¿Cómo DC ahorrar energía a través de una LDO?

Question

Estoy utilizando un módulo de cámara de nuestra aplicación personalizada. El módulo de la cámara comenzó a consumir más corriente cuando se compara con una junta anterior, que tiene la misma configuración, chipsets y módulos.

En nuestra conversación con un ingeniero de soporte, la respuesta ha sido esta:

VCAMD fuente de poder en la junta anterior, es impulsado por un 1.27 V DC, en actual consejo es impulsado por el LDO. En un ambiente oscuro, la DC va a salvar acerca de 14mA y en un ambiente de luz, DC ahorrará alrededor de 25mA. Así que prueba los resultados de ambos son diferentes.

¿Cómo puede el uso de un DC ahorrar energía, el módulo consumen la energía que necesita?

Answer 1

No es que un DC (Buck Regulador) ahorra energía, es que una LDO desechos de alimentación.

En efecto, un regulador buck convierte la diferencia de voltaje a la más actual disponible.
Un LDO convierte la diferencia de voltaje para el calor, y el calor es un producto de desecho que usted realmente no quiere.

Un LDO regulación de, digamos, 12V a 5V tiene que caer 7V y disipar la energía en forma de calor. La más actual que sacar la mayor cantidad de calor que se produce. Si usted dibuja 1A a través de ese ejemplo (5W) que a su vez pone de 1A de la fuente de alimentación (12W), por lo que tiene que perder 7W de potencia a la atmósfera.

Perfecto (que no existen, pero para la ilustración) dólar regulador va de 12V a 5V, 1A de salida (5W) iba a dibujar a su vez 5W de la fuente de alimentación, que a 12V sería 417mA.

Por supuesto, como digo, perfecto buck reguladores no existen y todavía hay pérdidas, por lo que en realidad iba a dibujar un poco más desde la fuente como tal vez 6W, o 500mA. Sigue siendo considerablemente inferior a un LDO.

Hay en los lados de dinero, los reguladores, aunque:

• El son ruidosos. Ellos trabajan por cambiar rápidamente el encendido y apagado, y eso hace que para mayores emisiones radiadas y conducidas.
• Son más difíciles de diseñar. Para mantener las emisiones EMI baja y conseguir pasar la prueba de cumplimiento, cuidado diseño en el PCB tiene que ser considerado.
• Se usan más componentes. Un LDO normalmente es un chip y un par de condensadores. Buck reguladores también necesario (normalmente) al menos un diodo y un inductor así.

Todo eso suma de dinero, los reguladores de ser más caros que los LDOs.

Answer 2

LDO es irrelevante término aquí - las principales diferencias son "Lineales" frente a "Encendido".
LDO significa que Vin-Vsal puede ser muy pequeño si lo desea, PERO la eficiencia se rige por lo que Vin ES, no lo que puede ser peor de los casos.

Voy a usar a las PYMES para la "Conmutación de fuente de alimentación en modo" y LPS para la fuente de Alimentación Lineal.

Para LPS
Iin = Iout. Vsal es adaptarse a la carga.
Así que el Poder en = Vin x Iin = Vin x Iout
Potencia = Vsal x Iout
Para que la eficacia
= Potencia de salida/Potencia en
= (Uout/Iout) / (Vin/Iout)
Eficiencia = Vsal / Vin
Así, por un fijo Vsal, la eficiencia cae linealmente a medida que se eleva Vin

Para SMPS
Power_out = Power_in x Z
Z es la eficiencia de conversión y varía con el tipo de convertidor, los voltajes de entrada y salida y su relación, niveles de potencia y más. Pero como guía: No aislado "buck" down-converter puede lograr:

• El 98% super espacio nominal, sin gastos excluidos ultra optimizado + suerte

• El 95% de mejores prácticas de la industria, un cuidado diseño y la fabricación, probablemente el rango limitado

• 90%+ Buen diseño en la mejor parte de la gama
• 80% - 90% de la Mayoría de los diseños a través de gran parte de la gama. No suele ser muy alta o muy baja carga o de alto voltaje proporciones
• < 80% condiciones Extremas, el final de la batería, muy ligera o pesada carga, etc.

