大電流5ボルトレギュレータ

これは、高電流12〜5ボルトレギュレータの有効な回路ですか？約10アンペアが必要です。TIPには大規模なヒートシンクがあります。

ソースは、この巨大なR2D2の怪しいロボットに搭載された車のバッテリーです。

これは、トランジスタを使用してリニアレギュレータの電流を増加させるための適切なトポロジではありません。単一のトランジスタを使用してより多くの電流を供給する方法は次のとおりです。

これにより、出力電圧の安定化が維持されます。回路では、トランジスタのBEドロップにより出力電圧が低下します。

低電流では、R1にかかる電圧はほとんどないため、Q1はオフのままです。負荷電流が増加すると、R1の電圧が増加し、Q1がオンになり、より多くの電流が出力にダンプされます。レギュレーターはまだ調整中ですが、この場合、約3/4アンペアで電流が増加しなくなり、その後、トランジスターが追加の負荷の大部分を引き継ぎます。

大きなヒートシンクを備えた1つの大きなパワートランジスタは、10 Aの出力電流を処理できるはずです。ただし、複数のトランジスタに熱を分散させたい場合、それらをさらに並列に追加することはできません。トランジスタを追加する方法は、それぞれにエミッタ抵抗を付けることです。これは少し負のフィードバックを提供するので、トランジスタが電流のシェアを超えて通過している場合、エミッタ抵抗の両端の電圧が高くなり、BE電圧がなくなり、抵抗を通る電流が減少します。

以下は、通常の負荷がレギュレーションを提供している間に、電流負荷の大部分を占める3つの外部トランジスタの例です。

これは基本的にこれまでと同じ考え方ですが、各トランジスタには独自のエミッタ抵抗があります。また、R1を少し増やして、3つすべてのトランジスタに十分なベース駆動を確保し、エミッタ抵抗での追加の電圧降下を考慮します。それでも、R1はこの例で必要なサイズより大きくなっています。ただし、十分なヘッドルーム電圧を利用できるため、抵抗をもう少し落としても問題ありません。

抵抗の損失を考慮してください。少しの不均衡とある程度のマージンを考慮して、各トランジスタが4 Aを処理できるようにしたいとします。これは、エミッタ抵抗で400 mV、BEドロップに対して750 mV程度、合計1.15です。全電流でR1を横切る必要があるV。つまり、660 mWを消費するため、少なくとも「1 W」の抵抗が必要です。

各エミッター抵抗は安全に消費できる必要があります（4 A）²（100mΩ）= 1.6W。これらは少なくとも「2 W」の抵抗でなければなりません。

このすべてが言ったが、これはあなたの全体的な問題に対処する間違った方法であるという点でWouterに同意します。12 Vを直線的に調整して5 Vにすることは、スイッチャーよりも手間がかかり、無駄が多くなります。ただし、これに対処する実際の方法は、いくつかのレベルを遡って、システムレベルで再考することです。12 Vバッテリーから5 Vで大量の高電流を流すことはほとんど意味がありません。12 Vで動作するモーターを見つけることができるはずです。実際には、この電力レベルで5 Vで動作するモーターよりも簡単です。その後、12 Vデバイスへの電源供給を可能にするスイッチを制御する制御ロジックに5 Vのみを供給する必要があります。または、適切なPWMドライブを備えた5 Vデバイスを使用して、デバイスが平均5 Vのみを表示するように12 Vのオンとオフを十分速く切り替えることができます。

システムレベルにはいくつかの適切なオプションがありますが、12 Vから5 Vモーターを実行するための熱として70 Wを無駄にするものはありません。

既存のレギュレータといくつかの外部トランジスタから高電流のリニアレギュレータを作成する方法を説明し、適切な方法を説明しましたが、これは実際にはソリューション全体の一部ではありません。

