बिजली की आपूर्ति डिजाइन - कई वोल्टेज नियामकों

मैं छोटी परियोजनाओं, ब्रेडबोर्ड, आर्डिनो, आदि को बिजली देने के लिए एक बेंचटॉप डीसी बिजली की आपूर्ति की कोशिश कर रहा हूं। यह एक सूची है जो मैं इसके लिए चाहता हूं:

24V, 12V, 9V, 5V और 3.3V के लिए निश्चित वोल्टेज रेल
संपादित करें: वर्तमान आवश्यकताएं: 1 ए ठीक हो जाएगा, 2 ए मैं लैपटॉप पावर ईंट से उपयोग किए जा रहे प्रस्ताव पर पूर्ण 3 ए के साथ और कहीं भी खुश रहूंगा जो मैं उपयोग कर रहा हूं (नीचे देखें) बहुत अच्छा होगा।
चर वोल्टेज रेल ~ 0V से ~ 24V तक
चर रेल पर पल्स चौड़ाई मॉडुलन
परिवर्तनशील रेल पर वाल्टमीटर पैनल
सूचक एलईडी पर बिजली
USB उपकरणों को चार्ज करने के लिए USB पोर्ट
(अन्य सामान जो इस प्रश्न से संबंधित नहीं है जैसे पीडब्लूएम का उपयोग करने से लेकर बिजली के प्रेरक भार, समायोज्य पीडब्लूएम आवृत्ति रेंज आदि के लिए क्षणिक वोल्टेज स्पाइक्स से निपटने के लिए चयन योग्य तरीके)

मैं एक 240V एसी से 24V डीसी लैपटॉप पावर ईंट का उपयोग करूंगा जो 3 ए को आउटपुट करने में सक्षम है।

वांछित वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए, मैं प्रत्येक रेल के लिए एक रैखिक वोल्टेज नियामक का उपयोग करने का इरादा रखता हूं, प्रत्येक पावर ईंट से 24 वी इनपुट ले रहा हूं। मेरे इच्छित सेटअप का अवलोकन नीचे दिखाया गया है। बिजली की आपूर्ति डिजाइन

मैं जिस PWM सर्किट का उपयोग कर रहा हूं, वह 12V रेल से संचालित होगा। USB पोर्ट 5V रेल से उतरेंगे। सूचक एलईडी (दिखाया नहीं) पर बिजली सबसे अधिक 3.3V रेल से आने की संभावना होगी।

यहाँ मेरे सवाल हैं:

