Linearregler-Leistungsrechner
Wer 12 V bei 0,5 A auf 5 V herunterregelt, verheizt 3,5 W: Geben Sie Eingang, Ausgang und Laststrom ein und sehen Sie Verlustleistung, die Leistung an der Last und den ungefähren Wirkungsgrad, bevor Sie einen Kühlkörper wählen. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Eingangsspannung
- 12
- Ausgangsspannung
- 5
- Laststrom
- 0,5
- Spannungsabfall
- 7
- Leistung (W)
- 3,5
- Lastleistung (W)
- 2,5
- Eingangsleistung (W)
- 6
Linearregler wandeln überschüssige Spannungsreserve in Wärme um. Sobald ein serielles Durchlasselement eine feste Ausgangsspannung unterhalb einer höheren Eingangsschiene hält, wird das Produkt aus Spannungsabfall und Laststrom zur kontinuierlichen Gehäuseverlustleistung, die über den Die, den Kühlflansch, das Leiterplattenkupfer oder einen externen Kühlkörper abgeführt werden muss. Dieser Linearregler-Leistungsrechner nimmt die drei Zahlen entgegen, die jedes Datenblatt und jedes Schaltbild bereits nennt—Eingangsspannung Vin, geregelte Ausgangsspannung Vout und Laststrom Iload—wendet die Lehrbuchidentität Pd gleich Vin minus Vout mal Iload an und liefert die Verlustleistung in Watt zusammen mit Spannungsabfall, Lastleistung, Eingangsleistung und dem ungefähren Wirkungsgrad Vout durch Vin.
Warum Linearregler (Vin − Vout) · Iload dissipieren
In einem klassischen Serien-Linearregler sitzt das Durchlasselement zwischen dem ungeregelten Eingang und dem geregelten Ausgang und wirkt als gesteuerter Widerstand, der fortlaufend nachstellt, damit Vout am Sollwert bleibt. Das Kirchhoffsche Spannungsgesetz besagt, dass die Spannung an diesem Element Vin minus Vout beträgt und der Strom im Wesentlichen dem Laststrom entspricht, wenn Ruhestrom bzw. Massepin-Strom klein gegenüber der Last sind.
Die Momentanleistung eines Zweipols ist Spannung mal Strom, sodass die Gehäuseverlustleistung zu Pd gleich Klammer Vin minus Vout mal Iload vereinfacht. Diese Wärme ist nicht optional: Jedes Watt Verlustleistung muss das Silizium über den thermischen Pfad des Gehäuses verlassen, und steigt die Sperrschichttemperatur zu weit, regelt der Regler zurück, driftet oder schaltet ab. Dieselben Größen liefern auch die Lastleistung Vout mal Iload und, bei Vernachlässigung des Massestroms, die Eingangsleistung Vin mal Iload, sodass der Wirkungsgrad näherungsweise Vout durch Vin in Prozent ist.
Eine Zwölf-Volt-Schiene, die bei einem halben Ampere auf fünf Volt abgesenkt wird, setzt daher dreieinhalb Watt als Wärme frei und liefert nur zweieinhalb Watt an die Last—weshalb großer Abfall bei hohem Strom ein Kühlkörperproblem und kein Widerstands-Wertproblem ist.
Wo Linearregler-Leistungsrechner ihren Nutzen zeigen
Einführende Labore der Leistungselektronik vergeben ständig eine Zwölf-Volt-Versorgung, einen Fünf- oder Drei-Punkt-Drei-Volt-Regler und einen angegebenen Laststrom, damit Studierende die Gehäuseverlustleistung berechnen, bevor sie einen TO-220-Kühlkörper wählen oder entscheiden, dass das Bauteil zum Schaltregler werden muss. Firmware- und Hardware-Bring-up-Teams dimensionieren Zwischenrails für Sensoren, Funkmodule und Mikrocontroller aus einem höheren Industriebus und tragen Pd sowie den ungefähren Wirkungsgrad im thermischen Abschnitt der Design-Review ein.
Reparaturtechniker, die eine ausgefallene Linearstufe aus einem verbrannten Gehäuse rekonstruieren, kennen oft nur das markierte Vout, das gemessene Vin und die ungefähre Last; eine verlässliche Watt-Schätzung verhindert den Einbau eines weiteren unterdimensionierten Teils ohne Kupfer oder Clip-Kühlkörper. Halten Sie Parallelwiderstand, Spannungsteiler, LED-Serienwiderstand und Zener-Vorwiderstand als getrennte Landings, damit jede Suchintention eine klare Seite hat statt eines überladenen Multi-Topologie-Werkzeugs, das Studierende und Suchmaschinen verwirrt.
Anwendungsfälle
Kühlkörper- und Gehäuseauswahl
Berechnen Sie Pd aus Vin, Vout und Iload, bevor Sie einen TO-220-Kühlkörper, Leiterplattenkupfer oder einen Schaltregler wählen, wenn der Linearabfall das Gehäuse überhitzen würde.
Häufige Fragen
Wie berechnet man die Verlustleistung eines Linearreglers?
Senden Sie positive Vin, Vout und Laststrom in Ampere mit Vout streng kleiner als Vin.
Enthält der Rechner Ruhestrom oder Massepin-Strom?
