Solutions régulateur linéaire sans dissipateur thermique

Bonjour à tous.
Sur un pcb perso à base d'atmega 328pb, j'ai utilisé un régulateur switch 13V entrée/5V en sortie (alimentation par batterie 12V) regulateur

A la mise en route du pcb, j'ai eu la désagréable surprise de constater que l'UC se comportait de façon très instable (sortie d'un pin qui bascule aléatoirement), impossible donc de piloter quoique ce soit.

Pourtant, lorsque j'alimente directement le pcb avec la tension USB du pc, tout fonctionne correctement.

Du coup, mon hypothèse est qu'il faut que j'utilise un régulateur linéaire pour mon PCB (d'autant plus que j'avais remarqué auparavant que l'atmega était sensible au type de régulateur utilisé)

Seulement, quand je calcule la puissance que devra dissiper le régulateur linéaire (conso de 1A max et chute de tension de 8V soit 8W à dissiper), je me rend compte qu'il me faudra obligatoirement un dissipateur trop gros pour mon application.
(regulateur choisi)

Alors mon interrogation est, avez vous une solution pour baisser de façon significative la tension d'entrée d'un régulateur linéaire, afin que je puisse éviter le dissipateur thermique ?
Mes recherches sur le net ne m'ont pas donné grand chose.

L'idée amateur qui me vient tout de suite à l'esprit est d'utiliser de nombreuses diodes en serie, mais bon, si je pouvais eviter ^^

Avec un schéma de l'alimentation utilisant le TPS56320x ce serait plus facile de répondre.
Le filtre de sortie du régulateur est-il bon, inductance bien dimensionné, capacité low ESR?
Les découplages du CPU sont-ils pésents?
L'enable du régulateur est bien tiré au +

Salut. Malheureusement le régulateur choisi 7805 a une tension de drop-out de 2V
Il dissipera donc 2V * 1A, soit 2W, ce qui est déjà trop pour un TO220 sans dissipateur.

J'ai déjà alimenté sans problème un ARDUINO avec un LM2596, par contre je ne garantirais pas un fonctionnement correct pour 1A.

Pourquoi d'ailleurs un pareil courant ?
Si tu décrivais ton circuit ?

Sur ton circuit imprimé utilises-tu le TPS56320x sous forme de module précâblé ou as(tu implanté toi même ce composant ?

Dans le second cas , comme @fdufnews, je serai curieux d'en savoir plus sur le respect du filtre de sortie , tant du point de vue des composants choisis pour le filtre LC que de leur 'implantation
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Il y a aussi quelques contraintes de routage qu'il ne faut pas négliger.

OUI et une indication d'implantation est donnée en fin de Data Sheet

Sur celle-ci on a des valeurs de l'ondulation en sortie pour diverses valeurs du courant de sortie + des infos sur la qualité de la régulation aval (réponse a des sauts de valeur du courant de sortie) : rien qui ne justifie l'instabilité de fonctionnement signalée en #1 ..... du moins avec un TPS56320 correctement utilisé

Du coup, mon hypothèse est qu'il faut que j'utilise un régulateur linéaire pour mon PCB

La mienne est que le TPS556320x est mal utilisé, bien utilisé il évite avantageusement l'utilisation d'un régulateur linéaire pour alimenter en 5V @ 3A disponibles, une carte avec un ATMega328 à partir d'une batterie "12V"

Attention : si la batterie 12V est 'en situation' dans un véhicule dont le moteur tourne la tension d'entrée de tout régulateur peut comporter des pics de tension de plusieurs dizains de volts qu'il faut traiter impérativement (que le régulateur de tension soit linéaire ou pas )

j'ai suivi les précautions de la datasheet, mais peut être que j'ai mal positionné aussi l'ensemble, voici le schéma : @al1fch

Avec le routage qui va avec (les composants du schéma colorés en rose)

Edit: la vue d'ensemble

C'est une bonne idée le LM2596...

Sinon, il y a sur mon circuit l'UC, + un LCD + un modul RTC à alimenter en 5V et quelques leds. Le reste est alimenté directement via la batterie.
Je me suis donc basé sur 1A max de conso et pour prendre un peu marge au cas où j'ai besoin de rajouter qqch, j'étais parti sur une alim 1.5A (aussi pour pouvoir re-utiliser le même régulateur si j'ai besoin de plus de courant un jour)

@tonynyny

Passer de 12V à 5V est un abaissement de tension ....

Si le circuit intégré est bien un TPS563201, référence que tu donnes au message #1, c'est un step down pas up et tu n'as pas suivi d'assez près le schéma d'application de Texas Instruments :wink:

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Ton montage ... avec D4 :roll_eyes:
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Tu lui 'colles' une diode en sortie comme s'il s'agissait d'une topologie step-up' = 'boost' = 'élevateur' !
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ici , la diode du 'step down' = 'buck' = 'abaisseur' est DANS le circuit intégré entre SW et masse
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'buck' vs 'boost'
https://wiki.electrolab.fr/Alimentations_%C3%A0_decoupage

Faire un mélange entre entre un montage en élévateur et un montage en abaisseur ne peut rien donner de bon, pas étonnant que l'ATMega328 ne soit pas à son aise

A TESTER : En court-circuitant ta diode Schottky D4 il se pourrait que le fonctionnement s'améliore un peu mais :

1)je n'ai pas vérifié ton choix de valeurs pour le pont diviseur R4 R5 R6 pour le Feed Back VFB)

2)j'ai un doute sur ta manière de gérer le signal EN validant le fonctionnement du régulateur, comptes-tu sur le 5V produit en sortie ? SI oui on dirait que ça se mord la queue.......

