उच्च वर्तमान 5 वोल्ट नियामक


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क्या यह उच्च वर्तमान 12 से 5 वोल्ट नियामक के लिए एक वैध सर्किट है? मुझे लगभग 10 amps चाहिए। टीआईपी के पास बड़े पैमाने पर हीट सिंक होगा।

ढांच के रूप में

स्रोत एक कार बैटरी है जो इस विशाल R2D2 चीज़ रोबोट पर मुहिम की जाती है। TheraBot


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यह मेरी पुस्तक में मान्य नहीं होगा, लेकिन आपके लिए क्या मान्य है?
एंडी उर्फ

जैसा कि, इसमें क्या गलत है?
पायल थिंगबो

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थर्मल भगोड़ा, कि इसके साथ गलत है। आप गलत मानते हैं कि ट्रांजिस्टर बराबर हैं, लेकिन व्यवहार में वे नहीं हैं।
जिप्पी

TIP35C 125W 25A ट्रांजिस्टर है। 10V पर 7V गिराना सिर्फ 70W है। मुझे लगता है कि एक को पर्याप्त होना चाहिए।
कामिल

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अगर मैं 3 टीआईपी का उपयोग करता हूं, तो एमिटर प्रतिरोध के साथ, सिस्टम को ठंडा करना आसान होगा? (जैसा कि प्रत्येक TIP लगभग 20W का उत्पादन करेगा)
Pål Thingbø

जवाबों:


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एक रैखिक नियामक की धारा को बढ़ाने के लिए ट्रांजिस्टर का उपयोग करने के लिए यह सही टोपोलॉजी नहीं है। यहाँ बताया गया है कि अधिक करंट प्रदान करने के लिए सिंगल ट्रांजिस्टर का उपयोग कैसे किया जाता है:

यह अभी भी आउटपुट वोल्टेज को अच्छी तरह से नियंत्रित रखता है। आपके सर्किट में, ट्रांजिस्टर का BE ड्रॉप आउटपुट वोल्टेज को कम कर देगा।

कम धाराओं पर, आर 1 के पार थोड़ा वोल्टेज होता है, इसलिए Q1 बंद रहता है। जब लोड करंट बढ़ता है, तो R1 का वोल्टेज बढ़ जाता है, जो Q1 पर चालू हो जाता है, जो आउटपुट पर अधिक करंट को डुबो देता है। नियामक अभी भी विनियमित कर रहा है, लेकिन वर्तमान के माध्यम से इस मामले में लगभग 3/4 Amp पर बढ़ना बंद हो जाएगा, जिसके बाद ट्रांजिस्टर अधिकांश अतिरिक्त भार को संभाल लेता है।

एक बड़ा हीट सिंक के साथ एक बड़ा पावर ट्रांजिस्टर आपके 10 ए आउटपुट करंट को संभालने में सक्षम होना चाहिए। हालांकि, यदि आप कई ट्रांजिस्टर के बीच गर्मी फैलाना चाहते हैं, तो आप उन्हें समानांतर में अधिक नहीं जोड़ सकते हैं। अधिक ट्रांजिस्टर जोड़ने का तरीका यह है कि प्रत्येक अपने स्वयं के एमिटर रेसिस्टर को दे। यह थोड़ी नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रदान करता है ताकि यदि कोई ट्रांजिस्टर अपने हिस्से से अधिक गुजर रहा हो, तो इसके उत्सर्जक प्रतिरोधक के पार वोल्टेज अधिक हो जाएगा, जो इसके BE वोल्टेज से दूर ले जाएगा, जिससे अवरोधक के माध्यम से वर्तमान में कमी आएगी।

यहां 3 बाहरी ट्रांजिस्टर के साथ एक उदाहरण दिया गया है जो वर्तमान लोड का अधिकांश हिस्सा लेते हैं, जबकि नियमित रूप से विनियमन प्रदान कर रहा है:

यह मूल रूप से पहले जैसा ही विचार है, लेकिन प्रत्येक ट्रांजिस्टर का अपना एमिटर रेसिस्टर होता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि सभी तीन ट्रांजिस्टर के लिए बहुत सारे बेस ड्राइव उपलब्ध हैं, और एमिटर रेसिस्टर्स के पार अतिरिक्त वोल्टेज ड्रॉप के लिए आर 1 को भी थोड़ा बढ़ाया जाता है। फिर भी, आर 1 इस उदाहरण में होने की तुलना में बड़ा है। हालाँकि, आपके पास बहुत सारे हेडरूम वोल्टेज उपलब्ध हैं, इसलिए एक रोकने में थोड़ा अधिक छोड़ना कोई समस्या नहीं है।

