Faire un circuit de régulateur de tension 3,3 V, 5 V avec des diodes et des transistors

Dans cet article, nous apprenons à fabriquer des circuits de régulation de tension de 3,3 V, 5 V à partir de sources de tension plus élevées, telles que 12 V ou une source 24 V sans CI.

CI linéaires

Normalement, une tension abaissée à partir d'une source de tension plus élevée est obtenue en utilisant un circuit intégré linéaire tel qu'une série 78XX régulateur de tension IC ou un convertisseur buck.

Les deux options ci-dessus peuvent être des options coûteuses et / ou complexes pour obtenir rapidement une tension particulière souhaitée pour une application particulière.

Diodes Zener

Diode Zener s deviennent également utiles lorsqu'il s'agit d'obtenir une tension inférieure à partir d'une source plus élevée, mais vous ne pouvez pas obtenir suffisamment de courant d'une pince de tension à diode Zener. Cela se produit parce que les diodes Zener impliquent normalement une résistance de haute valeur pour se protéger des courants élevés, ce qui limite le passage d'un courant plus élevé vers la sortie à seulement milliampères, ce qui devient généralement insuffisant pour une charge associée.

Un moyen rapide et propre de dériver un 3,3 V ou Régulation 5V ou toute autre valeur souhaitée à partir d'une source de tension supérieure donnée consiste à utiliser des diodes en série comme indiqué dans le diagramme suivant.

Utilisation de diodes de redressement pour la chute de tension

Dans le diagramme ci-dessus, nous pouvons voir qu'environ 10 diodes sont utilisées pour acquérir une sortie 3V à l'extrémité, tandis que d'autres valeurs correspondantes peuvent également être vues sous la forme de niveaux de 4,2 V, 5 V et 6 V à travers les diodes de chute pertinentes.

Nous savons qu'une diode de redressement est généralement caractérisée pour chuter autour de 0,6 V sur elle-même, ce qui signifie que tout potentiel alimenté à l'anode d'une diode générera une sortie à sa cathode qui serait normalement d'environ 0,6 V inférieure à l'entrée à son anode.

Nous profitons de la caractéristique ci-dessus pour atteindre les potentiels de tension inférieurs indiqués à partir d'une alimentation supérieure donnée.

Utilisation de la diode 1N4007 pour un courant de 1 A

Dans le diagramme, les diodes 1N4007 sont montrées qui pourraient ne pas produire plus de 100 mA, bien que les diodes 1N4007 soient conçues pour supporter jusqu'à 1 ampère, il faut s'assurer que les diodes ne commencent pas à chauffer, sinon cela entraînerait le passage de tensions plus élevées. .

Parce que lorsque la diode chauffe la chute nominale à travers elle commence à reculer vers zéro, c'est pourquoi il ne faut pas attendre plus de 100 mA max de la conception ci-dessus pour éviter la surchauffe et permettre une réponse optimale de la conception.

Pour des courants plus élevés, on peut opter pour des diodes plus élevées telles que 1N5408 (0,5 ampère max) ou 6A4 (2 ampères max) etc.

L'inconvénient de la conception ci-dessus est qu'elle ne produit pas de valeurs potentielles précises en sortie et peut donc ne pas convenir aux applications où des références de tension personnalisées peuvent être nécessaires ou pour des applications où le paramètre de charge pourrait être crucial en termes de spécifications de tension.

Pour de telles applications, la configuration suivante pourrait devenir très souhaitable et utile:

Utilisation d'un émetteur suiveur BJT

Le diagramme ci-dessus montre un simple émetteur suiveur configuration utilisant un BJT et quelques résistances.

L'idée est explicite, ici le potentiomètre est utilisé pour ajuster la sortie à n'importe quel niveau souhaité, de 3 V ou moins au niveau d'entrée maximum alimenté, bien que la sortie maximale disponible soit toujours inférieure à 0,6 V que la tension d'entrée appliquée.

L'avantage d'incorporer un BJT pour faire un régulateur 3.3V ou 5V circuit est qu'il vous permet d'atteindre n'importe quelle tension souhaitée en utilisant un nombre minimum de composants.

Il permet également d'utiliser des charges de courant plus élevées aux sorties, de plus la tension d'entrée n'a pas de restrictions et peut être augmentée selon la capacité de traitement du BJT et par quelques ajustements mineurs dans les valeurs de résistance.

Dans l'exemple donné, une entrée de 12V à 24V peut être vue, qui peut être adaptée à n'importe quel niveau souhaité tel que 3,3V, 6V, 9V, 12V, 15V, 18V, 20V ou à toute autre valeur intermédiaire simplement en effleurant le bouton du inclus potentiomètre .