Reguladores lineales como el 7805 son ineficientes, y más cuando la tensión de entrada es más alta. Funciona como una resistencia variable, que varía su valor para mantener constante la tensión de salida, aquí 5V. Eso significa que la corriente consumida por tu circuito de 5V también fluye a través de esta resistencia variable. Si tu circuito disipa 1A entonces la disipación de energía en el 7805 será
\$ P = \Delta V \cdot I = (9V - 5V) \cdot 1A = 4W \$
4W en un solo componente es bastante, los 5W de tu circuito probablemente se distribuirán entre varios componentes. Significa que el 7805 necesitará un disipador, y eso suele ser una mala señal: demasiada potencia disipada. Esto será peor con voltajes de entrada más altos, y el eficacia de la normativa puede calcularse como
\$ \eta = \dfrac{P_{OUT}}{P_{IN}} = \dfrac{V_{OUT} \cdot I_{OUT}}{V_{IN} \cdot I_{IN}} = \dfrac{V_{OUT}}{V_{IN}}\$
desde \$I_{OUT} = I_{IN}\$ .
Así que en este caso \$\eta = \dfrac{5V}{9V} = 0.56 \$ o el 56%. Con tensiones de entrada más altas, esta eficiencia empeorará aún más.
La solución es un regulador de conmutación o conmutador para abreviar. Existen diferentes tipos de conmutadores en función del \$V_{IN}/V_{OUT}\$ relación. Si \$V_{OUT}\$ es inferior a \$V_{IN}\$ utiliza un convertidor buck .
Mientras que incluso un regulador lineal ideal tiene una eficiencia baja, un conmutador ideal tiene una eficiencia del 100%, y la eficiencia real puede predecirse por las propiedades de los componentes utilizados. Por ejemplo, hay una caída de tensión sobre el diodo y la resistencia de la bobina. Un conmutador bien diseñado puede tener un eficiencia de hasta el 95 como para la relación 5V/9V dada. Diferentes relaciones de voltaje pueden dar lugar a eficiencias algo más bajas. De todos modos, una eficiencia del 95% significa que la potencia disipada en el regulador es de
\$ P_{SWITCHER} = \left(\dfrac{1}{\eta} - 1\right) \cdot P_{OUT} = \left(\dfrac{1}{0.95} - 1\right) \cdot 5W = 0.26W \$
que es lo suficientemente bajo como para no necesitar un disipador. De hecho, el regulador de conmutación en sí puede estar en un paquete SOT23, con los otros componentes, como la bobina y el diodo SMD también.
