VA78L05V6DYE 24V转5V电源 限流电阻参数设计

2019-07-14 02:36发布

抛弃了大公司的高薪,投身到小公司中寻求技术的进步,于是我有了第一个项目,虽然也是抄的前辈的设计,但是却对电源有了具体的、深一步的认识。 第一个自己设计的项目,比较简单,就控制几个电磁阀、继电器,都是用的MOS管、三极管驱动,另外驱动几个LED,就不去记录了。唯一让我真正去思考的就是以下这个电源设计
这个设计重点是R1的选型,以下是设计思路: 设计要求:输出 5V  100mA    (外围大电流器件是24V电磁阀-感性器件,其电流I不会突变,电压跟随Vp,应该对本部分电源没有影响,固不考虑输入纹波) 前提参数:78L05 静态电流Id=4~6mA  ,输入电压 35~8V,Iout  max = 100mA 设计前要先有一些基本概念,这些概念我之前也不懂,后来用万能板把电路搭建出来,自己测一下各处参数(最后会贴出我的一些测量数据),慢慢就有了一些概念: 78L05  稳定输出5V时,有以下情况——
1. Vin>8V         2. Id ≈ 5mA        3.  Id 即78L05稳定输出时2脚流出的电流大概固定在 5mA,不论Vin、Iin 为多少(实际是有些微变化)
开始设计: 当Iout  = 100mA时,Iin = 100 + 5mA ≈ 100mA = Iout 当Vin = 8V,得 R1 = Vr1 / Iout  =  (24 - 8)V  / 100mA = 160R   , Pr1 = Vr1² / R1 = 1.6W  ,  78L05功耗 = 8V * 5mA + (8 - 5)V * 100mA = 0.34w 此时,若 Iout = 0A ,则 Iin = Id = 5mA,Vin = Vp - R1 * Iin = 24V - 160R * 5mA = 23.36V   ——少于35V,不会烧管子 ,  78L05功耗 = 23.36V  * 5mA = 0.117w 此时电路工作状态 :  Vin = 8 ~ 23.36V,Iin = 5mA ~105mA ,  Vout = 5V,Iout = 0mA ~100mA  ,  78L05功耗 = 0.117w ~ 0.34w
完善: 至此R1已经选好:160R、1.6W,但是还有没有能优化的地方? 如:1.6W电阻比较大,能否换成小的?  →  减小R1 因为只要 Vin = 8~35V,电路就能正常工作,当R1↓,同样的电流输出要求(即Iin不变),即Vr1↓,则Vin↑,但是Vp只有24V,固Vin<35V,完全没问题 而Pr1 = R1 * Ir1 , R1↓ , Ir1不变 , Pr1↓ ,终于降低了对电阻R1的功率要求 取R1 = 100R,当Iout = 100mA , Iin = 100mA ,则Vin = 14V,  78L05功耗 = 14V * 5mA + (14- 5)V * 100mA = 0.97w;当Iout = 0mA , Iin = 5mA ,则Vin = 23.5V,   78L05功耗 = 23.5V  * 5mA = 0.118w;  即78L05功耗 = 0.118w ~ 0.97w,功耗变大了,特别是满负载时 如:雷击浪涌(5000V),会否烧坏电路? 可以前端加压敏电阻过滤浪涌,或者增加扼流圈承担电压突变,电压转为电流时如果电流过大就烧FUSE,妥妥的; 至于输入纹波输出纹波,就是借助EC1、EC2、C1的参数选择,客户没什么要求,先不考虑了,后面有其他设计需要时再学习。
几点总结: 1. 用最大输出电流 Iout max 去计算R1,Vp降压后的Vin不要小于8V 2. 当 78L05 空载时,Vin ≈ Vp ,不要超过35V 3. 78L05稳定输出时,Iin ≈ Iout 4. R1减小,可降低R1的最大功率,但会提高Vin,增加78L05的压降,增加78L05功耗 5. 考虑到78L05外围电路可能会断路,当Vp>35V时,可考虑输出端用假负载引流,增大空载时Iin,保证Vin max <35V,但这样会加大待机功耗
测试数据: R1           R2         Vp           Vr            Vin            Iin (计算)    Vout          Id (计算) 200R      10K       6.70V     0.58V      6.11V       2.90mA      4.69V       2.40mA 200R      10K       7.01V     0.62V      6.38V       3.10mA      4.94V       2.60mA
200R      10K       7.94V     0.67V      7.26V       3.35mA      4.99V       2.85mA
200R      10K       8.96V     0.68V      8.27V       3.40mA      4.99V       2.90mA
200R      10K       9.97V     0.71V      9.27V       3.55mA      5.00V       3.05mA

200R      1K         6.63V     1.20V      5.43V       6.00mA      3.97V       1.00mA 200R      1K         7.01V     1.30V      5.72V       6.50mA      4.25V       1.50mA
200R      1K         7.94V     1.52V      6.41V       7.60mA      4.92V       2.60mA
200R      1K         8.96V     1.58V      7.36V       7.90mA      4.99V       2.90mA
200R      1K         9.97V     1.62V      8.36V       8.10mA      5.00V       3.10mA
200R      10K       24.0V     0.90V      23.1V       4.50mA      5.01V       4.00mA
200R      200R    24.0V     5.88V      18.1V       29.0mA      5.04V       4.00mA 从数据可看出 当Vin>8V,Vout ≈ 5V, 当Vin足够大时,Id = 4mA(固定) 当Vin较小时,Vin↑,Vout↑,Id↑
以上,个人记录,以备不时,2017.3.12,阴