Como transmitir alta corrente (2.6A) com baixa tensão (1.2V) por uma longa distância?

Eu quero fornecer um DSP com 1.2V. Esse DSP precisa de 2,6 A de corrente em carga máxima. O suprimento mínimo baseado nas especificações elétricas deste DSP é 1,16V, o que significa que a queda de tensão máxima causada por planos de energia, traços e conectores não deve exceder 40 mV.

No meu caso, achei muito difícil conseguir isso, pois a distância entre a fonte de alimentação e o DSP é de cerca de 8000 Mil (~ 20 cm) e essa fonte passa por dois conectores que adicionam 100 mOhms, portanto a queda é de 260 mV (100m x 2.6A) sem contar na impedância dos planos. Desenhei um esquema simples para o meu caso, mostrado na próxima imagem:

Minhas perguntas são:

• A distância total é de apenas 20 cm? ou devo adicionar o retorno para que a distância real seja de 40 cm? ( Muito pior :( )

• Como posso resolver este problema? sabendo que a distância entre a fonte e o DSP não pode ser inferior a 20 cm. Devo adicionar outro regulador ao lado do DSP? ou é melhor gerar uma voltagem um pouco maior para compensar essa queda? (existem outros componentes que precisam de alimentação de 1.2V e estão a diferentes distâncias do DSP).

• Como posso calcular a impedância do plano, mostrada na imagem acima como R (Plano)?

# Editar 1:

Em relação ao ponto 1, ok, a distância total agora é infelizmente de 40 cm.

Pensei em uma solução para reduzir a resistência dos conectores, que são o principal fator de alta resistência. De acordo com a ficha de dados dos conectores, a resistência do pino é de 25 mOhms, tenho pinos livres extras, então usarei 8 pinos para transmitir o 1,2V para que agora seja dividido por 8, mas a questão agora é: não sabe se essa resistência é apenas para o pino ou é o total após o acasalamento? e após o acasalamento, devem ser tratados como resistores em série ou paralelos?

Em geral, tentar empurrar a potência regulada final a qualquer distância não é uma boa ideia. No seu caso, claramente não vai funcionar. Sim, o caminho de retorno aumenta a resistência total, pois está em série com a carga. É estranho que você tenha conectores na fonte positiva, mas não na terra. Se esta é uma instalação fixa, por que não soldar os fios de uma extremidade à outra?

Uma maneira melhor de lidar com a necessidade de energia regulada distribuída, especialmente em baixa voltagem e altas correntes, como distribuir, é distribuir uma voltagem mais alta aproximadamente regulada e fazer a voltagem final rigidamente regulada localmente. Isso faz duas coisas úteis:

1. A queda na distribuição da tensão mais alta não importará, pois será regulada de qualquer maneira para a tensão final. Você precisa garantir que a tensão no outro seja pelo menos o mínimo necessário para que esse regulador funcione corretamente, mas esse espaço é geralmente fácil de construir.

2. No caso de reguladores locais serem comutadores, a tensão mais alta terá menos corrente, o que significa que também terá menos queda de tensão ao longo da distância, com menos desperdício de energia e calor que devem ser tratados.

Então, de onde vem sua fonte de 1,2V? Você provavelmente tem alguma voltagem mais alta com um conversor buck em algum lugar. Envie essa tensão mais alta à distância e coloque um regulador de pressão diretamente no DSP. Observe que isso relaxa os requisitos da fonte de 1,2V na placa principal. Dois reguladores menores ainda serão mais caros que um maior, mas permitir que ambos sejam menores ajudará um pouco. Ele também distribui o calor de quaisquer perdas, o que geralmente facilita o manuseio.

Adicionado em resposta ao seu comentário:

Se você realmente não pode colocar um regulador local pela carga, a próxima melhor coisa é ter uma linha de sentido voltando. Esta linha informa que a voltagem real na extremidade remota volta ao regulador na placa principal. Essa tensão é usada como feedback, de modo que a tensão na extremidade oposta é o que é regulado. A tensão no regulador será automaticamente mais alta, conforme necessário, para superar a queda de tensão no caminho para a carga. A linha de detecção não apresenta essas quedas de tensão, pois tem muito pouca corrente fluindo através dela. É apenas um sinal de feedback de tensão.

Se a conexão à terra também pode ter queda de tensão significativa, fica mais difícil. Às vezes, você usa duas linhas sensoriais e as trata diferentemente na fonte de alimentação. Às vezes, você supõe que as quedas de tensão para frente e para trás serão quase iguais e adicionará um pouco de ganho no circuito de detecção. Às vezes, você apenas define a saída da fonte um pouco mais alto para compensar a queda de tensão total nominal e não tenta regular ativamente em torno dela.

A resistência da conexão é para pino e soquete acoplados. Se você usar N, a resistência diminui cerca de N.

Você realmente quer o regulador perto do DSP. Se você tiver dois conectores e eles forem a principal resistência (como você diz), eles variarão em resistência com as circunstâncias, idade, temperatura e muito mais, resultando em um resultado incerto.

Claramente, se os conectores adicionarem 100 milhões de hm e você tiver 2,6A, você terá uma queda de 260 miliVolt. Se 40 mV é a tensão máxima tolerável, você pode adicionar um backplane de retorno infinito e ainda estará acima das especificações em 260/40 ~ = 6,5: 1. Você precisaria de pelo menos 6,5 pares de pinos paralelos para reduzir a tensão desse conector apenas para um nível permitido e, em seguida, ter o restante do circuito e o caminho de retorno para lidar. Se o valor de 50 miliohm é de fato um valor médio típico, você tem uma situação quase intratável. Se houver um número igual de conectores a 50 miliohm no caminho de retorno, o problema simplesmente se torna impossível.

["Nada é impossível!" se você faz certos calçados esportivos, mas é impossível aqui. ]

Se você não pode trazer o regulador para o DSP, uma solução viável é usar a detecção remota ou "Kelvin". ou seja, execute uma linha de detecção de tensão do regulador para a carga que não carrega corrente e ajuste a tensão de alimentação conforme a necessidade. Embora isso seja simples de fazer, obviamente você deseja que o circuito de detecção NUNCA seja aberto (como a tensão aumentará para tentar compensar) e você precisará lidar com o ruído etc. no circuito de detecção. Não é difícil, mas ...