3)quelle est la référence précise de l'inductance de sortie ?

J'ai utilisé un module tout fait. Mais le problème n'est pas là, je voulais simplement réagir à ta remarque :

Oui, probablement, mais le LM2596 produit (mesure perso), avec une charge de 500mA, un bruit en dents de scie d'environ 400mV crête à crête, d'une fréquence de 50KHz.
400mV ce n'est pas rien. Donc l'ATMEGA n'est pas si sensible que cela.

Essayé à l'instant, même résultat, d'ailleurs, j'ai un gresillement audible qui se fait autour du convertisseur. Lorsque je pose le doigt sur les résistances du feedback, le gressillement s'attenue presque totalement...

J'ai reverifié et j'ai noralement les bonnes valeurs, je suis bien aussi à 5.1V en sortie de D4. (R4=82k et 14k7 total pour les 2 autres)

Oui, c'est la seule tension disponible sur mon circuit ^^

inductance ref COIL0608-0.0022

Heu wow, j'ai l'impression que ça fait beaucoup quand même pour un circuit de pro. J'imagine donc qu'en n'ayant pas ces connaissances de conception je peux très vite depasser cela...

En passant, merci pour l'idée car après mesure à l'oscillo j'observe en sortie de D4 (que j'ai schunté maintenant par une résistance 0ohms) :
Tension mini 5.01V
moyenne 5.2V
Et des pics allant jusqu'à 6.2V !! :weary:

Ouïe ...

D'après la datasheet, sur EN tu peux mettre jusqu'à 17V. Donc tu dois pouvoir tirer cette entrée sur ton 12V.

-Mets nous une photo de l'écran de l'oscillo qu'on voit les pics

-Quelle est la référence des condensateurs C6 et C7, sont ils bien à faible résistance série (low ESR)comme ceux utilisés par Texas Instruments ?

For this design two TDK C3216X5R0J226M 22-µF output capacitors are used. The typical ESR is 2 mΩ each. The calculated RMS current is 0.286 A and each output capacitor is rated for 4 A.

(dernière ligne de Output Filter Selection p13)

Des condensateurs électrolytiques standard ne peuvent donner de bons résultats dans ce type de filtre de sortie pour un montage de ce type.

Par ailleurs la capacité totale dépasse C6+C7 la borne supérieure recommandée par Texas pour une sortie en 5V : 68 µF (Table 2 page 13),

-Je n'ai pas examiné de près ton implantation et ton routage , t'es tu inspiré des 10 points importants à la fin de la Data Sheet , voire de l'implantation donnée en exemple ? (en particulier la manière de traiter la masse)
image

Un montage qui commute des courants de plusieurs ampères à plus de 500kHz pour fournir une tension régulée est très exigeant au niveau de la conception si on veut une sortie 'propre'

Pour nos montages autant prendre un module précâblé, un petit module avec un vrai MP1584 aurait fait l'affaire ici
Voir cette page sur le site Voilelec.com

https://www.amazon.fr/gp/product/B07MY2XP21/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00?ie=UTF8&psc=1

Essayé, toujours même problème :confused:

J'ai essayé en vain de trouver comment faire une capture sur mon nouvel oscillo, sans succès, Si quelqu'un sait comment d'ailleurs, priere de me dire comment ^^ (Hantek DSO4102S)

Hou la, c'est justement pour éviter tout cela que j'ai ouvert le poste avec comme idée de base de partir sur plus simple, càd un régulateur linéaire. J'ai clairement pas le niveau pour comprendre tout ça dans mon coin ^^

Autrement, je vais m'orienter sur un step-down un peu plus cher qui ne nécessite pratiquement pas de composant en externe, ou comme proposé partir sur un module.

Mais sinon, pour repondre à mon intérrogation initiale, juste pour ma culture électronique, connaissez vous des solutions pour baisser efficacement la tension d'entrée d'un régulateur linéaire ?

J'ai déjà vu sur le net, les solutions de résistance de puissance, le MOSFET depletion-mode, les dizaines de diodes en series.

Exemple du mosfet depletion mode, voir figure 9

En connaissez vous d'autres ?

Bonsoir @tonynyny

connaissez vous des solutions pour baisser efficacement la tension d'entrée d'un régulateur linéaire ?

Le montage du schéma 9 n'est pas du tout efficace du point de vue énergetique comme toute solution linéaire , MOSFET à dépletion ou pas
-> Dissipation thermique du MOSFET à gérer, c'est d'ailleurs évoqué en fin de document

Since there is voltage across and current
through the FET, power is being dissipated in the FET. An
appropriate package must be chosen to dissipate the power

SI le régulateur linéaire du schéma 9 doit fournir 1A , le MOSFET aura dissiper 5,5W , refroidisseur à envisager sur le boitier du MOSFET.... énergie perdue en chaleur....

je ne connais pas d'abaissement de tension réellement efficace (aspect énergétique inclus) autre qu'une solution d'abaissement à découpage ('step-down,', 'buck'ou autre dénomination.....)

D'accord. Pas de miracles à attendre avec un linéaire alors...
Au passage, merci pour le lien, #post 15, super instructif.

En plus, c'est de bon prix ce MP1584, à 1,4€ pièce ! Merci, je met cette réf dans mes favoris !