लंबी दूरी के लिए कम वोल्टेज (1.2V) के साथ उच्च धारा (2.6A) कैसे संचारित करें?


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मैं 1.2V के साथ एक डीएसपी की आपूर्ति करना चाहता हूं। इस डीएसपी को पूर्ण लोड पर वर्तमान के 2.6 एम्पों की आवश्यकता है। इस डीएसपी के विद्युत चश्मे के आधार पर न्यूनतम आपूर्ति 1.16 वी है, जिसका अर्थ है कि बिजली के विमानों, निशान और कनेक्टर्स के कारण अधिकतम वोल्टेज ड्रॉप 40 एमवी से अधिक नहीं होनी चाहिए।

मेरे मामले में, मुझे यह हासिल करना बहुत कठिन लगा क्योंकि बिजली स्रोत और DSP के बीच की दूरी लगभग 8000 मिल (~ 20 सेमी) है और यह आपूर्ति दो कनेक्टरों से गुजरती है जो 100 mOhms जोड़ते हैं, इसलिए ड्रॉप 260 mV (100m x) है 2.6A) विमानों की प्रतिबाधा में गिनती के बिना। मैंने अगली छवि में दिखाए गए मेरे मामले के लिए एक सरल योजनाबद्ध आकर्षित किया:

समस्या को दिखाने के लिए सरल योजनाबद्ध

मेरे प्रश्न हैं:

  • क्या कुल दूरी केवल 20 सेमी है? या क्या मुझे रिटर्न जोड़ना चाहिए ताकि वास्तविक दूरी 40 सेमी हो? ( बहुत बुरा :( )

  • कैसे मैं इस मुद्दे को हल कर सकता हूँ? यह जानते हुए कि स्रोत और डीएसपी के बीच की दूरी 20 सेमी से कम नहीं हो सकती है। क्या मुझे डीएसपी के पास एक और नियामक जोड़ना चाहिए? या इस ड्रॉप की भरपाई के लिए थोड़ा बड़ा वोल्टेज उत्पन्न करना बेहतर है? (अन्य घटक 1.2V आपूर्ति की आवश्यकता है और डीएसपी से अलग दूरी पर हैं)।

  • मैं विमान प्रतिबाधा की गणना कैसे कर सकता हूं, उपरोक्त छवि में आर (प्लेन) के रूप में दिखाया गया है।

# 1 संपादित करें:

बिंदु 1 के बारे में, ठीक है, अब कुल दूरी दुर्भाग्य से 40 सेमी है।

मैंने कनेक्टर प्रतिरोध को कम करने के लिए एक समाधान के बारे में सोचा, जो उच्च प्रतिरोध का मुख्य कारक है। कनेक्टर डेटा शीट के अनुसार, पिन का प्रतिरोध 25 mOhms है, मेरे पास अतिरिक्त निशुल्क पिन हैं, इसलिए मैं 1.2V को प्रेषित करने के लिए 8 पिन का उपयोग करूंगा ताकि अब 8 से विभाजित हो, लेकिन अब सवाल यह है, मैं डॉन पता नहीं कि यह प्रतिरोध केवल पिन के लिए है या संभोग के बाद कुल है? और संभोग के बाद उन्हें श्रृंखला या समानांतर प्रतिरोधों के रूप में माना जाना चाहिए?


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नंबर एक के लिए, DSP का GND रिटर्न लाइन पर वोल्टेज से प्रभावित होने के लिए गोंग है, इसलिए यह बहुत अधिक होने वाला है। व्यवहार में इसका मतलब है कि आपको इनपुट पर उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होगी। पूरी स्थिति बस मुझे "डीएसपी के बगल में नियामक" चिल्लाती है, लेकिन अगर आप डीएसपी के पास शोर की समस्याओं की उम्मीद करते हैं, तो एक स्विचर को डिजाइन करना मुश्किल हो जाएगा और एक रैखिक एक को खोजने के लिए कठिन होने वाला है।
आंद्रेजाको

