Maken van 3.3V, 5V spanningsregelaarcircuit met diodes en transistors

In deze post leren we om 3.3V, 5V spanningsregelaarcircuits te maken van hogere spanningsbronnen, zoals 12V of een 24V bron zonder IC's.

Lineaire IC's

Normaal gesproken wordt een verlagingsspanning van een hogere spanningsbron verkregen door een lineair IC te gebruiken, zoals een 78XX-serie spanningsregelaar IC of een buck converter.

Beide bovenstaande opties kunnen kostbare en / of complexe opties zijn om snel een bepaalde gewenste spanning voor een bepaalde toepassing te krijgen.

Zener-diodes

Zener diode s worden ook handig als het gaat om het bereiken van een lagere spanning van een hogere bron, maar u kunt niet voldoende stroom krijgen van een zenerdiodespanningsklem. Dit gebeurt omdat zenerdiodes normaal gesproken een hoogwaardige weerstand hebben om zichzelf te beschermen tegen hoge stromen, die de doorgang van hogere stroom naar de uitgang beperkt tot slechts milliampère, wat meestal onvoldoende wordt voor een bijbehorende belasting.

Een snelle en schone manier om een ​​3.3V of 5V-regeling of elke andere gewenste waarde van een gegeven hogere spanningsbron is het gebruik van seriediodes zoals weergegeven in het volgende diagram.

Gebruik van gelijkrichterdiodes voor het laten vallen van spanning

In het bovenstaande diagram kunnen we zien dat ongeveer 10 diodes worden gebruikt voor het verkrijgen van een 3V-uitgang aan het uiterste uiteinde, terwijl andere overeenkomstige waarden ook te zien zijn in de vorm van 4,2v-, 5v- en 6V-niveaus over de relevante vallende diodes.

We weten dat een gelijkrichterdiode doorgaans wordt gekenmerkt door een daling van ongeveer 0,6 V over zichzelf, wat betekent dat elk potentiaal dat wordt toegevoerd aan de anode van een diode een uitgangssignaal zal genereren bij de kathode die normaal gesproken ongeveer 0,6 V minder is dan de ingang bij de anode.

We maken gebruik van de bovenstaande functie om de aangegeven lagere spanningspotentialen te bereiken bij een gegeven hogere voeding.

1N4007 Diode gebruiken voor 1 Amp stroom

In het diagram worden 1N4007 diodes getoond die niet meer dan 100mA kunnen opleveren, hoewel 1N4007 diodes geschikt zijn om tot 1amp aan te kunnen, moet ervoor worden gezorgd dat de diodes niet beginnen op te warmen, anders zou dat resulteren in het doorlaten van hogere spanningen .

Omdat naarmate de diode opwarmt de nominale druppel erover begint terug te lopen naar nul, daarom mag niet meer dan 100mA max worden verwacht van het bovenstaande ontwerp om oververhitting te voorkomen en een optimale respons van het ontwerp mogelijk te maken.

Voor hogere stromen kan men kiezen voor diodes met een hogere nominale waarde zoals 1N5408 (max. 0,5 amp.) Of 6A4 (max. 2 amp.) Enz.

Het nadeel van het bovenstaande ontwerp is dat het geen nauwkeurige potentiële waarden produceert aan de uitgang en daarom mogelijk niet geschikt is voor toepassingen waar aangepaste spanningsreferenties nodig kunnen zijn of voor toepassingen waarbij de belastingsparameter cruciaal kan zijn in termen van de spanningsspecificaties.

Voor dergelijke toepassingen kan de volgende configuratie zeer wenselijk en nuttig worden:

Met behulp van een zendervolger BJT

Het bovenstaande diagram toont een eenvoudig zender volger configuratie met een BJT en een paar weerstanden.

Het idee spreekt voor zich, hier wordt de pot gebruikt voor het aanpassen van de output naar elk gewenst niveau, van 3V of lager tot het maximaal toegevoerde ingangsniveau, hoewel de maximaal beschikbare uitgang altijd minder dan 0,6V zou zijn dan de toegepaste ingangsspanning.

Het voordeel van het opnemen van een BJT voor het maken van 3.3V of 5V regelaar circuit is dat het u in staat stelt om elke gewenste spanning te bereiken met een minimaal aantal componenten.

Het maakt ook het gebruik van hogere stroombelastingen aan de uitgangen mogelijk, bovendien kent de ingangsspanning geen beperkingen en kan deze worden verhoogd volgens de verwerkingscapaciteit van de BJT en door enkele kleine aanpassingen in de weerstandswaarden.

In het gegeven voorbeeld is een ingang van 12 V tot 24 V te zien, die kan worden aangepast aan elk gewenst niveau, zoals 3,3 V, 6 V, 9 V, 12 V, 15 V, 18 V, 20 V of een andere tussenwaarde door simpelweg de knop knop van de inbegrepen potentiometer ​