重要度のおおよその順序でのいくつかの発言：

• なぜ5Vで10Aが必要なのですか？温かい気持ちにしたいなら、キャンドルを灯してください！
• 5Vで10Aが本当に必要な場合、なぜ12Vから作成するのですか（今では同じ10Aを供給しなければなりません）。（PC PSUを入手してください！）
• 12Vから5V / 10Aを本当に作りたいのなら、スイッチング電源を作ってみませんか？たぶん、あなたが今必要としている巨大なヒートシンクよりも安いでしょう。（私はすべて小さな電流の線形を支持していますが、これはばかげています。）
• あなたが本当に本当に本当に10Aリニア12V-> 5Vレギュレータをオスにしたいなら、この回路を使わないでください。熱暴走は1つの問題です。電流制限はありません。そして、出力電圧はどうなると思いますか？（いくつかのAでTIP35のVbeを確認してください）。あなたはそのダイオードで補償しようとしましたが、それで十分だとは思いません。または安定。

本当にこのようなものを構築したい場合は、^ 4：PNPパワートランジスタを使用する標準的な回路、または負荷分散抵抗を備えた複数の回路があります。

正しいと思うのは、Rth jc（各1 C / W）が並列に接続されているため、複数のトランジスタでシステムを冷却する方が簡単だということです。TIP35（70 Wと140 Cの温度差）の場合、合計Rthは2 C / Wであるため、ヒートシンクは1 C / Wになります。3並列接続では、1.6C / Wのヒートシンクが必要になります。まだ大きなものですが、1C / Wほどではありません。（実際には140Cは高すぎる可能性があるため、とにかく1C / Wが必要になることに注意してください）。

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追加情報：

• それはかなり「ホット」なロボットになります;）
• インテリジェンスのために7805（または複数）を使用します。または、電流が多すぎる場合はスイッチャーを使用します（何を運ぶのですか、ブレードサーバー）。
• 最も重要なのは、電力に関しては、12Vバージョンを入手するか、PWMを使用することです。
• ステッパーを除き、12Vを直接使用し、定電流駆動（またはPWM相当品）を使用するステッパーを除きます。これにより、トルクが向上します。
• エレクトロニクスの知識レベルの推定値では、1つを構築するのではなく、DC-DCモジュールを購入することをお勧めします（私は確かに1つを設計および構築しようとしませんでした）
• 別のオプション：5V電源に6Vバッテリーを使用します。

熱暴走、それはそれで間違っています。トランジスタが等しいと誤って仮定しますが、実際にはそうではありません。

わずかに多くの電流を流すトランジスタは、他のトランジスタよりもわずかに多くウォームアップし、その結果、電流がさらに増加し​​、さらにウォームアップします。1つのトランジスタが負荷の大部分を占めることになります。

これを解決するには、小さなエミッタ抵抗を追加して、フィードバックを発生させ、ブランチ全体の電流を均等化します。

私は触ることができないほど高温で動作するリニアレギュレータよりもスイッチャーを好んでいますが、必要な仕様（12Vから5V @ 10A）を備えたスルーホールパッケージに降圧レギュレータを見つけることができませんでした。使用するのは間違いなく使いにくいパッケージ（表面に隠されたピン、QFNなど）の表面実装であるように見えます。

私はあなたの予算が何であるか知りません、しかし、私は10Aをするこの12vから5vへのDC-DCコンバータを見つけました。（入力は実際には10vから14vの範囲です。）

Digi-Keyの価格は15ドル未満で、以前に見つけた価格（65ドル）よりもはるかに優れています。

1. TIP-35を使用する場合は、少なくとも低電圧のTIP35A-60VDCまたはTIP35B-80VDCを使用してください。12ボルトしか使用していないので、35Aをお勧めします。それは少なくとも低いVbeに変換されますが、使用している電源電圧の5倍です。
2. そうは言っても、より良い選択はPNPバージョン-TIP36Aです。@Olinが提供する回路図を使用します。
3. @tcrosley、あなたが言及したSIPレギュレーターは10A MAXしかできません。100％のオーバーキルを達成するには、少なくとも2つと3つが必要です。