Dada una fuente de alimentación conocida, ¿cuáles son los rangos seguros de voltios/amperios/ohmios de los componentes conectados?

Question

Soy nuevo en el mundo del hardware y vengo de un entorno de software. Tengo un SoC que será alimentado por una fuente que genera 5V y 1A. Estoy tratando de averiguar cuáles son los rangos seguros de voltios/amperios/ohmios que puedo utilizar para varios componentes que voy a conectar a este SoC. Por ejemplo, digamos que quiero añadir un transceptor al SoC para que pueda comunicarse con algún otro dispositivo:

• ¿Es necesario que el transceptor esté clasificado por encima de o debajo de o exactamente en 5V?
• ¿Es necesario que el transceptor esté clasificado por encima de o debajo de o exactamente en 1A?
• ¿Hay que tener en cuenta algún tipo de regulación de la resistencia/el ohmio?

Supongo que estoy tratando de aprender a tomar una decisión como la siguiente:

Mi fuente de alimentación es de 5V y 1A. Veo que Transceiver A está clasificado para 3V y 500mA. Tal vez esté bien que sólo esté clasificado para 500mA y que reciba 1A, pero tal vez sea no está bien que sólo tiene capacidad para 3V pero recibirá 5V. Por lo tanto, no me gustaría usar este transceptor en particular.

Incluso si la lógica de la propaganda anterior es errónea (desde un punto de vista eléctrico), subraya lo que estoy tratando de entender aquí: dada una fuente de alimentación conocida, ¿cómo afectan las clasificaciones de los componentes (para voltios, amperios, ohmios) a mi decisión de utilizarlos o no?

Answer 1

Las tensiones tienen que estar clasificadas en la tensión que las alimenta. Si está por debajo de la tensión que tiene, puede utilizar un regulador de voltaje para bajar la tensión al nivel adecuado.

La suma de las corrientes de TODOS los componentes debe ser inferior a la corriente de la fuente de alimentación.

Las resistencias tendrán su lugar en partes específicas de tu circuito, pero tienen poca o ninguna relación con la fuente de alimentación (excepto para calcular cosas como las resistencias para los LEDs, donde necesitas saber la tensión de entrada).

Answer 2

Si un dispositivo está preparado para funcionar con una fuente de alimentación de 5 voltios, se necesita una fuente de alimentación de 5 voltios (+/-10% más o menos) para hacerlo funcionar. La corriente nominal de la fuente de alimentación debe ser al menos igual a la corriente nominal total de todas las cargas. Las cargas sólo consumirán la corriente que necesiten, por lo que no hay problema en conectar una carga que quiera 500 mA a una fuente capaz de suministrar 2 amperios.

Los LED son un caso especial y requieren una resistencia limitadora de corriente. A diferencia de la mayoría de los dispositivos, la tensión de un LED en funcionamiento viene determinada principalmente por su composición química y su color, y sólo varía ligeramente con la tensión aplicada.

Answer 3

Si tienes un suministro de 5V a 1A, entonces sólo puedes hacer funcionar componentes compatibles con 5V. La suma total de toda la corriente que consumen todos tus componentes de 5V no debe superar 1A. Digamos que el SOC utiliza 0,5 amperios al máximo. Ahora te quedan 0,5 amperios para usar en otros componentes. Si otro componente puede utilizar 0,7 amperios, entonces los dos juntos necesitan 1,2 amperios y obtendrás una caída de tensión cuando más necesiten energía. Esto hará que todo funcione mal.

Si tienes un componente de 3,3 o 3V y tratas de hacerlo funcionar con 5V, terminarás con humo mágico saliendo del componente de 3V. No quieres hacer eso. Si tienes 5V y necesitas hacer funcionar un componente de 3V, necesitarás un regulador lineal de 3V (menos eficiente, pero no ruidoso) o un regulador de conmutación de 3V (eficiente pero ruidoso). Parte de la corriente será consumida por el regulador si necesitas usar uno.

Por último, la interfaz entre el SOC y el tranceiver debe estar al mismo nivel o, al menos, ser compatible. Si los pines de entrada y salida del tranceiver sólo admiten 3,3 voltios. Entonces tendrás que asegurarte de que tu SOC puede emitir 3,3 voltios. Cualquier cosa por encima de eso lo quemará. Algunos pines de E/S de algunas piezas pueden soportar 3,3 o 5 V. Revisa las hojas de datos para estar seguro.

Answer 4

Parece que la fuente de alimentación en cuestión es una fuente de tensión constante. Esto significa que intenta mantener el mismo voltaje variando la corriente. En ese caso, siempre que alimente sus componentes con los voltajes para los que fueron diseñados, debería estar bien. En una fuente de alimentación de tensión constante, el amperaje nominal se refiere a la corriente máxima que puede suministrar. Por lo tanto, lo único que tienes que hacer es evitar consumir demasiada corriente en conjunto. Por lo general, debes diseñar para tener un 20% de margen para los picos periódicos, no es una buena idea operar al 100% del consumo nominal continuamente. Deberá asegurarse de suministrar el voltaje para el que está diseñado cada componente. Para ello, es posible que tenga que aumentar la tensión o reducirla utilizando un regulador de tensión (también conocido como convertidor buck-boost).

Answer 5

Muchos dispositivos están diseñados para ser utilizados con una tensión de alimentación determinada. Las tensiones de alimentación más comunes para los componentes de bajo voltaje son 1,8, 2,5, 3,3 y 5. Sin embargo, todos los componentes tienen un rango de voltajes aceptables y, a veces, ese rango incluye varios de esos voltajes "comunes". Por ejemplo, es habitual que un componente funcione con una tensión de alimentación de entre 2,0 y 3,6 V. Tendrá que comprobar la sección de "especificaciones eléctricas" de la hoja de datos del componente en cuestión (compruebe también la sección de "valores máximos absolutos"). Para la gran mayoría de los componentes, esta sección le dirá varias cosas importantes relacionadas con su pregunta:

1. La tensión de alimentación que necesita. Asegúrese de que el rango incluye 5V.
2. La corriente de alimentación que utilizará en diversas condiciones de funcionamiento. Asegúrese de que la suma de todas las corrientes de alimentación de los componentes conectados a esta fuente es inferior a los 1A que puede soportar su fuente.
3. El voltaje y la corriente que cada pin de E/S es capaz de suministrar/sumergir. Asegúrese de que esto es compatible con cualquier dispositivo que haya conectado en cada E/S (consulte los números 1 y 2 aquí según sea necesario).

Nota: Supongo, basándome en tus palabras, que estás diseñando un sistema digital y/o analógico de bajo voltaje con suministros de voltaje constante.