Realitzant un circuit regulador de voltatge de 3,3 V, 5 V amb díodes i transistors

En aquest post aprenem a fer circuits reguladors de voltatge de 3,3V i 5V a partir de fonts de tensió més alta, com ara una font de 12V o 24V sense circuits integrats.

CI lineals

Normalment s’obté un descens de la tensió d’una font de tensió més alta mitjançant l’ús d’un CI lineal, com ara una sèrie 78XX regulador de voltatge IC o un convertidor de dòlars.

Les dues opcions anteriors poden ser costoses i / o opcions complexes per obtenir ràpidament una tensió desitjada particular per a una aplicació concreta.

Diodes Zener

Diodo Zener També es fan útils a l’hora d’aconseguir un voltatge més baix d’una font més alta, però no es pot obtenir el corrent suficient d’una pinça de tensió de díode zener. Això passa perquè els díodes zener normalment impliquen una resistència d'alt valor per protegir-se de corrents elevats, cosa que restringeix el pas de corrent més alt a la sortida a només miliamperis, cosa que en la seva majoria esdevé insuficient per a una càrrega associada.

Una forma ràpida i neta de derivar un 3,3V o Regulació 5V o qualsevol altre valor desitjat d'una font de tensió més elevada és utilitzar díodes de sèrie, tal com es mostra al diagrama següent.

Utilització de díodes rectificadors per caure el voltatge

Al diagrama anterior es poden veure uns 10 díodes que s’utilitzen per adquirir una sortida de 3V a l’extrem extrem, mentre que també es poden veure altres valors corresponents en forma de nivells de 4.2v, 5v i 6V a través dels díodes de caiguda rellevants.

Sabem que normalment un díode rectificador es caracteritza per caure al voltant de 0,6 V sobre si mateix, el que significa que qualsevol potencial alimentat a l’ànode d’un díode generarà una sortida al seu càtode que normalment seria aproximadament 0,6 V inferior a l’entrada del seu ànode.

Aprofitem la característica anterior per aconseguir els potencials de tensió més baixos indicats a partir d’un subministrament superior donat.

Utilitzant el díode 1N4007 per a un corrent d’1 Amp

Al diagrama es mostren els díodes 1N4007 que poden produir no més de 100 mA, tot i que els díodes 1N4007 tenen una capacitat nominal de fins a 1 amp. .

Com que, a mesura que el díode s’escalfa, la caiguda nominal comença a retrocedir cap a zero, és per això que no s’ha d’esperar més de 100 mA màxims del disseny anterior per evitar un escalfament i permetre una resposta òptima des del disseny.

Per a corrents més elevats, es pot optar per díodes de major valor, com ara 1N5408 (0,5 amp màx) o 6A4 (2amp màx), etc.

L’inconvenient del disseny anterior és que no produeix valors potencials precisos a la sortida i, per tant, pot no ser adequat per a aplicacions on es poden necessitar referències de tensió personalitzades o per a aplicacions on el paràmetre de càrrega podria ser crucial pel que fa a les seves especificacions de voltatge.

Per a aquestes aplicacions, la configuració següent pot ser molt desitjable i útil:

Utilització d’un seguidor d’emissors BJT

El diagrama anterior mostra un simple seguidor de l'emissor configuració mitjançant un BJT i ​​algunes resistències.

La idea s’explica per si mateixa, aquí el pot s’utilitza per ajustar la sortida a qualsevol nivell desitjat des de 3V o inferior fins al nivell d’entrada alimentat màxim, tot i que la sortida màxima disponible sempre seria inferior a 0,6V que la tensió d’entrada aplicada.

L’avantatge d’incorporar un BJT per fabricar reguladors de 3,3V o 5V El circuit és que us permet assolir la tensió desitjada mitjançant un nombre mínim de components.

També permet utilitzar càrregues de corrent més elevades a les sortides, a més, la tensió d'entrada no té restriccions i pot augmentar segons la capacitat de maneig del BJT i ​​per alguns ajustaments menors en els valors de la resistència.

En l'exemple donat, es pot veure una entrada de 12V a 24V, que es pot adaptar a qualsevol nivell desitjat, com ara a 3,3V, 6V, 9V, 12V, 15V, 18V, 20V o a qualsevol altre valor intermedi simplement pom de l’inclòs potenciòmetre .