Параметрические стабилизаторы напряжения для микроконтроллеров

Стабилизатор напряжения является важным звеном в любом источнике питания. От устойчивости и стабильности питающего напряжения во многом зависит надёжность работы и долговечность всего устройства.

Для питания МК обычно применяют стабилизаторы двух видов: параметрические на стабилитронах и компенсационные на интегральных микросхемах. Многочисленные разновидности транзисторных стабилизаторов напряжения, которые публиковались в 1980-х годах, сейчас уже не актуальны. Причина банальная — если нужно максимально дешёвое изделие, то ставят стабилитрон, а если нужен высокий коэффициент стабилизации и защита от перегрузок, то ставят малогабаритную интегральную микросхему.

Несмотря на простоту параметрических стабилизаторов напряжения, именно они хорошо отводят излишний ток, попадающий в цепь питания через входные диоды в стандартных схемах защиты линий портов МК (например, Рис. ЗЛО, б).

Следует учитывать, что низковольтные стабилитроны общего применения имеют «тестированный» ряд напряжений — 3. 0; 3.3; 3.6; 3.9; 4.3; 4.7; 5.1; 5.6; 6.2; 7.5; 8.2; 9.1; 12 В при точности ±5 или ±10%. Минимальный ток стабилизации согласно даташитам может составлять 1; 3; 5 мА. Мощность рассеяния стабилитронов бывает 0.5; 1; 3; 5 Вт, что зависит от их габаритных размеров и материала корпуса (металл или пластмасса). У поверхностно монтируемых стабилитронов в SMD-корпусе мощность рассеяния составляет 0.25 и 0.5 Вт.

Параметрические стабилизаторы положительного напряжения выполняются по схемам, приведенным на Рис. 6.5, а…е. Их ядром служат двух- или трёхвыво-дные стабилитроны, иногда дополненные транзисторными усилителями тока.

Рис. 6.5. Схемы параметрических стабилизаторов напряжения (начало):

а) стандартный стабилизатор напряжения с балластным резистором R1 и стабилитроном VDI. Конденсаторы C1…C3 снижают сетевые пульсации и ВЧ-помехи. Диод VD2 уменьшает выходное напряжение до необходимых +4.9…+5 В. Сопротивление резистора R1 должно быть таким, чтобы ток через стабилитрон VD1 находился в пределах ^ctmin-‘-^сгмах ,ю вс^м диа» пазоне входных напряжений, температур и токов нагрузки;

б) светодиод HL1 одновременно является индикатором наличия питания и частью стабилизатора напряжения. По яркости его свечения можно приблизительно судить о токе нагрузки. Важно, чтобы ток через индикатор HL1 всегда был меньше 20 мА, иначе следует увеличить сопротивление резистора R1 или поставить параллельно светодиоду резистивный шунт;

Рис. 6.5. Схемы параметрических стабилизаторов напряжения (окончание):

в) повышение коэффициента стабилизации за счёт генератора тока на полевом транзисторе VT1. Транзистор VT2 увеличивает отдаваемую в нагрузку мощность. Выходное напряжение +5 В меньше напряжения стабилизации VD1 на 0.6…0.7 В из-за падения напряжения между базой и эмиттером транзистора VT2.

г) базовая схема включения трёхвыводного стабилитрона VDI. Его достоинства — повышенный до 800… 1000 коэффициент стабилизации и широкий диапазон тока нагрузки 1…100 мА. При полном замыкании резистора R2 выходное напряжение равняется внутреннему опорному напряжению стабилитрона VD1 (2.5 В). Замена VD1 — любой трёхвыводной стабилитрон из серии «431» разных фирм-изготовителей;

д) стабилизатор напряжения с транзисторным усилителем тока. Выходное напряжение определяется по формуле = 1-25-(1 + R2 ,[кОм]/(R2 2[кОм] + /?3[кОм])) + 0.7, где R2, (R2 2) — это сопротивление между верхним и средним (нижним и средним) отводами резистора R2 после регулирования. Число «0.7» означает.напряжение Ub7) транзистора VTI в вольтах. Число «1.25» означает внутреннее опорное напряжение стабилитрона VD1 в вольтах. В качестве замены подойдут любые трёхвыводные стабилитроны из серии «1431». Также можно использовать стабилитроны с опорным напряжением 2.5 В из серии «431», заменив число «1.25» числом «2.5» в расчётной формуле для ишх;

е) мощный «параллельный» стабилизатор напряжения с балластным резистором R1 и шунтирующим транзистором VT1. Выходное напряжение устанавливается резистором R2.

