Lav 3.3V, 5V spændingsregulator kredsløb med dioder og transistorer

I dette indlæg lærer vi at fremstille 3.3V, 5V spændingsregulator kredsløb fra højere spændingskilder, såsom 12V eller en 24V kilde uden IC'er.

Lineære IC'er

Normalt opnås en nedspænding fra en højere spændingskilde ved anvendelse af en lineær IC, såsom en 78XX-serie spændingsregulator IC eller en buck-konverter.

Begge ovenstående muligheder kan være dyre og / eller komplekse muligheder for hurtigt at få en bestemt ønsket spænding til en bestemt applikation.

Zener-dioder

Zener-diode s bliver også nyttige, når det kommer til at opnå en lavere spænding fra en højere kilde, men du kan ikke få tilstrækkelig strøm fra en zenerdiodespændingsklemme. Dette sker, fordi zenerdioder normalt involverer en modstand med høj værdi til at beskytte sig mod høje strømme, hvilket begrænser passagen af ​​højere strøm til udgangen til bare milliampere, hvilket for det meste bliver utilstrækkeligt til en tilknyttet belastning.

En hurtig og ren måde at udlede en 3.3V eller 5V regulering eller enhver anden ønsket værdi fra en given højere spændingskilde er at bruge seriedioder som vist i det følgende diagram.

Brug af ensretterdioder til faldspænding

I ovenstående diagram kan vi se omkring 10 dioder, der bruges til at opnå en 3V udgang i den yderste ende, mens andre tilsvarende værdier også kan ses i form af 4,2v, 5v og 6V niveauer på tværs af de relevante faldende dioder.

Vi ved, at typisk en ensretterdiode er karakteriseret til at falde omkring 0,6V over sig selv, hvilket betyder, at ethvert potentiale, der tilføres ved en diodes anode, vil generere et output ved dets katode, som normalt ville være ca. 0,6V mindre end indgangen ved dens anode.

Vi drager fordel af ovenstående funktion for at opnå de angivne lavere spændingspotentialer fra en given højere forsyning.

Brug af 1N4007-diode til 1 A strøm

I diagrammet vises 1N4007-dioder, som måske ikke giver mere end 100 mA, selvom 1N4007-dioder er klassificeret til at håndtere op til 1 amp, skal det sikres, at dioderne ikke begynder at varme op, ellers ville det resultere i, at højere spændinger får lov til .

Fordi når dioden varmes op, begynder det nominelle fald på den at falde mod nul, hvorfor det ikke er nødvendigt at forvente mere end 100mA max fra ovenstående design for at forhindre overophedning og muliggøre en optimal respons fra designet.

For højere strømme kan man vælge højere dioder, såsom 1N5408 (0,5amp max) eller 6A4 (2amp max) osv.

Ulempen ved ovenstående design er, at det ikke producerer nøjagtige potentialværdier ved udgangen og derfor muligvis ikke er egnet til applikationer, hvor der kan være behov for tilpassede spændingsreferencer, eller til applikationer, hvor belastningsparameteren kan være afgørende med hensyn til dens spændingsspecifikationer.

For sådanne applikationer kan følgende konfiguration blive meget ønskelig og nyttig:

Brug af en Emitter Follower BJT

Diagrammet ovenfor viser et simpelt emitter tilhænger konfiguration ved hjælp af en BJT og et par modstande.

Ideen er selvforklarende, her bruges potten til at justere udgangen til et ønsket niveau lige fra 3V eller lavere til det maksimale tilførte indgangsniveau, selvom det maksimale tilgængelige output altid ville være mindre end 0,6V end den anvendte indgangsspænding.

Fordelen ved at inkorporere en BJT til fremstilling af 3.3V eller 5V regulator kredsløb er, at det giver dig mulighed for at opnå enhver ønsket spænding ved hjælp af et minimum antal komponenter.

Det tillader også, at der anvendes højere strømbelastninger ved udgangene. Desuden har indgangsspændingen ingen begrænsninger og kan øges i henhold til BJT's håndteringskapacitet og ved nogle mindre justeringer i modstandsværdierne.

I det givne eksempel kan der ses en indgang på 12V til 24V, som kan skræddersys til ethvert ønsket niveau såsom til 3.3V, 6V, 9V, 12V, 15V, 18V, 20V eller til enhver anden mellemværdi ved blot at dreje drejeknap til det medfølgende potentiometer .