Что такое простая схема ограничения напряжения?

Я ищу аккуратное решение для схемы ограничения входного напряжения.

Ситуация:

У меня есть схема с диапазоном входного напряжения от 6 В до 20 В при пиковом токе 3 А (нагрузка), однако мой источник может быть любым от 7 В до 27 В.

Я ищу промежуточную схему, которая проходит через любое входное напряжение от 7 В до 20 В и фиксирует любое входное напряжение от 20 В до 27 В до максимума 20 В моей нагрузки. (рассеиваемая мощность 7 В * 3 А = 21 Вт)

схема ограничения

Желаемое поведение схемы «вопросительный знак»:желаемое поведение

Решения, которые уже найдены:

  1. Использование резистора и стабилитрона на 20 В --> не является предпочтительным из-за потерь в резисторе, которые мне не нужны, если мое входное напряжение ниже 20 В, и потерь в стабилитроне, когда ток нагрузки близок к нулю. .
  2. Использование 6-вольтового LDO --> Не удовлетворяет требованиям, если у меня есть доступный вход 20 В, я хочу его «использовать».
  3. Использование линейного стабилизатора на 20 В --> Неопределенное поведение при входном напряжении ниже 20 В...
  4. Использование стабилитрона с полевым МОП-транзистором, как показано на https://www.circuitlab.com/circuit/9sj5kb/zener-mosfet-regulator/ --> Моделирование показывает, что, когда входное напряжение ниже напряжения стабилитрона, выход составляет ~ половину входное напряжение, желательное поведение было бы Vin = Vout.
Для комбинации стабилитрон/резистор замена резистора лампой накаливания немного эффективнее, так как сопротивление нити накала низкое в холодном состоянии, но возрастает в теплом. Некоторые автоматические фары, рассчитанные на ~ 5 А, могут быть улучшением.
Вот немного более сложный вариант вашего № 4
Альтернативой, которая работает в некоторых случаях, является простое отключение цепи при появлении избыточного напряжения, что позволяет избежать сложности или рассеяния. Я сделал это, чтобы иметь дело с ситуациями, когда пользователь может подать неправильное напряжение. Конечно, это не заполнит счет, если вам действительно нужно, чтобы он работал с входами с более высоким напряжением.
@Maple Maple Это действительно делает то, что я ищу! Теперь разберемся, какое решение дешевле/проще, конвертер баксов или тот, что от eetimes :)
@SpehroPefhany Мне нужно, чтобы он работал при более высоких входных напряжениях.

Ответы (2)

Вместо того, чтобы рассеивать 21 Вт с последовательным проходным элементом, вы можете использовать понижающий стабилизатор с выходным напряжением 20 В. При входном напряжении ниже 20 В регулятор будет отключаться и передавать входное напряжение на выход. при входном напряжении выше 20 В он будет нормально работать как понижающий регулятор и поддерживать выходное напряжение на уровне 20 В. Вам нужен понижающий регулятор, который может работать при отключении, что требует, чтобы он мог работать со 100% рабочим циклом.

Интересный! Я надеялся избежать необходимости в импульсном регуляторе, чтобы снизить стоимость и сложность (цель <1,50), но, возможно, мне следует выяснить, насколько это будет дорого на самом деле.
Я не думаю, что это должно быть сложно (конечно, в зависимости от того, что вы находите сложным). Как, например , LM2596 . Его рабочий цикл может достигать 100%, и ему требуется всего несколько внешних компонентов. У него есть падение ~ 1,3 В, но при 3 А, я думаю, это не так уж плохо.
Я почти всегда выбираю LTC, но если вы ищете дешевое, то TI.
За исключением того, что входное напряжение может упасть до 7 В. Вам понадобится понижающий/повышающий регулятор, если выходное напряжение установлено на 20 В. С долларом вы можете установить выход на 6V.

Все линейные решения должны рассеивать не более 21 Вт при выходной мощности 60 Вт.

Переменный регулятор Buck DC-DC может иметь КПД >=85%, но он более сложен. Найдите в Интернете такое решение, как регулятор скорости двигателя, и модифицируйте его, чтобы ограничить диапазон управления.

Что такое простая схема ограничения напряжения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v