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

Параметрические стабилизаторы напряжения для микроконтроллеров

Стабилизатор напряжения является важным звеном в любом источнике питания. От устойчивости и стабильности питающего напряжения во многом зависит надёжность работы и долговечность всего устройства.

Для питания МК обычно применяют стабилизаторы двух видов: параметрические на стабилитронах и компенсационные на интегральных микросхемах. Многочисленные разновидности транзисторных стабилизаторов напряжения, которые публиковались в 1980-х годах, сейчас уже не актуальны. Причина банальная — если нужно максимально дешёвое изделие, то ставят стабилитрон, а если нужен высокий коэффициент стабилизации и защита от перегрузок, то ставят малогабаритную интегральную микросхему.

Несмотря на простоту параметрических стабилизаторов напряжения, именно они хорошо отводят излишний ток, попадающий в цепь питания через входные диоды в стандартных схемах защиты линий портов МК (например, Рис. ЗЛО, б).

Следует учитывать, что низковольтные стабилитроны общего применения имеют «тестированный» ряд напряжений — 3.0; 3.3; 3.6; 3.9; 4.3; 4.7; 5.1; 5.6; 6.2; 7.5; 8.2; 9.1; 12 В при точности ±5 или ±10%. Минимальный ток стабилизации согласно даташитам может составлять 1; 3; 5 мА. Мощность рассеяния стабилитронов бывает 0. м диа» пазоне входных напряжений, температур и токов нагрузки;

б) светодиод HL1 одновременно является индикатором наличия питания и частью стабилизатора напряжения. По яркости его свечения можно приблизительно судить о токе нагрузки. Важно, чтобы ток через индикатор HL1 всегда был меньше 20 мА, иначе следует увеличить сопротивление резистора R1 или поставить параллельно светодиоду резистивный шунт;

Рис. 6.5. Схемы параметрических стабилизаторов напряжения (окончание):

в) повышение коэффициента стабилизации за счёт генератора тока на полевом транзисторе VT1. Транзистор VT2 увеличивает отдаваемую в нагрузку мощность. Выходное напряжение +5 В меньше напряжения стабилизации VD1 на 0.6…0.7 В из-за падения напряжения между базой и эмиттером транзистора VT2.

г) базовая схема включения трёхвыводного стабилитрона VDI. Его достоинства — повышенный до 800… 1000 коэффициент стабилизации и широкий диапазон тока нагрузки 1…100 мА. При полном замыкании резистора R2 выходное напряжение равняется внутреннему опорному напряжению стабилитрона VD1 (2. 5 В). Замена VD1 — любой трёхвыводной стабилитрон из серии «431» разных фирм-изготовителей;

д) стабилизатор напряжения с транзисторным усилителем тока. Выходное напряжение определяется по формуле = 1-25-(1 + R2 ,[кОм]/(R2 2[кОм] + /?3[кОм])) + 0.7, где R2, (R2 2) — это сопротивление между верхним и средним (нижним и средним) отводами резистора R2 после регулирования. Число «0.7» означает.напряжение Ub7) транзистора VTI в вольтах. Число «1.25» означает внутреннее опорное напряжение стабилитрона VD1 в вольтах. В качестве замены подойдут любые трёхвыводные стабилитроны из серии «1431». Также можно использовать стабилитроны с опорным напряжением 2.5 В из серии «431», заменив число «1.25» числом «2.5» в расчётной формуле для ишх;

е) мощный «параллельный» стабилизатор напряжения с балластным резистором R1 и шунтирующим транзистором VT1. Выходное напряжение устанавливается резистором R2.

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

Как выбрать регулятор напряжения

Четверг, 8 февраля 2018 г. / Ибрар Айюб

Все электронные проекты нуждаются в энергии. Энергия может поступать либо из энергии, хранящейся в батарее, либо непосредственно из сетевого напряжения переменного тока или постоянного тока из возобновляемых источников, таких как солнечная энергия. ИС управления питанием (PMIC) помогают управлять требованиями к питанию в системе, включая масштабирование напряжения, зарядку аккумулятора и преобразование постоянного тока в постоянный. Выбор правильного PMIC может повлиять на то, станет ли конечный продукт успешным или нет. Неотъемлемой частью любого решения PMIC является регулятор напряжения. Регуляторы напряжения обеспечивают постоянное выходное напряжение от более высокого или более низкого входного напряжения. В этом блоге давайте рассмотрим разнообразие регуляторов напряжения, способы их выбора и то, как данные Octopart могут помочь вам принять решение о правильном выборе регулятора напряжения для вашего проекта. Это продолжение нашей серии блогов о том, как выбрать конденсатор, резистор, катушку индуктивности, разъем, корпуса интегральных схем и микроконтроллеры.

