Wykonanie obwodu regulatora napięcia 3,3 V, 5 V z diodami i tranzystorami

W tym poście nauczymy się tworzyć obwody regulatora napięcia 3,3 V, 5 V ze źródeł o wyższym napięciu, takich jak źródło 12 V lub 24 V bez układów scalonych.

Liniowe układy scalone

Zwykle obniżanie napięcia ze źródła wyższego napięcia jest uzyskiwane przy użyciu liniowego układu scalonego, takiego jak seria 78XX regulator napięcia IC lub konwerter złotówki.

Obie powyższe opcje mogą być kosztownymi i / lub złożonymi opcjami szybkiego uzyskania określonego pożądanego napięcia dla określonego zastosowania.

Diody Zenera

Dioda Zenera Przydają się także przy uzyskiwaniu niższego napięcia z wyższego źródła, jednak nie można uzyskać wystarczającego prądu z cęgów napięciowych diody Zenera. Dzieje się tak, ponieważ diody Zenera zwykle zawierają rezystor o wysokiej wartości, który chroni się przed wysokimi prądami, co ogranicza przepływ wyższego prądu do wyjścia do zaledwie miliamperów, co w większości przypadków staje się niewystarczające dla powiązanego obciążenia.

Szybki i czysty sposób na uzyskanie 3,3 V lub Regulacja 5V lub dowolna inna pożądana wartość z danego źródła wyższego napięcia polega na zastosowaniu diod szeregowych, jak pokazano na poniższym schemacie.

Stosowanie diod prostowniczych do spadku napięcia

Na powyższym diagramie możemy zobaczyć około 10 diod używanych do uzyskania wyjścia 3 V na skrajnym końcu, podczas gdy inne odpowiadające wartości można również zobaczyć w postaci poziomów 4,2 V, 5 V i 6 V na odpowiednich diodach opadających.

Wiemy, że typowo dioda prostownicza charakteryzuje się spadkiem około 0,6 V na całej swojej długości, co oznacza, że ​​jakikolwiek potencjał podawany na anodzie diody generuje sygnał wyjściowy na jej katodzie, który byłby zwykle o około 0,6 V mniejszy niż napięcie wejściowe na jej anodzie.

Powyższą cechę wykorzystujemy w celu uzyskania wskazanych niższych potencjałów napięcia z danego wyższego zasilania.

Korzystanie z diody 1N4007 dla prądu 1 A.

Na schemacie pokazano diody 1N4007, które mogą dawać nie więcej niż 100 mA, chociaż diody 1N4007 są przystosowane do pracy do 1 A, należy upewnić się, że diody nie zaczną się nagrzewać, w przeciwnym razie spowoduje to przepuszczanie wyższych napięć .

Ponieważ dioda nagrzewa się, spadek znamionowy zaczyna spadać w kierunku zera, dlatego z powyższej konstrukcji nie można oczekiwać więcej niż 100 mA maks., Aby zapobiec przegrzaniu i umożliwić optymalną odpowiedź z projektu.

W przypadku wyższych prądów można wybrać diody o wyższych wartościach znamionowych, takie jak 1N5408 (maks. 0,5 A) lub 6A4 (maks. 2 A) itp.

Wadą powyższego projektu jest to, że nie wytwarza on dokładnych wartości potencjału na wyjściu i dlatego może nie być odpowiedni do zastosowań, w których mogą być potrzebne niestandardowe odniesienia napięcia lub do zastosowań, w których parametr obciążenia może być kluczowy pod względem specyfikacji napięcia.

W przypadku takich zastosowań bardzo pożądana i użyteczna może być następująca konfiguracja:

Korzystanie z BJT popychacza emitera

Powyższy schemat przedstawia prosty plik zwolennik emitera konfiguracja za pomocą BJT i ​​kilku rezystorów.

Pomysł jest oczywisty, tutaj potencjometr służy do regulacji wyjścia do dowolnego pożądanego poziomu, od 3 V lub mniej do maksymalnego poziomu wejściowego, chociaż maksymalna dostępna moc wyjściowa byłaby zawsze mniejsza niż 0,6 V niż zastosowane napięcie wejściowe.

Zaletą włączenia BJT do wykonania regulatora 3,3 V lub 5 V. polega na tym, że umożliwia osiągnięcie dowolnego pożądanego napięcia przy użyciu minimalnej liczby elementów.

Pozwala również na stosowanie wyższych obciążeń prądowych na wyjściach, ponadto napięcie wejściowe nie ma ograniczeń i może zostać zwiększone zgodnie ze zdolnością obsługi BJT i ​​przez pewne drobne poprawki w wartościach rezystorów.

W podanym przykładzie można zobaczyć wejście od 12 V do 24 V, które można dostosować do dowolnego pożądanego poziomu, takiego jak 3,3 V, 6 V, 9 V, 12 V, 15 V, 18 V, 20 V lub do dowolnej innej wartości pośredniej, po prostu przesuwając W zestawie pokrętło potencjometr .