¿Puedo usar varios reguladores de voltaje en un circuito de forma segura?

Question

Si tengo dos reguladores de voltaje diferentes, ambos alimentados por fuentes diferentes, ¿es seguro si ambos salen en paralelo? ¿Si uno está encendido y el otro está apagado?

Hice un esquema básico para mostrar lo que quiero decir aquí .

Esquema:

Answer 1

No, esto no es una buena idea.

Comprueba la hoja de datos de los reguladores, pero a la mayoría no les gusta la tensión inversa.

No se puede contar con los reguladores de tensión en paralelo para compartir la corriente. Uno siempre tendrá un punto de ajuste un poco más alto que el otro. Esto también podría conducir a la inestabilidad, dependiendo de la naturaleza de los controladores en los reguladores.

Una forma mejor de resolver esto es combinar las dos fuentes de tensión antes de un único regulador. A esta baja tensión, puedes utilizar diodos Schottky. Pon un diodo en serie con cada fuente de tensión. La energía se tomará automáticamente de la más alta de las dos fuentes de voltaje. Asegúrate de poner algo como un tapón cerámico después de los diodos, físicamente cerca de la entrada del regulador.

Puedes utilizar varios reguladores para repartir la disipación y reducir las caídas de tensión en partes distantes del circuito. Usted bus alrededor de la tensión más alta de los diodos, a continuación, regular que a nivel local, según sea necesario. Sin embargo, no se conectan las salidas de varios reguladores. Cada uno de ellos alimenta una parte diferente del circuito.

Si quieres minimizar la disipación local, utiliza un conmutador buck después de los diodos. Esto hace un poco más de la tensión de entrada mínima de los reguladores. Se filtra un poco y se transporta por el bus. Luego se hace el voltaje regulado a partir de eso como se necesita localmente. Por ejemplo, si se usa un LDO de 5 V que requiere 5,5 V de entrada, se puede busear alrededor de 6 V. Cada regulador local sería entonces un 83% eficiente.

Answer 2

Analog Devices tiene un gran artículo que analiza el reparto de la corriente en los reguladores de tensión en paralelo aquí . La idea es que hay que añadir circuitos adicionales para que los reguladores compartan la corriente de forma relativamente equitativa. A continuación se muestra una cita del artículo. Se habla de los reguladores de baja caída (LDO), pero lo mismo se aplica a los reguladores estándar como el 7805.

También me preocuparía aún más el reparto de la corriente cuando se alimenta de dos fuentes de tensión diferentes, ya que los reguladores estarían aún menos adaptados en ese caso. Además, en el caso de que una de las tensiones se desactive, si el regulador no tiene protección contra la corriente inversa, la corriente puede fluir desde la salida de vuelta a la entrada de tensión que está apagada.

El reparto de la corriente con los reguladores lineales no es tradicionalmente tan sencillo como conectar las piezas en paralelo. Dos reguladores lineales basados en la referencia de tensión ajustados a la misma tensión de salida y con las salidas unidas no compartirán la corriente por igual. La tensión de salida de un LDO viene determinada por la tensión de referencia multiplicada por un factor de ganancia basado en las resistencias de realimentación. Debido a los errores de tolerancia en la referencia de tensión y en las resistencias de retroalimentación, las tensiones de salida no coincidirán. Si las salidas no coinciden, los LDO no compartirán la corriente; un LDO proporcionará la mayor parte de la corriente hasta que alcance el límite de corriente, la limitación térmica o su salida baje lo suficiente como para que el otro LDO comience a complementar su corriente. Estas tres situaciones suponen un reto para el funcionamiento del circuito y pueden plantear problemas de fiabilidad, provocando un posible fallo prematuro del LDO sobrecargado.

Answer 3

Esto dependerá de lo que diga la hoja de datos del regulador.

En general: No, no puede operarlos en paralelo, porque los cambios de alimentación y carga tendrán efectos diferentes en sus reguladores, y por lo tanto comenzarán a regular "uno contra el otro".

Aún más básico: no hay dos reguladores exactamente iguales, incluso en condiciones perfectamente constantes, por lo que uno está obligado a "subir" constantemente el voltaje, mientras que otro lo baja constantemente.

Si puedes ponerlos en paralelo con uno sin alimentación: En general, yo diría que "no". De nuevo, si la hoja de datos no contiene información clara de que esto es posible, probablemente no lo sea. Lee la hoja de datos.

Los LM7805 (y sus clones) son relativamente "tontos" y lentos, así que puede que tengas suerte y operando en paralelo podría, en condiciones de carga no oscilante, funcionar relativamente bien. No lo hagas alimentar uno pero no el otro: ¡la corriente pasará por el que no está alimentado!

Así que no, no lo hagas, especialmente con los 7805. En su lugar, considere la posibilidad de tener sólo un regulador, cuyo entrada se cambia entre las diferentes fuentes.

Además, probablemente sea una muy mala idea regular 16,8 V a 5 V con un regulador lineal: Tu calor residual es (16,8 - 5) V - I_out = 12 V - I_out, y si tu corriente de salida es digamos 250 mA, ya estás quemando 3 W, lo que calienta tu dispositivo en 36 °C. Si usas más de 250 mA, te calientas más.