Realizarea unui circuit regulator de tensiune de 3,3V, 5V cu diode și tranzistoare

În acest post învățăm să realizăm circuite regulatoare de tensiune de 3,3V, 5V din surse de tensiune mai mare, cum ar fi o sursă de 12V sau 24V fără circuite integrate.

CI liniare

În mod normal, o scădere a tensiunii de la o sursă de tensiune mai mare este obținută prin utilizarea unui IC liniar, cum ar fi o serie 78XX regulator de tensiune IC sau un convertor Buck.

Ambele opțiuni de mai sus pot fi costisitoare și / sau opțiuni complexe pentru a obține rapid o anumită tensiune dorită pentru o anumită aplicație.

Diodele Zener

diodă Zener De asemenea, devin utile atunci când vine vorba de obținerea unei tensiuni mai mici de la o sursă mai mare, totuși nu puteți obține suficient curent de la o clemă de tensiune a diodei Zener. Acest lucru se întâmplă deoarece diodele zener implică în mod normal un rezistor de mare valoare pentru a se proteja de curenți mari, ceea ce restricționează trecerea curentului mai mare la ieșire la doar miliamperi, ceea ce devine în mare parte insuficient pentru o sarcină asociată.

O modalitate rapidă și curată de a obține un 3.3V sau Reglare 5V sau orice altă valoare dorită de la o sursă de tensiune mai mare dată este de a utiliza diode de serie așa cum se arată în următoarea diagramă.

Utilizarea diodelor redresoare pentru scăderea tensiunii

În diagrama de mai sus putem vedea aproximativ 10 diode folosite pentru obținerea unei ieșiri de 3V la capătul extrem, în timp ce alte valori corespunzătoare pot fi văzute și sub formă de niveluri de 4.2v, 5v și 6V pe diodele de cădere relevante.

Știm că, de obicei, o diodă redresoare este caracterizată să cadă în jurul valorii de 0,6 V peste sine, ceea ce înseamnă că orice potențial alimentat la anodul unei diode va genera o ieșire la catodul său, care ar fi în mod normal cu aproximativ 0,6 V mai mică decât intrarea la anodul său.

Profităm de caracteristica de mai sus pentru a atinge potențialele de tensiune mai mici indicate de la o sursă de alimentare dată mai mare.

Utilizarea diodei 1N4007 pentru curent de 1 Amp

În diagramă sunt afișate diode 1N4007 care ar putea produce nu mai mult de 100mA, deși diodele 1N4007 sunt prevăzute să reziste până la 1amp, trebuie să ne asigurăm că diodele nu încep să se încălzească, altfel ar putea fi permisă trecerea unor tensiuni mai mari .

Deoarece, pe măsură ce dioda încălzește picătura nominală, începe să se retragă spre zero, de aceea nu ar trebui să se aștepte mai mult de 100 mA max din proiectul de mai sus pentru a preveni supraîncălzirea și pentru a permite un răspuns optim din proiectare.

Pentru curenți mai mari se poate opta pentru diode nominale mai mari, cum ar fi 1N5408 (0,5amp max) sau 6A4 (2amp max) etc.

Dezavantajul proiectării de mai sus este că nu produce valori potențiale exacte la ieșire și, prin urmare, ar putea să nu fie adecvat pentru aplicații în care pot fi necesare referințe de tensiune personalizate sau pentru aplicații în care parametrul de încărcare ar putea fi crucial în ceea ce privește specificațiile sale de tensiune.

Pentru astfel de aplicații următoarea configurație ar putea deveni foarte dorită și utilă:

Utilizarea unui emițător BJT

Diagrama de mai sus arată un simplu adept emițător configurare folosind un BJT și câteva rezistențe.

Ideea se explică de la sine, aici potul este utilizat pentru reglarea ieșirii la orice nivel dorit chiar de la 3V sau mai mic la nivelul maxim de intrare alimentat, deși ieșirea maximă disponibilă ar fi întotdeauna mai mică de 0,6V decât tensiunea de intrare aplicată.

Avantajul încorporării unui BJT pentru realizarea regulatorului de 3.3V sau 5V circuitul este că vă permite să obțineți orice tensiune dorită utilizând un număr minim de componente.

De asemenea, permite folosirea unor sarcini de curent mai mari la ieșiri, în plus, tensiunea de intrare nu are restricții și poate fi mărită în funcție de capacitatea de manipulare a BJT și de unele modificări minore ale valorilor rezistenței.

În exemplul dat, poate fi văzută o intrare de 12V la 24V, care poate fi adaptată la orice nivel dorit, cum ar fi la 3,3V, 6V, 9V, 12V, 15V, 18V, 20V sau la orice altă valoare intermediară pur și simplu prin rotirea butonul inclus potențiometru .