प्रतिरोधों के अपव्यय को ध्यान में रखें। मान लें कि थोड़ा असंतुलन और कुछ मार्जिन के लिए खाता है, हम चाहते हैं कि ट्रांजिस्टर में से प्रत्येक 4 ए को संभालने में सक्षम हो। एमिटर रोकनेवाला के लिए 400 एमवी के साथ, बीई ड्रॉप के लिए 750 एमवी या इतने पर, कुल 1.15 के लिए। V जिसे पूर्ण वर्तमान में R1 के समीप होना चाहिए। इसका मतलब है कि यह 660 mW का प्रसार करेगा, इसलिए इसे कम से कम "1 W" अवरोधक के रूप में होना चाहिए।

प्रत्येक एमिटर रेसिस्टर को सुरक्षित रूप से अलग करने में सक्षम होना चाहिए (4 ए) 2 (100 एम =) = 1.6 डब्ल्यू। ये कम से कम "2 डब्ल्यू" रेसिस्टर्स होने चाहिए।

इस सबने कहा, मैं इस बात से सहमत हूं कि यह आपकी संपूर्ण समस्या का समाधान करने का गलत तरीका है। रेखीय रूप से 5 V बनाने के लिए 12 V को कम करने से अधिक परेशानी होगी और एक स्विचर की तुलना में बहुत अधिक बेकार। हालांकि, इसे संबोधित करने का वास्तविक तरीका कुछ स्तरों को वापस लेना है और सिस्टम स्तर पर फिर से सोचना है। 12 वी बैटरी से 5 वी पर बहुत अधिक वर्तमान सामान चलाना बहुत कम मायने रखता है। आपको 12 वी पर चलने वाली मोटरों को खोजने में सक्षम होना चाहिए, वास्तव में उन लोगों की तुलना में अधिक आसानी से जो इस पावर स्तर पर 5 वी पर चलते हैं। आपको केवल नियंत्रण तर्क के लिए 5 वी प्रदान करने की आवश्यकता होती है, जो उन स्विचों को नियंत्रित करता है जो 12 वी डिवाइसों को शक्ति सक्षम करते हैं। या आप अभी भी एक उचित PWM ड्राइव के साथ 5 V उपकरणों का उपयोग कर सकते हैं ताकि आप 12 V को पर्याप्त और तेजी से बंद कर रहे हैं ताकि डिवाइस केवल 5 V का औसत देखें।

सिस्टम स्तर पर कई अच्छे विकल्प होने चाहिए, जिनमें से कोई भी 12 वी से 5 वी मोटर्स चलाने के लिए गर्मी के रूप में 70 डब्ल्यू बर्बाद करना शामिल नहीं है।

मैंने वर्णन किया कि यह कैसे सही करने के लिए एक मौजूदा और कुछ बाहरी ट्रांजिस्टर से एक उच्च वर्तमान रैखिक नियामक बनाने के लिए, लेकिन यह वास्तव में आपके समग्र समाधान का हिस्सा नहीं होना चाहिए।


ध्यान दें कि R1 बहुत बड़ा हो सकता है क्योंकि IC1 को आधार से वर्तमान की क्या आवश्यकता है और R1 अनिवार्य रूप से ट्रांजिस्टर के लिए एक टर्नऑफ अवरोधक है। (मुझे पता है कि एक बार आपके लिए यह स्पष्ट हो जाएगा - बस जरूरी नहीं कि रास्ते में देखा जाए)।
रसेल मैकमोहन

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महत्व के अनुमानित क्रम में, कई टिप्पणियां:

  • आपको 5V पर 10A की आवश्यकता क्यों है? यदि आप एक गर्म भावना प्राप्त करना चाहते हैं, तो एक मोमबत्ती जलाओ!
  • अगर आपको वास्तव में 5V पर 10A की आवश्यकता है, तो इसे 12V (जो अब उसी 10A की आपूर्ति करनी चाहिए) से क्यों बनाएं? (एक पीसी PSU लो!)
  • यदि आप वास्तव में 12V से 5V / 10A बनाना चाहते हैं, तो स्विचिंग बिजली की आपूर्ति का निर्माण क्यों न करें? यह शायद अब आप की जरूरत है कि बड़े पैमाने पर तपका से भी कम खर्च होंगे। (मैं छोटी धाराओं के लिए सभी के पक्ष में हूं, लेकिन यह हास्यास्पद है।)
  • यदि आप वास्तव में वास्तव में पुरुष को 10A रैखिक 12V-> 5V नियामक बनाना चाहते हैं, तो इस सर्किट का उपयोग न करें। थर्मल पलायन एक समस्या है। इसकी कोई वर्तमान सीमा नहीं है। और आपको क्या लगता है कि आउटपुट वोल्टेज क्या होगा? (कुछ A पर TIP35 के Vbe की जाँच करें)। आपने उस डायोड के साथ क्षतिपूर्ति करने की कोशिश की, लेकिन मुझे नहीं लगता कि यह पर्याप्त होगा। या स्थिर।