Nein. Dieses Erstmodell nutzt Pd = (Vin − Vout) · Iload und η ≈ Vout/Vin und vernachlässigt den Massepin-Strom. Für präzise Thermik addieren Sie danach Vin · Iq aus dem Datenblatt.
Welche Einheiten soll ich für den Laststrom verwenden?
Ampere. Wandeln Sie Milliampere zuerst um: 500 mA sind 0.5 A. Nichtpositive oder nichtendliche Ströme scheitern an der Validierung und werden nicht berechnet.
Wie viel Wärme erzeugt ein Regler von 12 V auf 5 V bei 0,5 A?
3,5 W. Die 7 V, die am Regler abfallen, mal 0,5 A werden zu Wärme, während die Last nur 2,5 W erhält. Das verlangt einen Kühlkörper und spricht eher für einen Schaltregler.
Welchen Wirkungsgrad hat ein Linearregler?
Ungefähr Ausgangsspannung geteilt durch Eingangsspannung, wenn der Ruhestrom klein ist. Bei 12 V auf 5 V kommt daher weniger als die Hälfte der aufgenommenen 6 W an der Last an.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
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Endpunkt
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-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
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-d '{"input_voltage":12,"output_voltage":5,"load_current":0.5}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/linear-regulator-power", {
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const { task_id } = await res.json();import os, requests
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task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/linear-regulator-power", false, stream_context_create([
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$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"input_voltage":12,"output_voltage":5,"load_current":0.5}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/linear-regulator-power", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"input_voltage": 12,
"output_voltage": 5,
"load_current": 0.5
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.linear_regulator_power",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
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Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
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404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Wenn der Ausgang den Eingang erreicht oder übersteigt, gibt es keine gültige lineare Reserve und die Anfrage scheitert mit invalid_input statt mit einem unsinnigen Null- oder Negativwert.
Eingabevertrag, Antwortform und Fehlerverhalten
Beispielwerte einer üblichen Steckernetzteil-zu-Logikschiene-Auslegung sind Eingang zwölf, Ausgang fünf und Laststrom null Punkt fünf. Wenn Sie Serien-LED-Strombegrenzer, Zener-Shunt-Vorwiderstände, Schaltwandler-Wirkungsgradmodelle mit Tastverhältnis oder vollständige theta-JA-Sperrschichttemperatur-Löser brauchen, behandeln Sie diese als getrennte Werkzeuge statt diese dreieingabige lineare Verlustleistungsseite zu überladen. Senden Sie einen JSON-Körper mit drei erforderlichen endlichen positiven Zahlen: input_voltage in Volt für die ungeregelte oder vorgelagerte Schiene, output_voltage in Volt für den geregelten Sollwert und load_current in Ampere für den Dauerstrom aus dem Ausgang. Aliase wie vin, v_in, vs, supply_voltage, vout, v_out, vo, i_load, il, current und i_out werden akzeptiert, damit Formulare und Skripte bequem bleiben, aber pro Größe darf nur ein Schlüssel erscheinen. Fehlende Felder, nichtnumerische Zeichenketten, NaN, Infinity, nichtpositive Werte und jeder Fall, in dem die Ausgangsspannung größer oder gleich der Eingangsspannung ist, scheitern mit invalid_input und werden nicht berechnet. Bei Erfolg spiegelt die Antwort die bereinigten Eingaben, voltage_drop als Vin minus Vout, power_watts als Gehäuseverlustleistung Pd, load_power_watts als Vout mal Iload, input_power_watts als Vin mal Iload, efficiency_percent als hundertmal Vout durch Vin, unit_power watt, method linear_regulator_dissipation sowie die Formelkette, die Pd und den ungefähren Wirkungsgrad wiedergibt. Der Preis erfolgreicher API-Aufrufe ist die veröffentlichte Basis von $0.002 pro Element; Validierungsfehler werden nicht berechnet.
Wo Linearregler-Leistungsrechner ihren Nutzen zeigen
Produktions-Testfixtures, die elektronische Lasten programmieren, können die API bei jedem Stromschritt aufrufen und prüfen, dass der ausgelegte thermische Pfad die Worst-Case-Verlustleistung noch mit Reserve abdeckt. Weil diese Fähigkeit ein reiner Parse-Motor ist, gilt für die API der veröffentlichte Basispreis von $0.002 pro erfolgreichem Element und fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet.
Integrationsbeispiele
Laboraufgaben und Design-Reviews
Ermöglichen Sie Studierenden und Reviewern, Verlustleistung und ungefähren Wirkungsgrad bei Lehrbuchaufgaben zum Linearregler mit deterministischen Golden-Antworten zu prüfen.
Thermische Tabellen in CI-Fixtures
Automatisieren Sie dieselbe Pd-Formel wie im Browser, damit Fixtures prüfen, dass lagernde Regler die Leistungsgrenzen bei Maximallast noch einhalten.
Technische Fragen
Warum muss Vout kleiner als Vin sein?
Ein Serien-Linearregler kann Spannung nur absenken. Ist Vout größer oder gleich Vin, fehlt die Reserve, die Formel ist kein gültiger Linearabfall und die Anfrage scheitert mit invalid_input.
Was kostet der Linearregler-Leistungsrechner?
Das Browser-Werkzeug ist kostenlos. API-Anfragen nutzen das vorausgezahlte KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Aufruf; ungültige Eingaben werden nicht berechnet.