Por que as pessoas não costumam usar divisores de tensão ou zeners na frente de reguladores lineares

Depois de ver alguns alunos ontem que tentaram usar um divisor de tensão em vez de um regulador para fornecer um sensor com uma fonte de alimentação mais baixa, com resultados previsíveis, comecei a me perguntar sobre essa pergunta.

Ao escolher um regulador, parece que muitos observam a queda de tensão necessária e a dissipação de energia necessária. Eficiência aparte no momento, se um regulador linear puder reduzir essa potência dentro dos limites térmicos, os reguladores lineares são uma opção e, se não puderem, passar a mudar de regulador.

Se alguém pudesse descobrir a faixa de consumo de corrente e calcular um divisor de tensão que manteria simultaneamente a entrada de um regulador linear alto o suficiente para manter a regulagem e baixo o suficiente para que o regulador não consumisse muita energia na corrente empate, é uma abordagem viável?

Posso pensar em várias razões pelas quais essa pode não ser a melhor abordagem: a taxa de rejeição da fonte de alimentação pode não ser boa o suficiente no regulador; a faixa de consumo de corrente que viabiliza essa abordagem pode ser muito pequena, a menos que você use resistores pequenos que provavelmente excederão suas próprias classificações de potência; é apenas mais eficiente usar um regulador de comutação; etc.

Além disso, pode ser que as pessoas façam isso o tempo todo, e eu simplesmente não percebi, ou talvez um zener seja usado no lugar do divisor. Parece que quando a queda de energia é grande demais, as pessoas correm para trocar de regulador.

Falta alguma coisa?

Esta é certamente uma técnica que usei algumas vezes para superar as limitadas habilidades de dissipação de energia do diminuto 78L05. Conheço a gama de correntes que a carga está recebendo e coloquei um resistor conta-gotas em série com a alimentação de energia do dispositivo.

Por que não usei um regulador de comutação?

Eu não podia - estava enviando energia e dados por um cabo de 50 m (alimentação fantasma) e a complicação extrema de filtrar os surtos de corrente do regulador de comutação significava que isso simplesmente não era viável.

Os divisores de tensão são péssimos em termos de eficiência (se você pensar em impedância de saída em relação ao consumo de energia). Seria difícil pensar em um bom lugar para colocá-los na frente de um regulador.

Diodo zener da série - se você colocar um diodo zener de 24V para reduzir uma entrada de 35V para 11V para um regulador de 9V, você aumentou a sensibilidade às variações de entrada - uma queda de 10% na entrada significa que restam apenas 7,5V e seu regulador cai.

Usei um zener shunt com um conta-gotas capacitivo em série com um regulador linear para obter energia da rede elétrica, e acho que isso é bastante comum. Com conta-gotas capacitivos você não sofre muita perda.

Muitos de nós também colocamos um TVS de derivação que age efetivamente como regulador em circunstâncias incomuns, então eu contaria isso também.

Resistores de série ou shunt em torno de um regulador linear - acho que usei o último uma vez, o primeiro não tão longe. O resistor de derivação seria mais atraente se o regulador linear fosse capaz de afundar corrente (alguns são, mas a maioria não é), então você poderia simplesmente configurar o resistor para lidar com a corrente média e o regulador tenderia a ficar muito frio (a desvantagem é que alguma energia seria desperdiçada se a corrente necessária cair abaixo da média).

Se for necessário converter 12V a 5V para uma carga que pode variar de 0 a 1 amp, e o regulador precisar de no mínimo 6 volts na entrada, conectar a fonte diretamente ao regulador fará com que ele dissipe 7 watts com um carga de amp. A adição de um resistor de 6 ohm em série com a entrada reduziria a dissipação de energia do pior caso no regulador para cerca de dois watts em uma ampla faixa de condições de carga (à medida que a corrente aumenta, a quantidade de tensão baixada pelo regulador [em oposição a o resistor] iria cair). Os resistores da série não ajudam na eficiência geral, mas podem afastar a dissipação de calor do regulador. Um ponto importante a ser observado, porém, é que a metade inferior de um divisor de resistor não ajudaria muito em nada, pois seu objetivo seria desperdiçar energia quando a carga não está consumindo corrente,