Изготовление схемы регулятора напряжения 3,3 В, 5 В с диодами и транзисторами

В этом посте мы научимся создавать схемы регулятора напряжения 3,3 В, 5 В из источников более высокого напряжения, таких как источник 12 В или 24 В без микросхем.

Линейные ИС

Обычно понижающее напряжение от источника с более высоким напряжением получается с помощью линейной ИС, такой как серия 78XX. регулятор напряжения IC или понижающий преобразователь.

Оба вышеуказанных варианта могут быть дорогостоящими и / или сложными для быстрого получения определенного желаемого напряжения для конкретного приложения.

Стабилитроны

Стабилитрон s также становятся полезными, когда речь идет о достижении более низкого напряжения от более высокого источника, однако вы не можете получить достаточный ток от зажима напряжения на стабилитроне. Это происходит из-за того, что стабилитроны обычно включают в себя резистор высокого номинала для защиты от высоких токов, который ограничивает прохождение более высокого тока к выходу величиной всего миллиампер, что в большинстве случаев становится недостаточным для соответствующей нагрузки.

Быстрый и чистый способ получить 3,3 В или Регулировка 5В или любое другое желаемое значение от данного источника более высокого напряжения заключается в использовании последовательных диодов, как показано на следующей диаграмме.

Использование выпрямительных диодов для снижения напряжения

На приведенной выше диаграмме мы видим, что около 10 диодов используются для получения выхода 3 В на крайнем конце, в то время как другие соответствующие значения также можно увидеть в виде уровней 4,2 В, 5 В и 6 В на соответствующих падающих диодах.

Мы знаем, что обычно выпрямительный диод характеризуется тем, что он падает примерно на 0,6 В, что означает, что любой потенциал, подаваемый на анод диода, будет генерировать выходной сигнал на его катоде, который обычно будет примерно на 0,6 В меньше, чем вход на его аноде.

Мы воспользуемся преимуществом вышеупомянутой особенности, чтобы получить указанные более низкие потенциалы напряжения от данного более высокого источника питания.

Использование диода 1N4007 для тока 1 ампер

На схеме показаны диоды 1N4007, которые могут выдавать не более 100 мА, хотя диоды 1N4007 рассчитаны на работу до 1 А, необходимо убедиться, что диоды не начинают нагреваться, иначе это приведет к пропусканию более высоких напряжений. .

Поскольку по мере того, как диод нагревается, номинальное падение на нем начинает уменьшаться до нуля, поэтому от вышеуказанной конструкции следует ожидать не более 100 мА макс. Для предотвращения перегрева и обеспечения оптимального отклика конструкции.

Для более высоких токов можно выбрать диоды с более высоким номиналом, такие как 1N5408 (макс. 0,5 ампер) или 6A4 (макс. 2 ампера) и т. Д.

Недостатком вышеупомянутой конструкции является то, что она не дает точных значений потенциала на выходе и, следовательно, может не подходить для приложений, где могут потребоваться настраиваемые источники напряжения, или для приложений, где параметр нагрузки может иметь решающее значение с точки зрения его характеристик напряжения.

Для таких приложений очень желательной и полезной может стать следующая конфигурация:

Использование эмиттерного повторителя BJT

На диаграмме выше показан простой эмиттер-повторитель конфигурация с использованием BJT и нескольких резисторов.

Идея не требует пояснений, здесь потенциометр используется для регулировки выходного сигнала на любой желаемый уровень от 3 В или ниже до максимального входного уровня, хотя максимальный доступный выход всегда будет меньше, чем на 0,6 В, чем приложенное входное напряжение.

Преимущество включения BJT для изготовления регулятора 3,3 В или 5 В Схема заключается в том, что она позволяет достичь любого желаемого напряжения, используя минимальное количество компонентов.

Это также позволяет использовать более высокие токовые нагрузки на выходах, кроме того, входное напряжение не имеет ограничений и может быть увеличено в соответствии с пропускной способностью BJT и некоторыми незначительными изменениями номиналов резисторов.

В данном примере можно увидеть вход от 12 В до 24 В, который можно настроить на любой желаемый уровень, например, на 3,3 В, 6 В, 9 В, 12 В, 15 В, 18 В, 20 В или на любое другое промежуточное значение, просто щелкнув кнопку ручка включенного потенциометр .