मैं मान रहा हूं कि वोल्टेज रेगुलेटर समानांतर होना चाहिए, प्रत्येक पूर्ण 24 वी इनपुट ले रहा है, भले ही उनमें से कुछ के लिए इनपुट और आउटपुट के बीच एक बड़ा अंतर होगा (उदाहरण के लिए 24 वी से 3.3 वी)। मैंने उन्हें श्रृंखला में रखने के बारे में सोचा ताकि पहले नियामक का 12V आउटपुट 9V नियामक को खिलाएगा जो 5V नियामक और इतने पर फ़ीड करेगा, लेकिन ऊपर मेरे आरेख में प्रत्येक नियामक ब्लॉक का सर्किटरी कुछ वर्तमान को विभाजित करेगा, मुझे छोड़कर कम वोल्टेज रेल के लिए 3 ए अधिकतम इनपुट के बहुत कम के साथ। क्या ये सही है? मैं यह भी मान रहा हूं कि समानांतर व्यवस्था के लिए आवश्यक वोल्टेज में होने वाली बड़ी कटौती श्रृंखला की तुलना में अधिक गर्मी पैदा करेगी, लेकिन प्रत्येक नियामक में एक अच्छा वसा गर्म होगा और पूरी चीज कम से कम एक प्रशंसक के साथ किसी चीज में संलग्न होगी। वेंटिलेशन के लिए दो और बहुत सारे छेद।
परिवर्तनशील वोल्टेज रेल को एक चर वोल्टेज नियामक (LM350) में एक पोटेंशियोमीटर के साथ नियंत्रित किया जाएगा। क्या मुझे अपने निश्चित वोल्टेज रेल के लिए अलग-अलग निश्चित वोल्टेज नियामकों का उपयोग करना चाहिए, या प्रत्येक के लिए LM350 का उपयोग करना चाहिए, और उनके आउटपुट को या तो निश्चित प्रतिरोधों या ट्रिम पॉट्स के साथ सेट करना चाहिए?
लैपटॉप पावर ईंट के रूप में मैं पहले से ही 24v आउटपुट का उपयोग कर रहा हूं, क्या मैं अपने 24V रेल के लिए सीधे आउटपुट टर्मिनल पर तार कर सकता हूं, या मुझे वहां एक वोल्टेज रेगुलेटर भी लगाना चाहिए? आदर्श रूप से, 24v से 24v को विनियमित करने का कोई मतलब नहीं होगा, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि वोल्टेज लैपटॉप पावर ईंट से कितना विश्वसनीय है। मुझे यह भी यकीन नहीं है कि आप एक नियामक से बाहर निकल सकते हैं जो आपने डाल दिया है - रास्ते में कुछ वोल्टेज गिरा दिया जाना चाहिए। यदि आवश्यक हो, तो क्या एक और तरीका है जिससे मैं एक निरंतर 24v आउटपुट सुनिश्चित कर सकता हूं?
मैंने कुछ समय पहले कहीं एक ट्यूटोरियल देखा था जहां किसी ने वोल्टमीटर को एक प्यूस पर झुका दिया था, लेकिन निर्देशों में 9v बैटरी और रिले का उपयोग करके वोल्टमीटर को सीधे पीएसयू के आंतरिक से शक्ति खींचने के बजाय रिले का उल्लेख किया गया था। क्या मुझे ऐसा करना चाहिए? मैंने जो ट्यूटोरियल पढ़ा, उसमें कोई कारण नहीं दिया गया था। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, मैं 12V रेल से बिजली खींचने जा रहा था।
क्या कोई ऐसी चीज है जो बिजली की आपूर्ति के डिजाइन के लिए आवश्यक मानी जा सकती है? किसी भी प्रकार की सुरक्षा सुविधाएँ? LM350 3A के लिए रेट किया गया प्रतीत होता है और इसमें अत्यधिक सुरक्षा होती है। मैं प्रत्येक रेल में फ़्यूज़ भी जोड़ूंगा। क्या यह किसी भी बाहरी भार (जैसे खराब वायर्ड ब्रेडबोर्ड, आदि) के भीतर शॉर्ट सर्किट की स्थिति में पर्याप्त होगा

power-supply voltage-regulator

— Synchronium
स्रोत

मैं '0-24 वी डीसी पीडब्लूएम' से भ्रमित हूं - यह एक चर आवृत्ति वर्ग तरंग (कटा हुआ) आउटपुट के साथ समायोज्य पीक वोल्टेज रेल है?

— एडम लॉरेंस

स्व-निहित डीवीएम मॉड्यूल में से कई की आवश्यकता होती है कि उनकी बिजली की आपूर्ति को मापा जा रहा वोल्टेज से अलग किया जाता है - आपका आइटम 4 इन मीटरों को संदर्भित करेगा। हालांकि, कुछ डीवीएम मॉड्यूल हैं जो अपनी शक्ति जमीन को मापी जा रही वोल्टेज की जमीन से जुड़े होने की अनुमति देते हैं - डीवीएम मॉड्यूल का चयन करते समय इस सुविधा के लिए चश्मा को ध्यान से पढ़ें।

— पीटर बेनेट

मदमंगुरूमन - हाँ, यह योजना है। पीटर बेनेट - क्लियरिंग के लिए +1।

— सिंक्रोनियम

क्या आप हमें प्रत्येक वोल्टेज रेल पर कितने करंट के लिए बॉलपार्क नंबर दे सकते हैं? संभवतः रैखिक बनाम स्विचिंग नियामकों, समानांतर बनाम धारावाहिक, आदि में एक बड़ा अंतर ला सकता है

— जो बेकर

जवाबों:

