做一塊12V轉5V電路,要求低功耗。大家有好的建議嗎?


你好,7805發熱嚴重的根本原因是損耗過大,7805屬於線性電源晶元,因此它的損耗就是晶元輸入輸出間的電壓降與負載電流的乘積。由於你沒說負載電流的大小,因此需要你自己確認一下,並計算損耗有多大。

這個問題的解決方法有多種,不同的方法需要的成本和需投入的精力不同,需要你們自己評估。

方案一:改用DC-DC晶元

這種方案的功耗比較小,市場上也有多種晶元可供選擇,前面有網友已經介紹過來,我就不多說了。但我提一下種方案需要注意的事項:

  • 這種方案的干擾較7805大;

  • 對Layout的要求相對高一些,一般晶元的規格書或應用手冊對這方面有說明,可以參考;

方案二:7805加散熱片

這種方案的改動較小,原理圖沒有變化,該方案並沒有降低損耗,而是改變了散熱條件。根據以前的經驗,7805加了散熱片之後溫度可以降好幾度,可以償試一下。下面的圖是常用的可安裝7805的散熱片。

方案三:降低輸入電壓

降低輸入電壓可以減小7805上的壓降,從而使損耗降低。一般7805的輸入電壓比輸出大2V就可以了,再留1V的餘量。因為能將12V改為8V的話損耗可以減小57%左右,溫升也能降低57%左右。

如果你的電路中沒有8V左右電壓的話可以在12V與7805之間串一個阻值合適的功率電阻或多串幾個整流二極體。如果是串電阻的話需要根據負載電流的大小計算電阻值,相對比較麻煩。串二極體比較簡單,串5-6個左右。這兩種方法並沒有減小整體的損耗,只是損耗分攤到了不同元器件上了。7805的溫度可以通過熱阻和損耗大概計算出來,下圖是ST的7805的熱阻。


做一個12V轉5V的電路,並且要求是低功耗。不知你要求的低功耗有多小?這裡筆者給你介紹一款關閉之後,整個電路的靜態工作電流僅有80μA的大電流12V轉5V穩壓電路。

▲ 超低功耗12V轉5V穩壓電路。

上圖所示為LM2596-5構成的12V轉5V穩壓電路,這裡的LM2596是大家都很熟悉的一款大電流開關穩壓IC,其最高輸入電壓可達40V,最大輸出電流達3A。在大電流輸出時,其發熱量比7805這類線性穩壓IC要小得多,並且LM2596還帶有關斷控制端(⑤腳)。正常工作時,LM2596的⑤腳接地,當該腳接高電平時,LM2596關閉輸出端,整個電路處於超低功耗狀態,此時其靜態耗電僅80μA。這麼小的耗電,應該能夠滿足你的要求。

若想讓這種5V電源具有智能,你可以添加一些負載檢測電路,當負載停止工作時,檢測電路輸出一個高電平信號,送至LM2596的⑤腳,使其輸出端關閉,這樣更節電。若這樣設計,你們的BOSS一定會馬上給你轉正。

▲ 直插和貼片封裝的LM2596的外形。

LM2596有多種輸出電壓版本,這裡選用LM2596-5,其輸出為5V固定電壓。

▲ 大電流環形電感的外形。

製作時,若要輸出大電流,電感L應選用大電流的環形電感。VD可選用1N5822、SR360這類3A的肖特基二極體。電容C2和C4可選用獨石電容。

▲ LM2596構成的12V轉5V成品電源模塊。

該電源模塊用的是LM2596-5,輸出為固定的5V電壓。

若想了解更多的電子電路知識,請關注本頭條號,謝謝。 14:49 Jan29


LM7805的功耗確實很大,因為他是線性電源,他是以犧牲電量來轉換電壓的,對於低功耗根本滿足不了要求。筆者推薦你用開關電源,開關電源的利用率要比線性電源的利用率要高上數倍!

開關電源

鑒於線性電源LM7805不能進行有效的電壓轉換,在這裡筆者要引入一個很重要的概念「開關電源」!也許這個名詞可能你很少聽說過,但你身邊一定有不少的開關電源,比如說我們的手機充電器,電動車充電器,這些都是最常用的開關電源,除此之外電腦主機裡面塊頭最大的那個模塊也是開關電源。

為什麼叫開關電源

如下圖所示,當開關閉合時,電阻上的電壓為12V,斷開時為0V,這時候如果我們第一秒閉合開關,第二秒斷開,第三秒再閉合,第四秒再斷開,以此反覆的閉合斷開,我們把這種調節占空比方式叫做PWM波調節,我們知道這時候的平均電壓就是6V了,但我們用電壓表測電阻測試,此時電阻上的電壓肯定不為6V,為什麼呢?

