Calcolatore potenza regolatore lineare

I regolatori lineari trasformano l’eccesso di tensione disponibile in calore. Ogni volta che un elemento di passaggio in serie mantiene un’uscita fissa sotto un rail di ingresso più alto, il prodotto della caduta di tensione e della corrente di carico diventa dissipazione continua del package che deve lasciare il die, la linguetta, il rame della scheda o un dissipatore esterno.

Perché i regolatori lineari dissipano (Vin − Vout) · Iload

In un classico regolatore lineare serie il dispositivo di passaggio si colloca tra l’ingresso non regolato e l’uscita regolata e agisce come un resistore controllato che si regola in continuo affinché Vout resti al valore di setpoint. La legge di Kirchhoff sulle tensioni afferma che la tensione su quell’elemento di passaggio è Vin meno Vout, e la corrente che lo attraversa è essenzialmente la corrente di carico quando la corrente del pin di massa o di quiescenza è piccola rispetto al carico.

La potenza istantanea in un bipolo è tensione per corrente, quindi la dissipazione del package si riduce a Pd uguale a parentesi Vin meno Vout per Iload. Quel calore non è facoltativo: ogni watt di dissipazione deve lasciare il silicio attraverso il percorso termico del package, e se la temperatura di giunzione sale troppo il regolatore riduce la corrente, deriva o si spegne.

Gli stessi numeri producono anche la potenza di carico Vout per Iload e, trascurando la corrente di massa, la potenza di ingresso Vin per Iload, così l’efficienza è circa Vout su Vin espressa in percentuale. Un rail da dodici volt ridotto a cinque volt con mezzo ampere scarica quindi tre watt e mezzo come calore consegnando solo due watt e mezzo al carico, ed è per questo che un grande salto a corrente elevata è un problema di dissipatore e non di valore ohmico.

Dove i calcolatori di potenza del regolatore lineare sono utili

I laboratori introduttivi di elettronica di potenza assegnano spesso un’alimentazione da dodici volt, un regolatore da cinque o tre punto tre volt e una corrente di carico dichiarata affinché gli studenti calcolino la dissipazione del package prima di scegliere un dissipatore TO-220 o decidere che il componente debba diventare uno switching. I team di bring-up di firmware e hardware dimensionano rail intermedi per sensori, radio e microcontrollori da un bus industriale più alto, poi registrano Pd e il rendimento approssimato nella sezione termica della design review.

I tecnici di riparazione che ricostruiscono uno stadio lineare guasto da un package bruciato spesso conoscono solo il Vout marcato, il Vin misurato e il carico approssimativo; una stima affidabile in watt evita di rimontare un altro pezzo sottodimensionato senza rame né dissipatore a clip. Mantenga separate le pagine di resistenza parallela, partitore di tensione, resistore serie LED e caduta zener così ogni intenzione di ricerca ha una pagina chiara invece di uno strumento multitopologia confuso sia per gli studenti sia per i motori di ricerca.