Vytvorenie obvodu regulátora napätia 3,3 V, 5 V s diódami a tranzistormi

V tomto príspevku sa učíme vyrábať obvody regulátora napätia 3,3 V, 5 V zo zdrojov vyššieho napätia, ako je zdroj 12V alebo 24 V bez integrovaných obvodov.

Lineárne integrované obvody

Normálne sa napätie s klesajúcim napätím zo zdroja vyššieho napätia dosiahne použitím lineárneho integrovaného obvodu, ako je séria 78XX regulátor napätia IC alebo prevodník dolárov.

Obe vyššie uvedené možnosti môžu byť nákladné a / alebo zložité možnosti rýchleho získania konkrétneho požadovaného napätia pre konkrétnu aplikáciu.

Zenerove diódy

Zenerova dióda Užitočné sú aj v prípade dosiahnutia nižšieho napätia z vyššieho zdroja, z napäťovej svorky zenerovej diódy však nemôžete získať dostatočný prúd. Stáva sa to preto, lebo zenerove diódy zvyčajne obsahujú vysokohodnotný rezistor na svoju ochranu pred vysokými prúdmi, ktorý obmedzuje prechod vyššieho prúdu na výstup iba na miliampéry, čo väčšinou nestačí pre príslušné zaťaženie.

Rýchly a čistý spôsob, ako odvodiť 3,3 V alebo Regulácia 5V alebo akákoľvek iná požadovaná hodnota z daného zdroja vyššieho napätia je použitie sériových diód, ako je znázornené na nasledujúcom diagrame.

Používanie usmerňovacích diód na znižovanie napätia

Vo vyššie uvedenom diagrame vidíme asi 10 diód, ktoré sa používajú na získanie výstupu 3 V na krajnom konci, zatiaľ čo ďalšie zodpovedajúce hodnoty možno vidieť aj v podobe úrovní 4,2 V, 5 V a 6 V na príslušných klesajúcich diódach.

Vieme, že typicky je usmerňovacia dióda charakterizovaná poklesom okolo 0,6 V cez seba, čo znamená, že akýkoľvek potenciál napájaný na anódu diódy bude generovať výstup na jeho katóde, ktorý by bol za normálnych okolností približne o 0,6 V nižší ako vstup na jeho anóde.

Využívame výhodu vyššie uvedenej funkcie, aby sme dosiahli indikované potenciály nízkeho napätia z daného vyššieho napájania.

Použitie diódy 1N4007 na prúd 1 A

Na diagrame sú zobrazené diódy 1N4007, ktoré nemôžu vyťažiť viac ako 100 mA, aj keď sú diódy 1N4007 dimenzované tak, aby zvládli až 1amp, je potrebné zabezpečiť, aby sa diódy nezačali zahrievať, inak by to mohlo viesť k prechodu vyššieho napätia .

Pretože ako dióda ohrieva menovitý pokles, začína ustupovať smerom k nule, preto by sa od vyššie uvedenej konštrukcie nemalo očakávať viac ako 100 mA, aby sa zabránilo prehriatiu a aby sa zaistila optimálna odozva od konštrukcie.

Pre vyššie prúdy sa môžete rozhodnúť pre vyššie menovité diódy, ako napríklad 1N5408 (max. 0,5amp.) Alebo 6A4 (max. 2amp.) Atď.

Nevýhodou vyššie uvedeného návrhu je, že neprodukuje presné hodnoty potenciálu na výstupe, a preto nemusí byť vhodný pre aplikácie, kde môžu byť potrebné prispôsobené referencie napätia alebo pre aplikácie, kde parameter zaťaženia môže byť rozhodujúci z hľadiska jeho parametrov napätia.

Pre takéto aplikácie by sa mohla stať veľmi žiaduca a užitočná nasledujúca konfigurácia:

Používanie vysielača BJT

Vyššie uvedený diagram ukazuje jednoduché sledovač emitorov konfigurácia pomocou BJT a niekoľkých rezistorov.

Myšlienka je jasná, tu sa hrniec používa na prispôsobenie výstupu na ľubovoľnú požadovanú úroveň od 3 V alebo nižšiu po maximálnu napájanú vstupnú úroveň, hoci maximálny dostupný výkon by bol vždy nižší ako 0,6 V ako použité vstupné napätie.

Výhodou začlenenia a BJT na výrobu regulátora 3,3 V alebo 5 V. obvod je v tom, že vám umožňuje dosiahnuť ľubovoľné napätie pomocou minimálneho počtu komponentov.

Umožňuje tiež použitie vyšších prúdových záťaží na výstupoch, navyše vstupné napätie nemá žiadne obmedzenia a môže sa zvýšiť podľa manipulačnej kapacity BJT a o drobné vylepšenia v hodnotách odporu.

V uvedenom príklade je vidieť vstup 12V až 24V, ktorý je možné prispôsobiť akejkoľvek požadovanej úrovni, napríklad 3,3V, 6V, 9V, 12V, 15V, 18V, 20V alebo inej strednej hodnote jednoduchým švihnutím gombík priloženého potenciometer .