Gör 3,3V, 5V spänningsregulatorkrets med dioder och transistorer

I det här inlägget lär vi oss att skapa 3,3V, 5V spänningsregulatorkretsar från högre spänningskällor, såsom 12V eller en 24V-källa utan IC.

Linjära IC: er

Normalt erhålls en nedåtgående spänning från en högre spänningskälla med hjälp av en linjär IC, såsom en 78XX-serie spänningsregulator IC eller en buck-omvandlare.

Båda ovanstående alternativ kan vara kostsamma och / eller komplexa alternativ för att snabbt få en viss önskad spänning för en viss applikation.

Zener-dioder

Zener-diod s blir också användbara när det gäller att uppnå en lägre spänning från en högre källa, men du kan inte få tillräckligt med ström från en zenerdiodspänningsklämma. Detta händer för att zenerdioder normalt involverar ett motstånd med högt värde för att skydda sig från höga strömmar, vilket begränsar genomströmningen av högre ström till utgången till bara milliampar, vilket oftast blir otillräckligt för en associerad belastning.

Ett snabbt och rent sätt att få fram en 3.3V eller 5V-reglering eller något annat önskvärt värde från en given högre spänningskälla är att använda seriedioder som visas i följande diagram.

Använda likriktardioder för droppspänning

I ovanstående diagram kan vi se att cirka 10 dioder används för att skaffa en 3V-utgång i yttersta änden, medan andra motsvarande värden också kan ses i form av 4,2v, 5v och 6V-nivåer över relevanta droppdioder.

Vi vet att typiskt en likriktardiod kännetecknas av att den sjunker runt 0,6 V över sig själv, vilket betyder att varje potential som matas vid en diodens anod genererar en utgång vid dess katod som normalt skulle vara ungefär 0,6 V mindre än ingången vid dess anod.

Vi utnyttjar ovanstående funktion för att uppnå de indikerade lägre spänningspotentialerna från en given högre matning.

Använda 1N4007-diod för 1 ampere ström

I diagrammet visas 1N4007-dioder som inte kan ge mer än 100 mA, även om 1N4007-dioder är klassade för att hantera upp till 1 amp, måste det säkerställas att dioderna inte börjar värmas upp, annars skulle det resultera i att högre spänningar får passera .

Eftersom dioden värms upp börjar den nominella nedgången att den går tillbaka mot noll, det är därför som inte mer än 100mA max kan förväntas från ovanstående design för att förhindra överhettning och möjliggöra ett optimalt svar från designen.

För högre strömmar kan man välja högre dioder som 1N5408 (0,5amp max) eller 6A4 (2amp max) etc.

Nackdelen med ovanstående design är att den inte producerar exakta potentialvärden vid utgången och därför kanske inte är lämplig för applikationer där anpassade spänningsreferenser kan behövas eller för applikationer där belastningsparametern kan vara avgörande när det gäller dess spänningsspecifikationer.

För sådana applikationer kan följande konfiguration bli mycket önskvärd och användbar:

Använda en Emitter Follower BJT

Diagrammet ovan visar ett enkelt emitterföljare konfiguration med hjälp av en BJT och några motstånd.

Idén är självförklarande, här används potten för att justera utgången till önskad nivå direkt från 3V eller lägre till den maximala matade ingångsnivån, även om den maximala tillgängliga utgången alltid skulle vara mindre än 0,6V än den applicerade ingångsspänningen.

Fördelen med att införliva en BJT för tillverkning av 3,3V eller 5V regulator krets är att det gör att du kan uppnå önskad spänning med ett minimum antal komponenter.

Det tillåter också högre strömbelastningar att användas vid utgångarna, dessutom har ingångsspänningen inga begränsningar och kan ökas enligt BJT: s hanteringskapacitet och med några mindre justeringar i motståndsvärdena.

I det givna exemplet kan en ingång på 12V till 24V ses, som kan anpassas till vilken önskad nivå som helst till 3.3V, 6V, 9V, 12V, 15V, 18V, 20V eller till något annat mellanvärde helt enkelt genom att dra ratt på den medföljande potentiometer .