Regulación de tensión L200C

Question

Tengo una batería que está diseñada para alimentar un MacBook Pro (no es una batería interna, es una batería externa destinada a actuar en lugar de un cargador, por lo que tiene toda la electrónica de monitorización internamente).

Ahora, deseo utilizar esta batería para alimentar una base dock para iPhone. Esta base tiene baterías internas, pero se agotan rápidamente (sólo 3,6V, 1,8Ah), mientras que esta batería del MacBook puede proporcionar 60Wh - lo que aumentaría la duración de la reproducción muchas veces, y detendría la caída de voltaje, etc.

El único problema es que la entrada de CC de la base del iPhone requiere un suministro de 12 V y 2 A, mientras que la batería del Macbook suministra entre 14,5 y 18,5 V (4,5 A como máximo). No quiero jugar con fuego poniendo un voltaje demasiado alto (puede que no haya daños, puede que tenga que comprar un dock nuevo), así que esperaba poder regular el voltaje de la batería del MacBook para que pudiera alimentar con seguridad el dock del iPod.

He estado leyendo 'A designer's guide to the L200C voltage regulator' y parece ideal para este propósito, pero algunos aspectos me parecen un poco extraños. ¿Podría alguien resolverme las dudas que tengo con este circuito? La hoja de datos de ST es aquí .

En primer lugar, no estoy seguro de qué es el rectángulo negro de la parte inferior. Parece la placa de un condensador, pero no puede ser... ¿Puede explicarse?

En segundo lugar, ¿debo conectar el cable positivo de la batería a la línea superior izquierda y el cable negativo a la línea inferior izquierda? ¿Es lo mismo para la salida? (¿arriba a la derecha para el positivo, abajo a la derecha para el negativo?

Por último, no estoy muy seguro de lo que significa Vref en todas las ecuaciones de la hoja de datos. Los valores para R1 y R2 dados en la documentación para una salida de 12V son 1 kilo-Ohmio para R1, y 3.3kW para R2 (asumo que es un error tipográfico, y quieren decir kilo-Ohmio). ¿Estos valores parecen razonables, y debo tener R2 como un potenciómetro (Si es así, qué tipo de potenciómetro?)

Siento sonar muy necesitado - deseo conseguir que esto funcione, ¡y además apenas tengo conocimientos de electrónica!

Answer 1

El rectángulo negro es el símbolo de tierra, el nivel de referencia con el que se mide todo lo demás.

Abajo a la izquierda y abajo a la derecha están conectados a masa, y son el nivel cero de entrada y salida. Algunos dicen que es el menos, pero en realidad no es negativo, así que es un término equivocado. La entrada positiva va arriba a la izquierda, la salida positiva arriba a la derecha.

Vref se especifica en el ficha técnica y es de 2,77 V típicos (página 3). R2 y R1 forman un divisor de tensión, y el L200 regulará la salida para que en el pin 4 aparezcan los 2,77 V. De ahí sale la ecuación de arriba a la derecha de la imagen. Así que si R1 = 1 kΩ y R2 = 3,3 kΩ entonces Vout = (3,3 + 1)/1 * 2,77 V = 11,9 V. (La ecuación dice que es Io, para la corriente de salida, pero parece ser un error tipográfico, ya que la dimensión del RHS es volt).

Debes vigilar la diferencia de entrada-salida. La mayoría de los reguladores necesitan unos pocos voltios de diferencia, y el L200 no es una excepción. En la página 3 puedes leer que puede ser de hasta 2,5 V. Entonces una tensión de entrada de por ejemplo 14 V puede dar sólo 11,5 V de salida.

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Algo sobre el poder. El L200 y el Micrel son ejemplos de reguladores lineales, y una de sus propiedades es que la corriente que los atraviesa es la misma que la corriente de la carga, así que son 2 A. Estaba pendiente de los 14,5 V mínimos, y por un momento perdí de vista los 18,5 V máximos. Si la entrada es de 18,5 V, entonces hay 6,5 V de diferencia entre la entrada y la salida, multiplicado por los 2 A que fluyen a través de él es 13 W. Eso es mucho más de lo que cualquier regulador puede manejar sin ayuda. Con ayuda significa un disipador de calor. A 13 W de disipación el Aavid-Thermalloy 5336XX aumentará 45 °C. Eso ya es demasiado calor para tocarlo.
Hay otra alternativa, que no es un regulador lineal, sino un regulador de conmutación. Éste sólo disipa unos pocos vatios y puede funcionar con un disipador modesto. Pero es un poco más complejo que un regulador lineal, y como ya no te gustaban las resistencias del L200, no es algo que te dejaría hacer a ti mismo. Además, también requiere algo de experiencia en conmutadores para hacerlo bien.
Existen pequeños módulos prefabricados para potencias inferiores, como éste

que puede suministrar 500 mA. Un modelo de 12 V/2 A será un poco más grande y tendrá un pequeño disipador para el regulador. Miraré a ver si encuentro alguno.