Herstellung eines 3,3 V, 5 V Spannungsreglerkreises mit Dioden und Transistoren

In diesem Beitrag lernen wir, 3,3 V, 5 V Spannungsreglerschaltungen aus höheren Spannungsquellen wie 12 V oder einer 24 V-Quelle ohne ICs herzustellen.

Lineare ICs

Normalerweise wird eine Abwärtsspannung von einer Quelle mit höherer Spannung erhalten, indem ein linearer IC wie eine 78XX-Serie verwendet wird Spannungsregler IC oder ein Abwärtswandler.

Beide oben genannten Optionen können kostspielige und / oder komplexe Optionen sein, um eine bestimmte gewünschte Spannung für eine bestimmte Anwendung schnell zu erhalten.

Zenerdioden

Zenerdiode s werden auch nützlich, wenn es darum geht, eine niedrigere Spannung von einer höheren Quelle zu erreichen. Sie können jedoch nicht genügend Strom von einer Zenerdioden-Spannungsklemme erhalten. Dies geschieht, weil Zenerdioden normalerweise einen hochwertigen Widerstand zum Schutz vor hohen Strömen enthalten, wodurch der Durchgang eines höheren Stroms zum Ausgang auf nur Milliampere beschränkt wird, was für eine zugehörige Last meist unzureichend wird.

Ein schneller und sauberer Weg, um eine 3,3V oder abzuleiten 5V Regelung oder jeder andere gewünschte Wert von einer gegebenen Quelle mit höherer Spannung besteht darin, Seriendioden zu verwenden, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Gleichrichterdioden zum Absinken der Spannung verwenden

Im obigen Diagramm sehen wir ungefähr 10 Dioden, die zum Erfassen eines 3-V-Ausgangs am äußersten Ende verwendet werden, während andere entsprechende Werte auch in Form von 4,2-V-, 5-V- und 6-V-Pegeln über die relevanten Abfalldioden gesehen werden können.

Wir wissen, dass eine Gleichrichterdiode typischerweise so charakterisiert ist, dass sie über sich selbst um etwa 0,6 V abfällt, was bedeutet, dass jedes an der Anode einer Diode eingespeiste Potential einen Ausgang an ihrer Kathode erzeugt, der normalerweise ungefähr 0,6 V weniger als der Eingang an ihrer Anode wäre.

Wir nutzen das obige Merkmal, um die angegebenen niedrigeren Spannungspotentiale aus einer gegebenen höheren Versorgung zu erreichen.

Verwendung einer 1N4007-Diode für 1 Ampere Strom

In der Abbildung sind 1N4007-Dioden dargestellt, die möglicherweise nicht mehr als 100 mA liefern. Obwohl 1N4007-Dioden für eine Spannung von bis zu 1 Ampere ausgelegt sind, muss sichergestellt werden, dass sich die Dioden nicht erwärmen, da sonst höhere Spannungen durchgelassen werden könnten .

Da sich die Diode erwärmt, beginnt der Nennabfall über Null abzunehmen, weshalb von der obigen Konstruktion nicht mehr als 100 mA erwartet werden sollten, um eine Überhitzung zu verhindern und eine optimale Reaktion der Konstruktion zu ermöglichen.

Für höhere Ströme kann man sich für Dioden mit höherer Nennleistung wie 1N5408 (max. 0,5 A) oder 6A4 (max. 2 A) usw. entscheiden.

Der Nachteil des obigen Entwurfs besteht darin, dass er keine genauen Potentialwerte am Ausgang erzeugt und daher möglicherweise nicht für Anwendungen geeignet ist, bei denen kundenspezifische Spannungsreferenzen erforderlich sind, oder für Anwendungen, bei denen der Lastparameter im Hinblick auf seine Spannungsspezifikationen entscheidend sein könnte.

Für solche Anwendungen könnte die folgende Konfiguration sehr wünschenswert und nützlich werden:

Verwenden eines Emitter Follower BJT

Das obige Diagramm zeigt eine einfache Emitterfolger Konfiguration mit einem BJT und einigen Widerständen.

Die Idee ist selbsterklärend. Hier wird der Poti verwendet, um den Ausgang auf einen beliebigen Pegel von 3 V oder weniger bis zum maximal eingespeisten Eingangspegel einzustellen, obwohl der maximal verfügbare Ausgang immer weniger als 0,6 V als die angelegte Eingangsspannung betragen würde.

Der Vorteil der Einbeziehung von a BJT zur Herstellung eines 3,3-V- oder 5-V-Reglers Schaltung ist, dass es Ihnen ermöglicht, jede gewünschte Spannung mit minimaler Anzahl von Komponenten zu erreichen.

Es ermöglicht auch die Verwendung höherer Strombelastungen an den Ausgängen, außerdem unterliegt die Eingangsspannung keinen Einschränkungen und kann gemäß der Handhabungskapazität des BJT und durch einige geringfügige Änderungen der Widerstandswerte erhöht werden.

In dem gegebenen Beispiel ist ein Eingang von 12 V bis 24 V zu sehen, der auf jeden gewünschten Pegel wie 3,3 V, 6 V, 9 V, 12 V, 15 V, 18 V, 20 V oder auf einen anderen Zwischenwert zugeschnitten werden kann, indem einfach die Taste gedrückt wird Knopf des mitgelieferten Potentiometer .