मैं अन्य लोगों से सहमत हूं कि दक्षता के मामले में स्विचर बेहतर विकल्प हैं, लेकिन अगर आप अनुभवहीन हैं, तो इससे निपटने के लिए वे कुछ जटिल हो सकते हैं, और बहुत सारे अजीब प्रभाव हो सकते हैं जो तुरंत स्पष्ट नहीं होते हैं (आवेश डूबना, आवृत्तियों को हराना) आदि) जो जीवन को कठिन बना सकते हैं। यह मानते हुए कि आपने अपनी शक्ति अपव्यय का पता लगा लिया है और जानते हैं कि प्रत्येक रेल कितनी चालू हो सकती है, यदि रैखिक आपके लिए काम करेंगे, तो उनके साथ रहें (कम से कम पहले पास के लिए)।

यदि आप अपने समायोज्य रेल पर एक चर-आयाम वर्ग तरंग उत्पादन प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं, तो चॉपिंग मुख्य 24V रेल में शोर का परिचय दे सकता है, जो अन्य रेलों पर दिखाई दे सकता है। आप हाई-फ्रीक्वेंसी आइसोलेशन प्रदान करने के लिए मुख्य 24V रेल और रेगुलेटर इनपुट के बीच एक एलसी फ़िल्टर रखना चाह सकते हैं, और संभवत: एडजस्टेबल रेगुलेटर आउटपुट (बल्क इलेक्ट्रोलाइटिक के साथ-साथ कम प्रतिबाधा सिरेमिक) पर अतिरिक्त कैपेसिटेंस की आवश्यकता होगी यदि आप उम्मीद करते हैं चौकोर लहरों का किनारा तेज होना।

1, 5) आपकी योजना के कुछ खतरे हैं।

रैखिक नियामकों में बिजली अपव्यय होगा

$(V_{out} - V_{in}) \cdot I_{out}$

जो महत्वपूर्ण है, खासकर कम आउटपुट रेल के लिए। 78xx-प्रकार के नियामकों में 125 डिग्री सेल्सियस के आसपास थर्मल संरक्षण है, और (हीटसिंक के बिना) एक जंक्शन से हवा में 65 डिग्री सेल्सियस / डब्ल्यू का थर्मल प्रतिरोध है। आपका थर्मल प्रबंधन चुनौतीपूर्ण होगा।

$I^2 \cdot t$

2) जो भी आपकी नाव को तैरता है।

4) मीटर भारी भार नहीं हैं। बस अपने रेल का उपयोग करें।

3) सही - सभी नियामकों की हेडरूम आवश्यकताएं हैं। यदि आप अधिकतम 24 वी बाहर चाहते हैं, तो आपको एक प्रत्यक्ष कनेक्शन की आवश्यकता होगी, और ईंट को आपको जो भी आंतरिक सुरक्षा प्रदान करेगा, उस पर भरोसा करना होगा।

— एडम लॉरेंस
स्रोत

यह मेरी पहली वास्तविक परियोजना है इसलिए ऐसा लगता है कि आसान रेखीय रेज जाने के लिए रास्ता है। मुझे लगता है कि 24v को 3.3v @ 3A से नियंत्रित करने से सिंगल चिप से लगभग 62W निकल जाएगा। उच्च वोल्टेज रेल के लिए कम, लेकिन अभी भी महत्वपूर्ण है। ऐसा लगता है कि एकमात्र समझदार विकल्प उन्हें श्रृंखला में 24v और 12v के बीच कम से कम एक मध्यवर्ती के साथ जोड़ना है। 24-> 18-> 12-> 9-> 5 // 5 (यूएसबी) -> 3.3V जैसा कुछ उम्मीद है कि यह व्यक्तिगत नियामकों के लिए अधिक प्रबंधनीय स्तर पर बिजली अपव्यय में कटौती करेगा। मैं देखता हूँ कि आप स्क्वायर वेव आउटपुट के लिए क्या सुझाव देते हैं और यह पता लगा सकते हैं कि क्रॉबर क्या है। धन्यवाद!