विमान प्रतिबाधा के रूप में, आप कुछ इस तरह की कोशिश कर सकते हैं यदि आपके पास बोर्ड है: एक निरंतर वर्तमान स्रोत प्राप्त करें, इसे 1 ए कहने के लिए सेट करें, इसे बिजली की आपूर्ति के बजाय कनेक्ट करें, डीएसपी के वीसीसी और जीएनडी पैड को छोटा करें और वोल्टेज ड्रॉप को मापें स्रोत और Vcc पिन के बीच और फिर GND पिन और स्रोत के दूसरे छोर के बीच। इससे प्रतिरोध की गणना करना आसान होना चाहिए और अधिकांश मल्टीमीटर कम प्रतिरोध को मापने की तुलना में कम वोल्टेज को मापने में बेहतर होना चाहिए। आप LM317 का उपयोग करके एक सरल निरंतर वर्तमान स्रोत बना सकते हैं।
आंद्रेजाको

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यदि आप प्रतिरोध को माप नहीं सकते हैं, तो आप इंटरनेट पर तांबे के प्रतिरोध तालिकाओं में से एक को खोजने के द्वारा विमानों के प्रतिरोध की गणना करने का प्रयास कर सकते हैं और फिर आपके द्वारा तालिका के प्रकार के आधार पर तांबे (या सतह क्षेत्र) की मात्रा की गणना कर सकते हैं। विमान पर) और फिर तांबे के विशिष्ट प्रतिरोध से इसे गुणा करें
आंद्रेजाको

Andrejako, कि मुझे एक अच्छा जवाब की तरह लगता है।
कालेनजब

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कनेक्शन प्रतिरोध mated पिन और सॉकेट के लिए है। यदि आप उनमें से N का उपयोग करते हैं, तो प्रतिरोध ABOUT N के एक कारक द्वारा नीचे चला जाता है
रसेल मैकमोहन

जवाबों:


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सामान्य तौर पर, किसी भी दूरी को अंतिम विनियमित शक्ति को धक्का देने की कोशिश करना एक अच्छा विचार नहीं है। आपके मामले में यह स्पष्ट रूप से काम नहीं करेगा। हां, वापसी पथ कुल प्रतिरोध में जोड़ता है क्योंकि यह लोड के साथ श्रृंखला में है। यह अजीब है कि आपके पास सकारात्मक आपूर्ति में कनेक्टर्स हैं लेकिन जमीन में नहीं। यदि यह एक निश्चित स्थापना है, तो एक छोर से दूसरे छोर तक टांका लगाने वाले तार क्यों नहीं?

वितरित विनियमित शक्ति की आवश्यकता से निपटने के लिए एक बेहतर तरीका, विशेष रूप से कम वोल्टेज और उच्च धाराओं पर, जैसा कि आपके पास एक उच्च मोटे तौर पर विनियमित वोल्टेज को वितरित करने और स्थानीय रूप से अंतिम कसकर विनियमित वोल्टेज बनाने के लिए है। यह दो उपयोगी चीजें करता है:

  1. उच्च वोल्टेज को वितरित करने में गिरावट से कोई फर्क नहीं पड़ता क्योंकि इसे अंतिम वोल्टेज में वैसे भी विनियमित किया जाएगा। आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि दूसरे पर वोल्टेज कम से कम उस नियामक के सही ढंग से काम करने के लिए कम से कम आवश्यक हो, लेकिन उस हेडरूम में आमतौर पर निर्माण करना आसान होता है।

  2. स्थानीय नियामकों के स्विचर्स होने की स्थिति में, उच्च वोल्टेज में कम धारा होगी, जिसका अर्थ है कि दूरी के साथ कम वोल्टेज की गिरावट भी होगी, कम बिजली बर्बाद और गर्मी के साथ निपटा जाना चाहिए।

तो आपकी 1.2V आपूर्ति कहां से आती है? आपके पास संभवतः कहीं हिरन कनवर्टर के साथ कुछ उच्च वोल्टेज है। दूरी पर उस उच्च वोल्टेज को भेजें और डीएसपी पर एक हिरन नियामक डालें। ध्यान दें कि यह मुख्य बोर्ड पर 1.2V आपूर्ति पर आवश्यकताओं को आराम देता है। दो छोटे हिरन नियामक अभी भी एक से एक अधिक महंगे होंगे, लेकिन दोनों को छोटे होने की अनुमति देने से कुछ हद तक मदद मिलेगी। यह किसी भी नुकसान से गर्मी वितरित करता है, जो आमतौर पर इससे निपटने में आसान बनाता है।

आपकी टिप्पणी के जवाब में जोड़ा गया:

