提升还是降低收益更好?


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我正在使用由中档PIC驱动的旧PC风扇(4引脚PWM)制造焊锡烟雾抽取器。

风扇需要12V @最大0.28A的功率和5V PWM @最大5mA的功率来控制RPM。因此,我将以5V电压运行PIC,因此我将需要5V和12V电压。我认为与PIC相比,PIC不会消耗太多功率,即使我也计划有一个IR接近传感器,这样当我的手移到要焊接的位置时,我可以提高风扇速度,而当我将其移到要焊接的地方时,可以再次降低速度我受够了。

我尚未决定是否使用壁式疣或电池,但想知道可用选项的优缺点。

因此,作为示例,我假设我可以使用5V壁式电源适配器为系统供电,并使用DC Boost转换器为风扇获取12V。

或者,我可以使用12V壁式电源为系统供电,并使用DC buck转换器为PIC等获得5V。

除了零件的成本和可用性外,还有什么标准可以决定一种选择?这是一个一次性的个人项目,因此,商业考虑并不那么重要(尽管仍然很有趣),我认为可能存在一些我不知道的实际问题(例如电源轨之间的噪声,效率?)。

有人可以给我一些有关如何做出这些决策的见解吗?


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都不行 对于5或10mA,请使用12V至5V的线性稳压器。在10mA以下,它的效率不会比buck低,而且会更简单。
布赖恩·德拉蒙德

@BrianDrummond谢谢-我本来会打折线性稳压器,因为我认为它们的效率不如雄鹿。在什么时候切换才有意义?我的意思是10mA可以,但是20mA可以吗?100mA?画线在哪里?
罗杰·罗兰

@BrianDrummond为什么低于10mA的线性稳压器会更好,而不总是效率低于40%?
geometrikal

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看一下开关稳压器的效率:它们通常会在低电流时下降,因为它们自己会吸收一些电流-可能与PIC一样多。
Brian Drummond

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@whatsisname好点,但是变速是乐趣的一部分!这很有用,但也是我学习过程的一部分,它可以通过一些PWM和IR感应来补充我在业余时间获得的零碎知识。
罗杰·罗兰

Answers:


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对于此应用,降压或升压转换器会过大。最好的选择可能是使用12v电源,然后使用线性稳压器将其分别降至5V。便宜,零件少,最有可能的零件等。

线性稳压器的降压会基于通过稳压器的电流和降压而产生热量。这应该不是问题,因为PIC可能不会消耗太多电流。

但是,一种简单的“欺骗”方式将电压降到足以使稳压器两端不会产生较大的压降,是将一个或多个二极管串联在稳压器之前,并使用它们将电压降低〜.7v至每个1.4v,取决于二极管。对于5v稳压器,将电压降至7v应该很好,并为稳压器的压降留出足够的余量。同样,简单的设计和零件很容易就可以买到,甚至可以从旧货中打捞出来。

干杯


我喜欢“作弊”,谢谢!任何二极管都可以吗?我有1N4148的负载,但我需要串联七个才能降低〜5V。也许将LED串联放置会很有用,这样我就可以看到它何时通电?
罗杰·罗兰

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@RogerRowland如果最大电流为<<20mA,则使用LED(预期Vd约为2V)是一个可行的想法-但是请记住,尽管常规二极管的额定电流通常在1A-ish范围内,但普通的LED却是(基于尺寸和颜色)额定电流为10mA-ish。

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Vaxquis是正确的,最好使用额定电流通常为1A左右的功率二极管。如果您有齐纳二极管,也可以使用齐纳二极管降低电压。我建议您尝试从Radioshack购买一些2 $ 1n400x系列二极管,前提是您仍然可以找到一个。它们的抽头上有各种各样的功率二极管,并且它们都应具有包装上列出的正向压降。
Korozjin

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请注意,二极管的技巧并不能提高效率,因为功率损耗只是从线性电源转移到了二极管。这只是意味着线性不会变热。
CraigC

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如果5V系统的电流很低(即10s的毫安电流,正如人们从微弱的PIC MCU预期的那样做得很少),那么即使是12V至5V的线性稳压器也可以为电子设备供电,然后再进行逻辑级的供电。由PIC GPIO驱动的栅极MOSFET,并通过12V电源对风扇进行低端驱动(应该向风扇提供开关电源,而不仅仅是依靠其PWM输入信号来控制它-而不是所有具有内置PWM速度控制的风扇(与实际对风扇电源输入进行PWM调制不同)可以一直控制到零速。

另一方面,如果其他5V电路将您的电流推升至大于100mA,而您降低7V(即700mW或更高),则要处理的热量并不小,可能需要散热器,这增加了成本和尺寸。在那种情况下,用于电子设备的降压开关可能是更好的选择。特别是如果您的MCU是纯数字的(不需要模拟功能),则可以接受相对便宜且噪声大的降压开关,该开关提供100V噪声下100mVpp的5V @ 100mA。具有80-90%的降压开关效率,在如此低的电流下,您只需要最便宜,最轻的开关组件电流容量即可。

一般而言,如果您有选择,最好还是要加薪-在这里您确实有选择。该风扇消耗的功率几乎为4瓦(12V *〜0.3A),因此从升压转换器的5V电源获得12V(效率也将达到80-90%)意味着5V电源需要近1.0A的电流。从制造的角度来看,这是一种更昂贵的电源选项-额定电流更高的变压器,桥式整流器,电感器和MOSFET等。这还不错,与12V供电的选件相比并不理想。


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非常有用,谢谢-我没有考虑过使用PIC将电源切换到风扇,数据表暗示占空比小于20%的PWM使风扇停止运转,但是将来不会伤害到其他风扇。在决定之前,仔细检查和测量我的电源需求似乎更好。无论如何,+ 1,非常感谢。
罗杰·罗兰
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