— सिन्क्रोनियम

आपने वर्तमान उत्पादन आवश्यकताओं का उल्लेख नहीं किया है लेकिन, आपके पास सबसे बड़ी समस्या बिजली अपव्यय है और मैं आपसे 12V, 9V, 5V और 3V3 के लिए स्विचिंग नियामकों का उपयोग करने पर विचार करने का आग्रह करूंगा और यदि आवश्यक हो तो 13V, 10V, 6V आदि और लो-ड्रॉप-आउट (एलडीओ) रैखिक नियामकों को ड्रॉप को अंतिम वोल्टेज तक ले जाने के लिए आवश्यक है जो आपको चाहिए।

लाभ विशेष रूप से 3V3 और 5V पर डिजाइन और उच्च वर्तमान आउटपुट पर काफी कम गर्मी लंपटता है।

1) नियामक श्रृंखला या समानांतर में हो सकते हैं लेकिन यह 12V नियामक होगा जो श्रृंखला में रैखिक रेज का उपयोग करने पर अधिकांश गर्मी उत्पन्न करता है। यदि स्विचर का उपयोग कर रहे हैं तो वे 24V + पर इनपुट के साथ काम कर सकते हैं। तब समानांतर संभवतया बेहतर है, यदि आप अपने आउटपुट से अन्य 12 वोल्ट स्विचर और एलडीओ को वास्तव में सभ्य पाते हैं तो यह काम करेगा।

2) मैं स्विचर और रैखिक LDO (वैकल्पिक) का उपयोग करूँगा

3) मैं इसे सीधे तार करूँगा

4) मुझे यह बात समझ में नहीं आती है लेकिन न तो मैं आउटपुट पर एक समस्या के रूप में मीटर लटका हुआ देखता हूं।

5) नियामकों के सामने फ़्यूज़ जोड़ें अगर आपको करना चाहिए, लेकिन यह संभावना है कि अधिकांश नियामकों को डिवाइस में आंतरिक नहीं होने पर आसानी से अधिक वर्तमान सुरक्षा मिल जाएगी। मैं USB को अपने 5V रेज सर्किट से चलाने के लिए लुभा सकता हूं। मुझे एक -9 वी (या -१२ वी या ५-वी) रेल प्रदान करने के लिए भी लुभाया जा सकता है।

संपादित करें - मैं शायद प्रत्येक आउटपुट पर एक एलईडी लगाऊंगा

— एंडी उर्फ
स्रोत

मैं आपके उत्तर को पढ़ने के बाद नियामकों को बदलने पर पढ़ रहा हूं, और ऐसा लगता है कि वे एक आदर्श दुनिया में जाने का रास्ता होगा। मुझे लगता है कि आप प्रत्येक रेल पर वाउट + 1 को विनियमित करने की सलाह देते हैं, फिर एलडीओ नियामकों का उपयोग करके इसे स्विचिंग नियामकों के कारण होने वाले शोर को कम करने के लिए एक वोल्ट का उपयोग करते हैं? हालांकि, मेरे पास काफी कुछ LM350 रैखिक नियामक उपलब्ध हैं, और जैसा कि मैं एक बजट पर हूं और किसी भी उपयुक्त स्विचिंग नियामकों को खोजने के लिए प्रतीत नहीं हो सकता है, मैं एक रैखिक नियामक आधारित समाधान के साथ प्रेस कर सकता हूं। धन्यवाद!

— सिंक्रोनियम

LM350 के लिए पूर्ण 3A पर ड्रॉप-आउट वोल्टेज 2.8 V है, इसलिए उनका उपयोग एक स्विचर के साथ किया जा सकता है, लेकिन स्विचर को 12V रेगुलेटर आदि के लिए 14.8V की आपूर्ति करने की आवश्यकता होगी (LM350 कल्पना पर अंजीर देखें 10)। यह एक स्विचर के लिए प्रावधान करने और प्रारंभिक सेटअप और परीक्षण के लिए इसे दरकिनार करने पर विचार करने लायक हो सकता है। LM2679 का उपयोग करना आसान है और 3.3, 5 और 12v के निश्चित संस्करणों या एक समायोज्य संस्करण ti.com/lit/ds/symlink/lm2679.pdf में आता है

— एंडी उर्फ