यदि आप वास्तव में ^ 4 इस तरह से कुछ बनाना चाहते हैं: इसके लिए मानक सर्किट हैं जो पीएनपी पावर ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हैं, या लोड बैलेंसिंग रेसिस्टर्स के साथ कई हैं।

आपको लगता है कि आप सही हैं, यह सिस्टम को कई ट्रांजिस्टर के साथ ठंडा करना आसान होगा, क्योंकि उनके आरटी जेसी (1 सी / डब्ल्यू प्रत्येक) समानांतर में हैं। TIP35 (70 W और 140C तापमान अंतर के साथ) के लिए आपको 2C / W के कुल Rth की आवश्यकता होगी, इसलिए 1C / W का एक हीट सिंक। 3 के समानांतर में आपको 1.6C / W की हीट की आवश्यकता होगी। अभी भी एक बड़ा है, लेकिन उतना बड़ा नहीं है एएस 1 सी / डब्ल्यू। (ध्यान दें कि व्यवहार में 140C बहुत अधिक हो सकता है, इसलिए आपको वैसे भी 1C / W की आवश्यकता होगी)।

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अतिरिक्त जानकारी के साथ:

  • यह एक बहुत 'हॉट' रोबोट होगा;)
  • मैं बुद्धि के लिए 7805 (या एक से अधिक), या एक स्विचर का उपयोग करूँगा यदि यह बहुत अधिक धारा का उपयोग करता है (आप क्या ले जा रहे हैं, एक ब्लेड सर्वर?)
  • सबसे महत्वपूर्ण: बिजली के सामान के लिए, 12V संस्करण प्राप्त करने या PWM का उपयोग करने का प्रयास करें।
  • स्टेपर्स के अलावा, उन लोगों के लिए जो सीधे 12 वी का उपयोग करते हैं और निरंतर चालू ड्राइव (या पीडब्लूएम समतुल्य) का उपयोग करते हैं। यह आपको बेहतर टॉर्क देगा।
  • आपके अनुमानित इलेक्ट्रॉनिक्स-ज्ञान-स्तर पर मैं एक के निर्माण के बजाय एक डीसी-डीसी मॉड्यूल खरीदने की सलाह देता हूं (मैं निश्चित रूप से डिजाइन और निर्माण का प्रयास नहीं करूंगा)
  • एक अन्य विकल्प: 5V पावर सामान के लिए 6V बैटरी का उपयोग करें।

मुझे 5 वी गियर वाले बहुत से रोबोट पर इसकी आवश्यकता है; सर्वो, स्टेपर, माइक्रोप्रोसेसर, वीडियो, आदि, 12 वी स्रोत एक कार बैटरी है। मेरे पास यह सर्किट 2A पर काम कर रहा है, लेकिन TIP बहुत गर्म है, यहां तक ​​कि एक विशाल हीट सिंक के साथ भी। मैं एक स्विचिंग आपूर्ति की जाँच करने वाला हूं। कोई संकेत?
पाएल थिंगबो

तो क्या मैं इस तरह से कुछ कर सकता हूं: linear.com/product/LTM4641
Pål Thingbø

@ PålThingbø यह निश्चित रूप से आपके एक्ट्यूएटर्स के लिए आपके माइक्रोप्रोसेसरों के लिए एक अलग बिजली की आपूर्ति करने के लायक है, यह भी कहने योग्य हो सकता है कि आपके एक्ट्यूएटरों के लिए 5 ए के बजाय 5 ए की आपूर्ति करें यदि उनमें से कोई भी 2 ए से अधिक नहीं लेता है।
पीट किरकम

5V चीजें माइक्रोप्रोसेसर हैं (उनमें से प्रत्येक ड्रॉइंग लगभग 500mA), सर्वोस (न जाने कितने अभी तक), लगभग 30 अलग-अलग सेंसर (अल्ट्रासोनिक, पीआईआर, आईआर, आदि), एक एचडी कैमरा, एक फूरियर-ट्रांसफॉर्म कैमरा ( रंग परिवर्तन का पता लगाना) और कुछ अन्य छोटे उपकरण। समस्या अंतरिक्ष है, मैं अपने रोबोट पर अधिक चीजें नहीं रख सकता।
पाल थिंगबो

