صنع دائرة منظم جهد 3.3 فولت ، 5 فولت مع الثنائيات والترانزستورات

في هذا المنشور ، نتعلم إنشاء دوائر منظم جهد 3.3 فولت و 5 فولت من مصادر جهد أعلى ، مثل 12 فولت أو مصدر 24 فولت بدون دوائر متكاملة.

المرحلية الخطية

عادة يتم الحصول على جهد تنحى من مصدر جهد أعلى باستخدام IC خطي مثل سلسلة 78XX منظم الجهد IC أو محول باك.

يمكن أن يكون كلا الخيارين أعلاه مكلفًا و / أو خيارات معقدة للحصول على جهد معين مطلوب بسرعة لتطبيق معين.

ثنائيات زينر

الصمام الثنائي زينر تصبح s مفيدة أيضًا عندما يتعلق الأمر بتحقيق جهد أقل من مصدر أعلى ، ومع ذلك لا يمكنك الحصول على تيار كافٍ من مشبك جهد زينر ديود. يحدث هذا لأن ثنائيات زينر عادةً ما تشتمل على مقاومة عالية القيمة لحماية نفسها من التيارات العالية ، مما يقيد مرور التيار العالي إلى المخرجات على ملي أمبير فقط ، والتي تصبح في الغالب غير كافية للحمل المرتبط.

طريقة سريعة ونظيفة لاشتقاق 3.3 فولت أو 5V تنظيم أو أي قيمة أخرى مطلوبة من مصدر جهد أعلى معين هي استخدام صمامات ثنائية متسلسلة كما هو موضح في الرسم البياني التالي.

استخدام الثنائيات المعدل لإسقاط الجهد

في الرسم البياني أعلاه ، يمكننا أن نرى حوالي 10 صمامات ثنائية تُستخدم للحصول على خرج 3 فولت في النهاية القصوى ، بينما يمكن أيضًا رؤية القيم المقابلة الأخرى في شكل 4.2 فولت و 5 فولت و 6 فولت عبر الثنائيات ذات الصلة المتساقطة.

نحن نعلم أن الصمام الثنائي المعدل عادةً ما يتميز بانخفاض حوالي 0.6 فولت عبر نفسه ، مما يعني أن أي تغذية محتملة في أنود الصمام الثنائي ستولد ناتجًا عند الكاثود الخاص به والذي سيكون عادةً أقل بمقدار 0.6 فولت تقريبًا من المدخلات عند الأنود.

نحن نستفيد من الميزة المذكورة أعلاه من أجل تحقيق إمكانات الجهد المنخفض المشار إليها من مصدر أعلى معين.

باستخدام 1N4007 ديود لتيار 1 أمبير

في الرسم التخطيطي ، يتم عرض الثنائيات 1N4007 والتي قد لا تنتج أكثر من 100 مللي أمبير ، على الرغم من تصنيف الثنائيات 1N4007 للتعامل مع ما يصل إلى 1 أمبير ، إلا أنه يجب التأكد من أن الثنائيات لا تبدأ في التسخين ، وإلا فقد يؤدي ذلك إلى السماح بمرور الفولتية العالية .

نظرًا لأن الصمام الثنائي يسخن الانخفاض المقدر عبره يبدأ في الانحسار نحو الصفر ، ولهذا السبب لا ينبغي توقع أكثر من 100 مللي أمبير كحد أقصى من التصميم أعلاه لمنع التسخين الزائد وتمكين الاستجابة المثلى من التصميم.

بالنسبة للتيارات العالية ، يمكن للمرء أن يختار الثنائيات ذات التصنيف الأعلى مثل 1N5408 (0.5 أمبير كحد أقصى) أو 6A4 (2 أمبير كحد أقصى) إلخ.

يتمثل عيب التصميم أعلاه في أنه لا ينتج قيمًا محتملة دقيقة عند الإخراج ، وبالتالي قد لا يكون مناسبًا للتطبيقات التي قد تكون هناك حاجة إلى مراجع جهد مخصصة أو للتطبيقات حيث يمكن أن تكون معلمة الحمل حاسمة من حيث مواصفات الجهد.

بالنسبة لمثل هذه التطبيقات ، قد يصبح التكوين التالي مرغوبًا جدًا ومفيدًا:

استخدام باعث التابع BJT

يظهر الرسم البياني أعلاه بسيط المتابع الباعث التكوين باستخدام BJT وعدد قليل من المقاومات.

الفكرة تشرح نفسها بنفسها ، هنا يتم استخدام القدر لضبط الإخراج إلى أي مستوى مرغوب فيه من 3 فولت أو أقل إلى الحد الأقصى لمستوى إدخال التغذية ، على الرغم من أن الحد الأقصى للإخراج المتاح سيكون دائمًا أقل من 0.6 فولت من جهد الدخل المطبق.

ميزة دمج أ BJT لصنع منظم 3.3 فولت أو 5 فولت الدائرة هي أنها تمكنك من تحقيق أي جهد تريده باستخدام أقل عدد ممكن من المكونات.

كما أنه يسمح باستخدام أحمال تيار أعلى في المخرجات ، علاوة على ذلك ، لا توجد قيود على جهد الدخل ويمكن زيادته وفقًا لقدرة معالجة BJT وبواسطة بعض التعديلات الطفيفة في قيم المقاوم.

في المثال المعطى ، يمكن رؤية مدخلات من 12 فولت إلى 24 فولت ، والتي يمكن تخصيصها لأي مستوى مرغوب فيه مثل 3.3 فولت ، 6 فولت ، 9 فولت ، 12 فولت ، 15 فولت ، 18 فولت ، 20 فولت أو إلى أي قيمة وسيطة أخرى ببساطة عن طريق النقر فوق الزر وشملت مقبض مقياس فرق الجهد .