA를 제공하는 비교적 저렴하고 잡음이 많은 벅 스위처가 적합 할 수 있습니다. 80-90 % 벅 스위처 효율로 이러한 낮은 전류에서 스위처 구성 요소 중 가장 저렴하고 가벼운 전류 용량 만 있으면됩니다.

일반적으로 선택의 여지가 있다면 부스트보다 벅하는 것이 좋습니다. 이 팬은 거의 4 와트 (12V * ~ 0.3A)를 소비하므로 부스트 컨버터 (약 80-90 % 효율)의 5V 전원에서 12V를 유도하면 5V 전원에서 거의 1.0A가 필요하다는 의미입니다. 제조 관점에서 볼 때 더 비싼 전원 공급 옵션-변압기 및 브리지 정류기 및 인덕터 및 MOSFET-높은 정격 전류 등을 제공합니다. 12V 전원 옵션에 비해 바람직하지는 않습니다.

— Techydude
소스

매우 유용합니다. 감사합니다. PIC를 사용하여 전원을 팬으로 전환하는 것을 고려하지 않았지만, 데이터 시트는 듀티 사이클이 20 % 미만인 PWM이 팬을 정지 시키지만 향후 다른 팬을 허용하는 데 아무런 해가 없음을 의미합니다. 결정하기 전에 전원 요구 사항을주의 깊게 테스트하고 측정하는 것이 좋습니다. 어쨌든, +1, 매우 감사합니다.

— Roger Rowland