श्रृंखला बनाम समानांतर में दो वोल्टेज नियामक

Question

एक बेहतर विचार क्या है - श्रृंखला में या समानांतर में दो वोल्टेज नियामकों को जोड़ने के लिए? मुझे ज्यादा करंट (अधिकतम 300-400mA) की जरूरत नहीं है। मुझे दोनों वोल्टेज चाहिए। ट्रांसफार्मर का उत्पादन लगभग 9V है। U2 1A मैक्स और U3 800mA मैक्स देता है।

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इन दिनों वास्तव में सस्ते डीसी / डीसी कन्वर्टर्स उपलब्ध हैं जो काफी अधिक कुशल होंगे (पढ़ें: कूलर चलाएं और भारी गर्मी सिंक की आवश्यकता नहीं है)।

— जिप्पी

Answer 1

यहां महत्वपूर्ण अंतर वह है जहां बिजली का प्रसार होता है। दोनों सर्किटों के लिए इसकी गणना आसानी से की जा सकती है:

समानांतर:

• $P_{U2}= ( V_{IN} - V_{OUT} ) × I_{OUT} = ( 9 - 5 ) × 1 = 4 \text{W}$
• $P_{U3}= ( V_{IN} - V_{OUT} ) × I_{OUT} = ( 9 - 3.3 ) × 0.8A = 4.6 \text{W}$
• कुल शक्ति = 8.6 डब्ल्यू

श्रृंखला विन्यास

• $P_{U2} = ( V_{IN} - V_{OUT} ) × I_{OUT} = ( 9 - 5 ) × ( 1 + 0.8 ) = 7.2\text{W}$
• $P_{U3} = ( V_{IN} - V_{OUT} ) × I_{OUT} = ( 5 - 3.3 ) × 0.8A = 1.4W$
• कुल शक्ति = 8.6 डब्ल्यू

सवाल यह है कि आप सबसे अधिक आराम से इन राशियों को अलग कर सकते हैं, जो नियामक हैं। उच्छृंखल शक्ति जितनी अधिक होती है, उतनी बड़ी हीट सिंक की आवश्यकता होती है। दोनों समाधानों के लिए, कुल विच्छेदित शक्ति समान है।

ध्यान दें कि श्रृंखला कॉन्फ़िगरेशन के लिए आपका 5V नियामक लगभग 2A करने में सक्षम होना चाहिए, जबकि समानांतर कॉन्फ़िगरेशन में दोनों नियामकों को 1A के बारे में "केवल" के साथ सामना करना पड़ता है।

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साइन लहर के कारण, ट्रांसफार्मर संधारित्र को sqrt (2) * 9V = लगभग 13V तक ले जाएगा जब कोई भार नहीं होता है। यदि ट्रांसफार्मर की देखरेख की जाती है, तो यह अभी भी लगभग 13V को लोड के तहत देगा। तो यह इस गणना से काफी खराब हो सकता है। (2 * 0.6V के भत्ते के साथ ब्रिज रेक्टिफायर पर गिरा, यह सिर्फ 11V से अधिक है, जो अभी भी 9V से अधिक है।)

— लेवल रिवर सेंट

Answer 2

अगर

• 3.3V नियामक इनपुट के रूप में 5V नियामक के न्यूनतम उत्पादन को मिटा सकता है,
• और 5V नियामक दोनों धाराओं के योग की आपूर्ति कर सकता है, दोनों विकल्प खुले हैं।

ध्यान दें कि दो विकल्पों में अपव्यय को अलग-अलग दो नियामकों में विभाजित किया जाएगा।

1A और 0.8A पर आपको दोनों नियामकों पर कुछ कूलिंग की आवश्यकता होगी, जिसे आपको अधिकतम इनपुट वोल्टेज (उच्चतम संभव लाइन वोल्टेज, सबसे कम संभव ट्रांसफॉर्मेशन-डाउन फैक्टर, डायोड पर संभव ड्रॉप्स कम करना) और सबसे कम संभव आउटपुट वोल्टेज की गणना करना होगा। (जिप्पी की गणना को शुरुआती बिंदु के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन सबसे खराब स्थिति के आंकड़े थोड़ा और खराब होंगे।)

Answer 3

दूसरे नियामक की मानें तो सबसे कम वोल्टेज को आप पहले से निकाल सकते हैं, फिर आप इसे श्रृंखला में कर सकते हैं। यह मानकर कि ये लीनियर रेगुलेटर हैं, मुझे लगता है कि पहला रेगुलेटर है, दूसरे रेगुलेटर को सपोर्ट करने के लिए जरूरी करंट और पॉवर डिसेबिलिटी सप्लाई करने के लिए साइज होगा। तो आप दूसरे आदमी के लिए एक छोटे से हिस्से का उपयोग करने में सक्षम हो सकते हैं, लेकिन पहले नियामक पर इसके लिए भुगतान कर सकते हैं। पसंद को देखते हुए मैं इसे व्यक्तिगत रूप से समानांतर में करूंगा।

अब अगर आप पहले रेगुलेटर के लिए एक स्विचिंग रेगुलेटर और दूसरे पर लीनियर का इस्तेमाल कर रहे थे तो कुछ दक्षता हासिल होगी जो आप उन्हें इस तरह की सीरीज में डालकर कर सकते हैं। पहले नियामक के साथ वोल्टेज को दूसरे के लिए नीचे ले जाना। आपको अभी भी पहले नियामक से पर्याप्त वर्तमान प्रदान करने की आवश्यकता है, लेकिन अब आपके दूसरे नियामक को एक रैखिक के रूप में कम करने की शक्ति को कम करना पड़ता है।

Answer 4

के लिए lineair वोल्टेज नियामकों यह है कि एक वितरित या केंद्रीकृत विन्यास दक्षता प्रभावित नहीं करता है सच है। हालांकि, ध्यान दें कि यह स्विच मोड नियामकों के लिए सही नहीं है। दक्षता एक ही केंद्रीकृत रहेगी, लेकिन वितरित कॉन्फ़िगरेशन में कम होगी।

मान लें कि 95% दक्षता के साथ एक स्विच मोड नियामक है। मैं यह भी मानूंगा कि हर नियामक के पास वितरित कॉन्फ़िगरेशन में एक अलग उपलब्ध शक्ति है (आपकी छवि का अनुमान है कि केवल 3.3V नियामक के पास एक उपलब्ध आउटपुट है):

$$Psource = \frac{Pu_2}{0.95} +\frac{Pu_3}{0.95*0.95} = 8.188 \\ $$

हमें इंजीनियर को उलटने की जरूरत है कि वितरित मामले में कुल आवश्यक स्रोत शक्ति क्या होनी चाहिए। Pu2 के लिए आवश्यक शक्ति के लिए, हमें 1 (5V) स्विच मोड नियामक की दक्षता के लिए क्षतिपूर्ति करनी होगी। Pu3 के लिए आवश्यक शक्ति के लिए, हमें दोनों स्विच मोड नियामकों की दक्षता के लिए क्षतिपूर्ति करनी होगी, क्योंकि Psource के इस अंश को Pu3 तक पहुंचने के लिए दो स्विच मोड के माध्यम से यात्रा करना होगा।

दक्षता है

$$\eta = \frac{Pu_2+Pu_3}{Psource} = \frac{5 + 2.64}{8.188} = 93.3\%$$

बेशक, इस मामले में यह बहुत कम नहीं है, लेकिन अधिक लंबी श्रृंखला में, अधिक स्विच मोड के साथ, दक्षता बहुत कम होगी और उच्चतर शक्तियां इसे और भी महत्वपूर्ण बना देंगी।