Como regla general, la mayoría de las PYMES proporcionará 85% a 95% de eficiencia en la mayoría de los casos.

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Así

Un LPS operativo con Vin = 9V y Vsal = 3.3 V será 3.3/9 = 37% eficiente.
Excepto en ultra extrema de los casos, las PYMES que no pueden hacer mejor debe ser enterrado en un cruce de caminos con una estaca en su corazón.

• Un sistema puede utilizar un valor nominal de 9V PP3 batería Alcalina con
  Vnew de aproximadamente 6 x 1.65 V/celda = 9.9 V (no por mucho tiempo) y
  Vdead de aproximadamente 6 x 0.9 V 5.4 V -
  por lo que la eficiencia de un 3V3 regulador lineal de funcionamiento de esta batería varía ampliamente con el estado de carga.

Un LPS operativo con Vin = 5V y Vsal = 3.3 V será 3.3/5 = 66% eficiente.
La mayoría de las PYMES será mejor, excepto en casos extremos.

Un LPS mediante un LiFePO4 de funcionamiento de la batería de 3.5 V a 3.1 V y el funcionamiento de un LED a 3.0 V será de 3/3.5 3.1/3.5 = ~= 86% a un 97% de eficiencia - es decir, la eficiencia aumenta a medida que Vin enfoques Vsal.
En este caso, la eficiencia promedio será de alrededor de 91% a 94% en todo el intervalo de la batería.
Sólo los mejores SMPS buck reguladores tendrían una mayor eficiencia y un regulador lineal bien puede ser una buena elección aquí.

• Nota: he diseñado una gama de productos que operan uno o más bajos de la Fv del blanco LED(s) utilizando un único LiFePO4 de la célula de adivinar qué tipo de regulador he utilizado :-).
  [Los Led utilizados son cuidadosamente elegidos para operar a partir de 3V o menos bajo todas las condiciones de funcionamiento deseadas. ]

Answer 3

Un regulador se utiliza en situaciones donde las necesidades de carga de los electrones con menos de energía (por electrones) que los expulsados por la fuente. Un regulador lineal toma electrones de la fuente, pierde algo de energía de cada uno, y luego alimenta a la carga. Cada vez que un electrón viene de la carga de un electrón tiene que venir de la fuente.

Un dólar regulador pasa los electrones a través de un inductor que puede tomar la energía de algunos y dar energía a los demás. Comienza inicialmente se comporta como un regulador lineal-antes de pasar electrones a través del inductor (que se lleva a cabo parte de su energía) y, a continuación, la carga--pero una vez que el inductor tiene almacenado un poco de energía de un interruptor desconecta la fuente y empieza a mamar en los electrones que están regresando de la carga. Los electrones no tienen la energía suficiente para controlar la carga de nuevo, pero ya que el inductor tiene almacenados hasta un poco de energía, el inductor puede utilizar su energía almacenada para re-energizar los electrones y enviarlos de vuelta a través de la carga.

Si uno es, por ejemplo, a partir de las 10 voltios y se conecta el inductor a la fuente de 1/3 del tiempo y a la carga de retorno 2/3 del tiempo, entonces solo alrededor de 1/3 de la corriente que pasa a través de la carga tendrá que venir de la fuente. Desde un inductor va a agregar o quitar flujo a una velocidad proporcional a la tensión aplicada (menos pérdidas), y el promedio integrado de flujo debe ser cero, lo que implica que el promedio de voltaje (menos pérdidas) debe ser cero. Desde el inductor será conectado a la carga dos veces más de lo que se conecta a la fuente, que significa que se debe dejar caer dos veces como mucho voltaje cuando está conectado a la alimentación como cuando se conecta a la carga. Por lo tanto, el inductor caerá sobre 6.7 voltios cuando se conecta a la alimentación y a producir 3.3 cuando se conecta a la carga.