Switchad regulator.. Räkna ut hur mycket ström denna drar

[toffie]

Hej på er,

Sitter och ska hitta en regulator till mitt projekt som jag håller på med just nu där matningen är 24V AC/DC. Projektet innefattar lite tempsensorer runt lägenheten och lite displayer och sådant. Hur som, den "modul" som kommer dra mest ligger på runt 200mA och jag är lite osäker på hur jag ska räkna ut hur mycket ström som kommer gå åt för exempelvis denna "strömslukande" modul.

Tanken är en switchad regulator eftersom jag har fått för mig att de är kallare och därav drar mindre ström samtidigt som de "enkelt" verkar kunna ta emot upp till 30V. Lite tankar..

Spänningen kommer ligga på 24V, men jag är osäker på om AC eller DC ska användas. AC kan väl inducera störningar i en icke skärmad kabel, som är tanken att jag ska använda. Jag kommer köra RS485 på inte jättelånga sträckor (4rok lägenhet á 90kvm), men med en kabel om 4x1mm². Är det kanske smartast att köra DC på detta "nät"? 2 ledare för nät och 2 ledare för matning är det tänkt. Vidare info, det är tänkt att denna kabel ska dras "tillsammans" med befintliga nätverket i samma kabellister runt lägenheten. En del av nätverkskablarna är dock inte anslutna, men man kan väl "räkna på" att samtliga är anslutna och används "normalt" eller vad man ska säga. Kan dessa inducera störningar i "mitt nät"?

Så när jag letar efter en switchad regulator så har jag National, TI, ST och Microchip i åtankarna. För närvarande tittar jag på MCP16301 från Microchip som klarar 30V utan problem, ger ut 600mA och de kan enkelt ge mig 5V på modulen i sig. Regulatorn kommer i en fin liten SOT-23-6 kapsel.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/D ... 05004C.pdf

Nu till det stora problemet, ni kommer förmodligen på fler men jag har inte kommit så långt än
Jag skulle vilja veta hur mycket ström som denna regulator behöver för att driva en "modul" som drar ca 200mA. Det finns en fin formel under 5.10 i databladet (sid 20).

Kod: Markera allt

( Vout x Iout / Efficiency ) - ( Vout x Iout ) = Pdis
( 5 x 0,2 / 0,8 ) - ( 5 x 0,2 ) = 250 mW

Sen behöver man räkna ut för flyback dioden

Kod: Markera allt

Pdiode = Vf x ( ( 1-D ) x Iout )
50mW = 0,5 x ( ( 1-0,5 ) x 0,2 )

Spolen på utgående har en effektförlust som måste räknas ut

Kod: Markera allt

Pl = Iout² x Lesr
6mW = 0,2A² x 0,15

Slutligen har man en "internal power dissipation estimate"

Kod: Markera allt

Pdis - Pl - Pdiode = xx mW
250mW - 24mW - 6mW = 220mW

Betyder detta att om min "modul" drar 200mA från regulatorn så kommer ledningen som matar regulatorn belastas med 220mW?

Om så är fallet, räknar man ut Amperen med följande formula så verkar det gå åt väldigt lite ström? Pf (power factor)

Kod: Markera allt

AC
I = P / Pf x V
11,4mA = 0,0114A = 0,220W / 0,8 x 24V
Har ingen aning om vad power factor ska vara i detta fallet, men tänkte att 0.8 kanske är "någorlunda" rätt?

DC
I = P / V
9,1mA = 0,0091A = 0,220W / 24V

Skulle en "modul" med ovanstående switchad regulator som drar 200mA på kortet, dra endast 9,1mA från matningen? Kan det stämma överhuvudtaget?

Ytterligare en fråga, hur varm blir regulatorn av 220mW? De specifierar på sidan 4 "Thermal Resistance" med 190.5 °C/W. Hur "tolkar" man detta? Jag har verkligen ingen aning om detta alls


Tack på förhand!

[toffie]

Bumpar denna då jag fortfarande behöver hjälp med detta

[Icecap]

Och du kan inte räkna något ut alls om inte utgångsspänningen är känd! "Modulen" drar 200mA - men vid vilken spänning?

[toffie]

Ah det har jag ju förstås inte skrivit rakt ut, det står visserligen i första formeln Vout översätts ju till 5V. Så från 24V ner till 5V är det som gäller

[Borre]

Det du räknat ut är väl bara förlusterna i regulatorn och dess kringkomponenter.
För jag menar bara modulen du försörjer drar ju 1W (5V * 200mA) så det är ju orimligt att regulatorn endast drar 220mW (24V * 9.1mA) från dess matning.

Gör det enkelt för dig istället och räkna med ungefär hur effektiv regulatorn är, såg inget exempel för just 24V - 5V men ta 80% så bör du vara tillräckligt rätt ute.
Så med andra ord, 1W ut / 0.8 = 1.25W kommer regulatorn ungefär dra, I= 1.25W / 24V = ~52mA. Med väl filtrerad ingång så bör strömpulserna inte bli så väldigt mycket högre heller.

[toffie]

Aha, så min "uträkning" är någorlunda korrekt men det slutar inte där? Det tänkte jag inte på att man ska räkna med det modulen drar också, dvs 1W *max* i detta fall.

Kod: Markera allt

( Vout x Iout / Efficiency ) - ( Vout x Iout ) = Pdis
( 5 x 0,2 / 0,8 ) - ( 5 x 0,2 ) = 250 mW

Pdis i detta fall är ju 250mW eftersom jag räknat med en effektivitet på 80% med 5V ut och 200mA.

Om man då lägger ihop 1W och 250mW så får man ju 1.25W, precis som du fick. Kan man tänka sig att det alltid blir detsamma eller är det bara "din" formel som man behöver räkna på? Alltid är väl ett starkt ord i sammanhanget, men överlag.. på ett ungefär.. sidådär Kan det ungefärligen bli detsamma och räcker det med att räkna rakt av med (xW / 0. ?

Cirkus 52mA är väl inte så farligt, jag kan "använda" 3 gånger mer ström på modulen än vad matarkabeln behöver bära fram, det är väl rätt ok? Sen tror jag att den generella modulen kommer dra max hälften och enligt dina formler blir det rakt av hälften i strömåtgång med ~26mA.

Jag är ju inte ute efter några extremer, men det är ju givetvis skönt om det drar så lite som möjligt oavsett

Är "redan" väldigt trött och lite förvirrad, så det har säkert smygit sig in lite knasigheter i mitt inlägg men känns det som om jag har förstått? För mig känns det som att jag förstått, men matte har aldrig varit min superstarka sida

[Borre]

Ja det är ingen magisk formel, kolla här tex:
http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_efficiency


Vet man hur effektiv den är och vad uteffekten är vänder man på det enligt ovan så får man hur mycket effekten den drar på ingången.

Hur effektiv diverse regulatorer är står så gott som alltid i databladet, antingen som en generell uppskattning eller för verkliga exempel. Så man tar det som är angivet och drar av lite för marginalens skulle och räknar som ovan så har man för det mesta ett tillräckligt bra värde att utgå ifrån. Så ja du har nog förstått.

Det är mer när man designar för väldigt låga förluster eller/och höga strömmar samt kompakta lösningar man börjar räkna på enskilda komponenters förluster.