यदि आप वास्तव में लोड द्वारा एक स्थानीय नियामक नहीं रख सकते हैं, तो अगली सबसे अच्छी बात यह है कि एक अर्थ लाइन वापस आ रही है। यह पंक्ति बताती है कि मुख्य बोर्ड पर नियामक में सबसे अंत में वास्तविक वोल्टेज है। इस वोल्टेज का उपयोग फीडबैक के रूप में किया जाता है ताकि दूर के वोल्टेज को नियंत्रित किया जा सके। नियामक पर वोल्टेज तब लोड के रास्ते पर वोल्टेज ड्रॉप को दूर करने के लिए आवश्यकतानुसार स्वचालित रूप से अधिक होगा। बोध रेखा इन वोल्टेज की बूंदों का अनुभव नहीं करती क्योंकि इसमें बहुत कम धारा प्रवाहित होती है। यह सिर्फ एक वोल्टेज प्रतिक्रिया संकेत है।

यदि जमीन कनेक्शन में भी महत्वपूर्ण वोल्टेज ड्रॉप हो सकता है, तो यह अधिक मुश्किल हो जाता है। कभी-कभी आप दो अर्थ लाइनों का उपयोग करते हैं और बिजली की आपूर्ति पर अलग-अलग व्यवहार करते हैं। कभी-कभी आप यह मान लेते हैं कि आगे और पीछे वोल्टेज की बूंदें बराबर होंगी और अर्थ सर्किट में थोड़ा सा लाभ होगा। कभी-कभी आप केवल नाममात्र के कुल वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई के लिए आपूर्ति के उत्पादन को थोड़ा अधिक सेट करते हैं और इसके चारों ओर सक्रिय रूप से विनियमित करने का प्रयास नहीं करते हैं।


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बहुत बहुत धन्यवाद ओलिन, आपने मुझे एक गलती दिखाई जो मैंने योजनाबद्धता को चित्रित करने में की थी और परिणामस्वरूप गणना में एक गलती हुई! मुझे पावर लाइन पर रिटर्न पथ और पुनर्गणना के लिए समान प्रतिरोधों को जोड़ना चाहिए। मैं आपसे सहमत हूं कि अंतिम विनियमित आपूर्ति के लिए इन कम वोल्टेज में विशेष रूप से लोड के करीब होना बेहतर है, लेकिन यांत्रिक बाधाओं ने मुझे दो बोर्डों में विभाजित करने के लिए मजबूर किया, और पावर नियामकों को रखने के लिए पर्याप्त जगह नहीं है। लोड: /
अब्देला

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वाह, यह बात है! मेरे नियामक के पास यह समझदारी है, मैं इसका उपयोग करूंगा। क्या इस पिन को DSP से जोड़ने का कोई इष्टतम तरीका है? क्योंकि DSP में कई 1.2V पिन हैं, क्या मुझे इसे दूर के पिन से जोड़ना चाहिए? मैंने नियामक की डेटशीट की जाँच की लेकिन जटिल आईसी के कनेक्शन के बारे में कोई नोट नहीं था। आपका बहुत बहुत धन्यवाद!
अब्देला

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@ अब्देला आपको सभी 1.2 वी पिन को एक साथ जोड़ना चाहिए। फिर आप पावर, और अर्थ लाइनों को उनसे कनेक्ट करते हैं
ब्रैड गिल्बर्ट

@BradGilbert मैं जिस स्विचिंग रेगुलेटर का उपयोग कर रहा हूं उसमें + Sense and -Sense है और वे सलाह देते हैं कि + Sense को लोड करने के लिए करीब से जोड़ा जाए और GND स्रोत से जुड़ा हुआ। समस्या यह है कि एक FPGA भी है जिसे 1.2V की आवश्यकता है, इसलिए DSP और FPGA दोनों 1.2V विमान से जुड़े हैं। और उनमें से प्रत्येक में दसियों 1.2V पिन हैं। इसलिए मैं यह निर्धारित नहीं कर सकता कि इस अर्थ संकेत का सबसे अच्छा संबंध क्या है ?!
अब्देला

