消費せずに電圧を変更する
電力を消費せずに電圧を変更することは可能ですか？
3.3Vで動作するワイヤレスチップ（NRF24L01）を利用する5VArduino回路があります。5Vソースから3.3Vを取り出す現在のアプローチは、2つの抵抗を使用する分圧器です。安価でセットアップも非常に簡単です。欠点は、残りの5V-3.3V = 1.7Vの消費が失われる/無駄になることです。単三電池で回路を動かしているので、消費電力はできるだけ低くする必要があります。
今、私は5Vから3.3Vを得る過程で電力を失わない方法を探しています。1つのアプローチは、DC降圧降圧コンバータを使用することです。そのために使用する電力はごくわずかですが、抵抗を使用する分圧器よりも高価です。AMS1117を使用する可能性もありますが、私はその経験がありません。
5Vから3.3Vを得るための安価で省電力のソリューションはありますか？
回答
抵抗分割器は決して適切な電圧レギュレータではありません。それは危険です–低電圧側から見た電圧はそれが引く電流に100％依存します
欠点は、残りの5V-3.3V = 1.7Vの消費が失われる/無駄になることです。
それも重要ではありません。あなたはこれがうまくいくと言います、それはあなたの抵抗器があなたの3.3V回路よりかなり多くの電力を使用していることを意味します。これはひどいデザインの選択です！
非常に強力な抵抗を介して大量の電力を浪費しない限り、電圧はターゲット電流よりもはるかに高くても低くてもかまいません。私はあなたがオームの法則とどのように覚えて願ってロードされた抵抗分割器と同じではない無負荷1を。
だから、誰もがあなたに言うべき本当に悪い考えを捨てて、線形電圧レギュレータを使用してください。完了。
あなたは実際に調整された電圧を得て、それほど多くの電力を浪費しません。
リニア電圧レギュレータの代わりに、より高価でより効率的な降圧コンバータを使用することもできますが、「5V arduino」は、そもそも「電力効率が悪い」ことを意味するので、私の推測（！）は、これでは大幅な節約にはならないでしょう。エネルギー量。
よりエネルギー効率を高めたい場合は、デジタルロジックをリベースして、NRFチップと同じ3.3V（またはそれ以下）のレールからマイクロコントローラーで実行し、両方をスイッチモード電源から供給します。
まず第一に、分圧器からは何にも電力を供給できません。あなたがそれから電流を引き出し始めるとすぐに、あなたはその出力の電圧を失い始めます。分圧器は、電圧を使用可能なレベルに保つために、3.3Vデバイスが使用する電流の1桁（x10）倍を消費する必要があります。安価で省電力のソリューションはありません。また、3.3Vデバイスの電源ピンの前に直列抵抗があります。
安価な解決策は1117またはいくつかのLM317です。データシートを開くだけで、回路例があります。それは簡単ではありません。それでも電力の1/3を浪費します。これは、リニアレギュレータが行うことであり、ある意味で過剰な電圧を燃焼させるためです。
省電力ソリューションは、スイッチング電圧レギュレーター-バックコンバーター（降圧コンバーター）を使用することです。それらは90％以上、時には95％以上の効率を持つことができます。彼らはもう少し費用がかかります、そしてあなたはおそらく1ドルか2ドルで3.3V出力モジュールを見つけることができます。
少し奇妙な解決策は、3つの直列ダイオードを約1.8Vから3.2に下げることです。また、3.3Vの電源ピンとグランドの間に抵抗を配置して、最小電流を1mA程度にし、ダイオードが常に何かを伝導し、電圧降下を比較的一定に保つようにします。2.2kの抵抗はそれに適しています。ああ、これもエネルギー燃焼です。
電圧を変換する方法はたくさんありますが、他のエンジニアリングの選択と同様に、トレードオフがあります。あなたは愛好家のようです。リニアレギュレータ78M33の使用をお勧めします。5Vを供給すると、3.3Vが飛び出します。多かれ少なかれ電流を生成する他の7833チップもあり、パッケージが小さいまたは大きいもの、アプリケーションごとに異なるピンなどがあります。
以下は、さまざまな種類の規制の基本的なトレードオフの一部です。
分圧器：
最小の複雑さ
一番安いの
電圧は調整されていません-ダウンストリーム負荷（この場合はワイヤレスチップ）によって引き出されている電流の量に応じてかなり変化します
非常に非効率的で、抵抗器は常に負荷に入らない電力を使用しています
小さな小さな-2つの小さな部分だけ
リニアレギュレータ（電圧が高すぎたり低すぎたりしたときに電流を上下に絞るシリコン）：
より複雑なことに、チップの内部動作は簡単ではありません。一部のアプリケーションでは、安定性のためにコンデンサも必要です。調整可能なもの（317）には、電圧を「設定」するための抵抗が必要です。
より高価な我々は唯一のチップ（のための$ 1-2を話している78M33、317、など）
電圧は調整されています。負荷が変化しても、正しい電圧に非常に近くなります
ほとんどのアプリケーションで十分効率的です。アプリケーションでは、変換を行うのに数ミリアンペアかかる場合があります。
非常に小さい-1つの小さなチップと1つまたは2つのコンデンサ
スイッチングレギュレータ（スイッチ/トランジスタとインダクタを使用してコンデンサを充電するか、充電しないで電圧を調整します）：
非常に複雑で、少数のコンポーネントが必要であり、各コンポーネントを適切に選択する必要があります（ガイダンスはデータシートに記載されています）
リニアレギュレータと比較して非常に高価であり、チップ、少数の外部部品、およびそれらをすべて一緒に配線する方法が必要です。
電圧は上記のように調整されますが、調整のスイッチングの性質により、電圧により多くのノイズが発生します
非常に効率的です。最小のエネルギーが失われます。95〜98％の効率
非常に大きい-多くの部品、コンデンサ、インダクタはスペースホッグです