因為閉合斷開的時間太長了,如果我們在一秒之內斷開閉合5000次,那麼再測試電壓可能會接近6V,這種通過開關閉合斷開調節電壓的電源叫做開關電源。

怎麼讓電壓穩定在5V

這時候我們可以調節占空比,閉合的時間和總時間的比為5:12,我們知道此時的平均電壓是5V,但這種時高時低的電壓是不能被我們的用電設備所利用的,這時候我們可以在開關後面串連一個電感,電感的作用是防止電流突變,加了電感之後波形會相對平滑,然後再並聯一個電容,電容的作用是可以防止電壓突變,這樣出來的電壓和電流就可以變為我們所想要的。

DC12-DC5V 晶元TPS560200D

真正的開關電源不是一篇文章所能講清楚的,比如剛剛提到的開關是很不現實的,沒有人會一直操縱它,用來代替它的是我們常見的轉壓晶元,當然它的內部代替開關的是我們所熟知的場效應管MOS管,除此之外還有參考模塊,反饋模塊,這些會在後面提到,轉壓晶元的作用就等同於開關,主要作用是可以輸出精準的5V,在這裡筆給你推薦開關電源轉壓晶元TPS560200D系列,這個晶元相當成熟、穩定、功耗低。

筆者的實例模型

下圖為筆者剛剛焊好的一個AC220轉DC12V再轉DC5V的開關電源,供大家鑒賞,算上研發、這塊小板總共花的時間至少有一個月。


如果實現低功耗的降壓方案,那必須是用DCDC降壓呀!

能做到12V輸入的DCDC的晶元簡直多到不行啊!

先說一下DCDC降壓原理吧!

在開關閉合時,電感由Vi-Vo電壓來勵磁,增加的磁通量為(Vi-Vo)*Ton。

在開關關斷時,電感磁通量放出,此時減少的磁通量為Vo*Toff。

當閉合狀態和開關狀態達到平衡狀態時,此時(Vi-Vo)*Ton=Vo*Toff。

可得Vo=Vi*Ton以此達到降壓功能。

具體的電路,可以選用的晶元有很多!

比如TI的TPS54560、LMR23615、LMR14050等。MPS的MP2482等。

電路圖如下:

輸出電壓的計算公式為


LM2576H, 5v. 7.5v. 9v. 12v. 40v輸入,我這裡有圖,只是在這裡不知道怎麼貼。呵呵,貼好了


首先有兩點 低功耗情況下是要求一直待機海曙一直開機狀態 如果一直開機狀態 很多DCDC可能就OVER了!

如果5V輸出端電流要求不大 比如5V 100mA左右 可以考慮用低功耗LDO,例如SE85XX系列

如果5V輸出要求高 那就只能選DCDC了,因為LDO在壓差較大且電流大的情況下 發熱很嚴重 大部分LDO電流都在300mA以內;DCDC晶元可以去TI找找

至於典型電路圖啥的就不放了 對應晶元廠家都會提供的!


7805是ldo,ldo的教科書式說法上優點是電路簡單,成本低,缺點是電壓轉換效率差,所以你那個電路發熱大。用差不多電流的dcdc就會好點,現在的dcdc其實電路也很簡單,當然價格貴不少,你既然用到7805了,那電流需求量應該不少於1A,既功率超過5w了,這個功率不管換啥平台散熱片是省不掉了。。。就這麼點功率你還談出來散熱問題,那麼我覺得你們老闆是說不允許加散熱片是嗎?假如這樣的話,用dcdc加訂製超薄的散熱片才是你現在需要解決的問題


淘寶買成品拆機模塊,一兩塊錢,配上高頻電解。用hks05003做的5V電源,電壓精確的以為表不準呢,fluke 187測得電壓4.9998。不需要外加散熱片,一個模塊,兩顆電容。用7805壓降7v*0.5A。就是3.5w的功耗。散熱片就不小。


以你的水平,我覺得你買一個車載充電器拆掉外殼直接用就好了。真的會用,有很多DC-DC晶元,適合不同輸出,最高效率基本可以達到90%以上。但是光有晶元不行,還要有外圍電路。要是成百上千的話自己設計會比較好,不然還是買成品吧。


首先:你要的多大功率,隔離非隔離的,這問題太外行了。

如果是非隔離的,網上buck控制晶元多的很,比如TI公司的很多,官網上就有。

如果是隔離的,控制晶元微功耗,待機模式等,拓撲線路,體積大小等選擇的就多了


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