Регуляторы напряжения обеспечивают стабильное напряжение постоянного тока во время работы системы. Регуляторы напряжения могут получать питание либо от сетевого напряжения переменного тока от настенных розеток, либо от батарей в электронных устройствах. Аккумуляторы разряжаются почти линейно со временем, и регуляторы напряжения необходимы для поддержания стабильного питания электронных систем.

Батареи со временем разряжаются — требуется регулировка напряжения

Помимо питания цепей, часто используется точное постоянное напряжение в качестве эталона, с которым сравниваются сигналы напряжения для принятия решений. Если это опорное напряжение не очень стабильно и сильно колеблется, оно влияет на принятие решений в системе. ПРИМЕЧАНИЕ :  Входное напряжение и напряжение питания иногда используются взаимозаменяемо, поскольку регуляторы напряжения используют напряжение питания в качестве входа.

Давайте углубимся в некоторые из наиболее распространенных параметров, которые используются для выбора регулятора напряжения.

Мы возьмем TPS76733 от Texas Instruments в качестве примера, чтобы узнать о параметрах, которые влияют на решение о выборе конкретного регулятора.

ВАЖНЫЕ ПАРАМЕТРЫ:

1. Выходное напряжение:   Выходное напряжение — это постоянное напряжение, при котором, как вы ожидаете, регулятор напряжения будет регулировать напряжение. Регулятор принимает зашумленный вход и регулирует его до определенного напряжения, например, 3,3 В.
2. Точность:  Точность означает, насколько выходное напряжение изменяется в зависимости от температуры и тока нагрузки.
3. Ток нагрузки:  Ток нагрузки относится к максимальному выходному току, ожидаемому от регулятора напряжения системой нагрузки.
4. Эффективность:  Эффективность регулятора определяется отношением выходной мощности к входной мощности, которое пропорционально отношению выходного напряжения к входному напряжению. Падение напряжения регулятора ограничивает близость выхода к входу. Чем ниже падение напряжения, тем более эффективным будет линейный регулятор. Импульсные стабилизаторы имеют теоретическую стопроцентную эффективность, но на практике она ограничена сопротивлением переключателя на полевых транзисторах, падением напряжения на диоде и ESR как катушки индуктивности, так и выходного конденсатора.
5. Напряжение отпускания:  Напряжение отпускания применимо только к линейным регуляторам. Это наименьшая возможная разница между выходным и входным напряжением питания при сохранении предполагаемого рабочего диапазона регулятора напряжения.

Подробнее: Как выбрать регулятор напряжения

Категории: Новости и обновления электроники
Теги: регуляторы, солнечная энергия, напряжение

сопротивление — Включение/выключение регулятора напряжения с помощью микроконтроллера

спросил

2 года, 6 месяцев назад

Изменено 2 года, 6 месяцев назад

Просмотрено 713 раз

\$\начало группы\$

Я пытаюсь управлять (включать/выключать) регулятором напряжения, который имеет вывод включения, подключив его к цифровому выводу микроконтроллера. Мне нужна помощь, чтобы найти значения резисторов (R1 и R2), которые будут использоваться для сопряжения. Пожалуйста, найдите мою схему ниже.

^{имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab}

Технические характеристики

Микроконтроллер работает от 3,3 В, а ток GPIO1 ограничен 4 мА. Регулятор напряжения включает высокий логический вывод, минимум 2,4 В, максимум логического минимума 0,8 В, а максимальный ток 750 мкА. Техническое описание LDO

— https://www.mouser.in/datasheet/2/268/MIC2915x_30x_50x_75x_High_Current_Low_Dropout_Regu-1889172.pdf

Я новичок и буду признателен за любую помощь в понимании других проблем, связанных с этим интерфейсом.

• микроконтроллер
• сопротивление
• ldo

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

R1 можно не указывать, если GPIO MCU настроен как двухтактный выход.