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@Addella: यदि ये सभी विभिन्न पिन एक विमान से जुड़े हैं, तो उनके बीच थोड़ा वोल्टेज अलग होगा। मुख्य बिंदु कनेक्टर्स के पार वोल्टेज ड्रॉप के लिए क्षतिपूर्ति करना है। अंतिम बोर्ड पर विमान में कहीं भी अर्थ लाइन को जोड़ना (सभी कनेक्टर्स के बाद) काफी अच्छा होना चाहिए। सभी पिन के बीच में कहीं न कहीं संबंध बनाएं, लेकिन अगर यह बहुत असुविधाजनक है, तो इसके बारे में चिंता न करें। पिछले कुछ mV को तब तक कोई फर्क नहीं पड़ना चाहिए जब तक आपने कनेक्टर्स के कारण mV के 100s का ध्यान नहीं रखा है।
ओलिन लेट्रोप

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कनेक्शन प्रतिरोध mated पिन और सॉकेट के लिए है। यदि आप उनमें से एन का उपयोग करते हैं तो प्रतिरोध एबीस एन के एक कारक द्वारा नीचे चला जाता है।

आप वास्तव में डीएसपी के पास नियामक चाहते हैं। यदि आपके पास दो कनेक्टर हैं और वे मुख्य प्रतिरोध हैं (जैसा कि आप कहते हैं कि मामला है) तो वे परिस्थिति, आयु, तापमान और अधिक के साथ प्रतिरोध में भिन्न होंगे और एक अनिश्चित परिणाम देंगे।

स्पष्ट रूप से यदि कनेक्टर 100 मिलीमीटर जोड़ते हैं और आपके पास 2.6A है तो आपको 260 मिलीवोल ड्रॉप मिलता है। यदि 40 एमवी अधिकतम सहनीय वोल्टेज है तो आप अनंत रिटर्न बैकप्लेन जोड़ सकते हैं और फिर भी 260/40 ~ = 6.5 = 1 से अधिक हो जाएगा। आपको उस कनेक्टर को केवल एक स्वीकार्य स्तर तक वोल्टेज को कम करने के लिए कम से कम 6.5 समानांतर पिन-जोड़े की आवश्यकता होगी और फिर सर्किट और बाकी के रास्ते से निपटने के लिए होगा। यदि 50 मिलीमीटर मूल्य वास्तव में एक विशिष्ट औसत मूल्य है, तो आपके पास लगभग अव्यवस्थित स्थिति है। यदि वापसी मार्ग में 50 मिलिओम पर समान संख्या में कनेक्टर हैं तो समस्या बस असंभव हो जाती है।

["कुछ भी असंभव नहीं!" यदि आप कुछ खेल के जूते बनाते हैं, लेकिन यहाँ असंभव है। ]

यदि आप नियामक को डीएसपी में नहीं ला सकते हैं तो एक व्यावहारिक समाधान रिमोट या "केल्विन" संवेदन का उपयोग करना है। यानी बिना किसी करंट के भार उठाने के लिए नियामक से एक वोल्टेज सेंस लाइन चलती है और फ़ीड वोल्टेज को सूट करने के लिए समायोजित करती है। हालांकि यह करना सरल है, आप स्पष्ट रूप से समझ चाहते हैं कि सर्किट को कभी भी ओपन सर्किट नहीं जाना चाहिए (जैसा कि वोल्टेज क्षतिपूर्ति करने के प्रयास में बढ़ेगा) और आपको अर्थ सर्किट में शोर आदि से निपटना होगा। कठिन नहीं है, लेकिन ...।


धन्यवाद रसेल, मैं डेटाशीट से कैसे जान सकता हूं कि उल्लेखित पिन प्रतिरोध mated भागों के लिए है? मुझे यह स्पष्ट रूप से नहीं मिल रहा है, या यह डेटाशीट्स में इसका उल्लेख करने का एक ज्ञात तरीका है?
अब्देला

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@ एब्डेला - कनेक्टर संपर्क प्रतिरोध केवल तभी समझ में आता है जब कनेक्टर जोड़ी के रूप में माना जाता है। संपर्क में अर्थात् - इंटरफ़ेस से दूसरे संपर्क में - दूसरे पीसीबी पर। टी वास्तविक बोर्ड टू बोर्ड ट्रांजिशन पॉइंट जिसका प्रतिरोध निर्दिष्ट किया जा रहा है। इंटरकनेक्ट प्रतिरोध की तुलना में कनेक्टर का प्रतिरोध कम होगा।
रसेल मैकमोहन

हाँ रसेल, आप सही थे, मैंने निर्माता से संपर्क किया और उन्होंने कहा कि जैसा आपने कहा था। एक बार फिर धन्यवाद।
अब्देला
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