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@ PålThingbø "समस्या अंतरिक्ष है, मैं अपने रोबोट पर अधिक चीजें नहीं रख सकता।" एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति आवश्यक गर्मी सिंक से छोटी है।
जिप्पी

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थर्मल भगोड़ा, कि इसके साथ गलत है। आप गलत मानते हैं कि ट्रांजिस्टर बराबर हैं, लेकिन व्यवहार में वे नहीं हैं।

ट्रांजिस्टर जो थोड़ा और अधिक प्रवाह करता है, वह दूसरों की तुलना में थोड़ा अधिक गर्म होगा, जिसके परिणामस्वरूप इसके वर्तमान में और वृद्धि होगी और आगे गर्म होगा। एक ट्रांजिस्टर अंत में लोड के बहुमत को ले जाएगा।

इसे हल करने के लिए, आप छोटे एमिटर प्रतिरोधक जोड़ सकते हैं जो प्रतिक्रिया का कारण बनेगा और शाखाओं में धाराओं को बराबर करेगा।


कितना छोटा? 1 ओम?
पायल थिंगबो

कुछ गणित करो। 3 ए पर, कितना (अतिरिक्त) वोल्टेज उन 1 ओम प्रतिरोधों को गिरा देगा?
राउटर वैन ओइजेन

मैं मानता हूं कि ओलिन का सर्किट अतिरिक्त प्रतिरोधों के साथ मूल को ठीक करने की कोशिश से भी बेहतर विकल्प है।
जिप्पी

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मैं एक रेखीय नियामक के लिए एक स्विटर को पसंद करता हूं जो इतना गर्म चल रहा है कि आप इसे छू नहीं सकते हैं, लेकिन मैं किसी भी हिरन नियामकों को आपके द्वारा आवश्यक चश्मे के साथ थ्रू-होल पैकेज में नहीं पा सकता (12 वी से 5 वी @ 10 ए)। जो कुछ उपलब्ध है वह सतह माउंट में प्रतीत होता है, निश्चित रूप से काम करने के लिए पैकेज में (नीचे, QFN और इस तरह छिपा हुआ पिन)।

मुझे नहीं पता कि आपका बजट क्या है, लेकिन मुझे यह 12v से 5v DC-DC कनवर्टर के लिए मिला, जो 10A करेगा। (इनपुट वास्तव में 10v से 14v तक हो सकता है।)

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

डिजी-की में लागत $ 15 से कम है , जो मुझे पहले मिला ($ 65) से बहुत बेहतर है।


लिंक काम नहीं कर रहा है।
पायल थिंगबो

@ PålThingbø तय
tcrosley

धन्यवाद। मैं इस के लिए चला गया: digikey.com/product-search/... । एक ही कीमत, अधिक विकल्प।
पायल थिंगबो

आपके द्वारा पाया गया बोर्ड वास्तव में एक मूल्यांकन बोर्ड है, जिसका उद्देश्य इंजीनियरों को एक उत्पाद में शामिल करने से पहले किसी विशेष आईसी का मूल्यांकन करने के लिए उपयोग करना है, यही कारण है कि इसमें इतने सारे विकल्प हैं। इनमें से कोई भी (जिस उत्पाद की मैंने सिफारिश की है या यह एक) सीधे सतह माउंट स्विचर आईसी से निपटने की समस्या के आसपास है।
tcrosley

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@ PålThingbø - मुझे एक और बोर्ड मिला जो 15 डॉलर से कम के लिए एक ही काम करता है, और मेरे जवाब को संशोधित करता है। धूम्रपान का सौदा। नहीं, वास्तव में नहीं, यही हम बचने की कोशिश कर रहे हैं। :)
tcrosley

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  1. यदि आप TIP-35s का उपयोग करने पर जोर देने जा रहे हैं, तो कम से कम वोल्टेज TIP35A - 60VDC या TIP35B - 80VDC का उपयोग करें। चूंकि आप केवल 12 वोल्ट का उपयोग कर रहे हैं, मैं 35A की सिफारिश करूंगा। यह कम से कम Vbe में अनुवाद करेगा और यह अभी भी आपूर्ति वोल्टेज का 5 गुना है।
  2. कहा जा रहा है कि, बेहतर विकल्प PNP संस्करण - TIP36A होगा। @Olin द्वारा आपूर्ति योजनाबद्ध का उपयोग करें।
  3. @tcrosley, आपके द्वारा उल्लिखित SIP नियामक केवल 10A MAX कर सकता है। उसे 100% ओवरकिल प्राप्त करने के लिए कम से कम 2 और न्यूनतम 3 की आवश्यकता होगी।
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