Hoy voy a presentarles un circuito que tiene un rendimiento superior al anterior. Y te gustará como a mí. Es un regulador de conmutación reductor de 1,5 V que utiliza KA34063/MC34063. Imagina que tienes un viejo reproductor de MP3; necesita una batería de 1,5 V. Pero solo tienes el banco de energía, puerto USB con salida de 5V. Claro, no funciona. Por tanto, este circuito es una buena solución.
Si necesita voltaje de 1,5 V para dispositivos portátiles pequeños. Normalmente utilizamos una batería de 1,5V. Pero a veces es un inconveniente. Ahora, un puerto USB es muy popular. Será genial si lo usas. Pero son 5V. Necesitamos convertirlo a un voltaje estable de 1,5 V.
En el pasado, usé LM317: circuito convertidor de 5V a 1,5V. Porque es fácil de usar y barato. Pero es de baja eficiencia. ¿Cómo? Déjame explicarte
Mira el circuito a continuación.
Ahora le estoy enseñando a mi hija a aprender circuitos electrónicos. Le gusta aprender mediante métodos experimentales. Para entender paso a paso (Cerebro lento, tanto padre como hija). Espero que también te sea útil. Aprendamos juntos.
Agregamos una resistencia de 10 ohmios y 1 W a la salida como carga.
¿Es constante el nivel de voltaje de salida? midamos el voltaje.
Como resultado, el voltaje de salida cae a aproximadamente 1,4 V.
¿qué pasó? Luego, medimos la corriente de carga. Según el principio de la ley de Ohm. Cuando el voltaje es de 1,5 V, la resistencia es de 10 ohmios. La corriente que fluye a través de él es de 0,15 A (1,5 V/10 ohmios).
Aprenda: ¿Cómo funciona el circuito temporizador NE555?
Pero en este caso la corriente cae ligeramente. Debido a que el voltaje disminuye, la corriente también disminuye a 0,139 A como se muestra a continuación.
¡Aún funciona! Pero ¿queremos qué mejor?
Aprenda a continuación: medimos todas las corrientes de este circuito. Muestra 0.151A.
Recomendado: ¡Aprendiendo electrónica para principiantes!
Algunas de las corrientes desaparecieron. Porque el LM317 lo necesita como Adj. Es muy poco hasta que puedas ignorarlo.
Mire el diagrama de bloques a continuación. Lo entenderemos más.
Parece que LM317 y Load están conectados en serie. Por lo tanto, cada dispositivo tiene corriente que fluye a través de una sola corriente, aproximadamente 0,15 A.
Aviso: La caída de voltaje en el LM317 es de aproximadamente 3,5 V. Por tanto, se desperdicia más del 50% de la energía. (Aprox. 0,15 A x 3,5 V = 0,52 W)
Para ser claros, aumentemos el voltaje de entrada a 12 V. Como era de esperar, la caída de voltaje en el LM317 es de aproximadamente 10,5 V.
Por tanto, una pérdida de potencia de 1,57W Oh… demasiado alto. Aunque la potencia de salida es de aproximadamente 0.225W solamente.
Por todas estas razones, deberíamos encontrar una alternativa mejor.
Eso es un fuente de alimentación conmutada. Incluye un chip de conmutación y un inductor o condensador. Para generar el voltaje y la corriente de salida.
Es más eficiente, produce una salida con un voltaje menor o mayor que el suministro. Incluso puede aumentar la corriente más alta. (Aprenderemos juntos en la próxima oportunidad).
No se confunda, ¡veamos primero un voltaje más bajo! 🙂
En resumen, llamamos regulador Buck.
Regulador de dólar
Necesita un voltaje de entrada alto para alimentar un voltaje de salida bajo.
Algunos lo llaman convertidor reductor, convertidor de CC reductor, regulador de conmutación reductor.
Leer antes: ¡El principio de funcionamiento del convertidor Buck de CC a CC es básico!
En poco tiempo, ¿cómo funciona?
En el interior, un regulador reductor tiene un oscilador de alta frecuencia para encender y apagar un transistor (o FET). Enviar mucha energía a un inductor. Luego, el transistor se apaga, la energía del inductor se almacena en un capacitor de salida para cargar.
Características interesantes: Se necesitará un alto voltaje con una corriente baja. Luego, conviértalo a un voltaje bajo con una corriente alta. Por ejemplo: convierta 12 V a 0,5 A a 5 V a 1 A, o incluso convierta 5 V a 0,08 A a 1,5 V a 0,15 A (en esta publicación, lea a continuación).
Claro, es más complicado que un LM317. Sin embargo, podemos hacerlo de una manera sencilla, mi hija puede hacerlo y tú también.
Mire el diagrama de bloques a continuación.
Solo se requieren unos pocos componentes externos para crear un suministro completo, que son inductor, capacitor, diodo y conmutación (S).
La S es la parte importante del chip. Hay muchos chips para usar. Algunos son de alta potencia pero demasiado caros en comparación con el LM317. En la final, me quedo con MC3406 o KA34063.
Características similares al LM317. Pero la forma es como NE555, fácil de usar y también barata.
Función de hoja de datos breve
- Corriente del interruptor de salida a 1,5 A
- Funcionamiento desde entrada de 3,0 V a 40 V
- Limitacion actual
- Voltaje de salida ajustable
- Operación de frecuencia a 100 kHz
Luego, consulte la estructura básica del circuito interno a continuación.
Cr: https://www.onsemi.com/
Algunos de los componentes del diagrama anterior están dentro del chip. Incluyendo detalles complejos como sistema de conmutación, transistor, comparador y más. Hace nuestro trabajo más fácil y cómodo.
¿Notas un bloque regulador de referencia de 1,25 V?
¡Sí! Parece el LM317. Podemos conectarnos a la salida para monitorear el voltaje y mantener la estabilidad.
Bueno, puede que sea suficiente. Puede que empieces a aburrirte.
Circuito regulador de conmutación elevador de 1,5 V
A continuación, hagamos un regulador de conmutación elevador de 1,5 V utilizando KA34063.
Mi hija se queja de que no le gusta aprender de manera complicada cómo funcionan los circuitos. ¿Es posible? Seleccionamos o configuramos un dispositivo sin un conocimiento profundo del mismo.
Sí, podría ser posible. Los fabricantes de circuitos integrados también quieren que sea fácil de usar. Él presentará cómo usarlo fácilmente en la hoja de datos.
Componentes interesados
R1 y R2: configura el voltaje de salida.
En el pin 5 hay un detector de 1,25 V. Cuando el voltaje en R2 es de 1,25 V. El chip se apagará.
Vsalida = 1,25(1+R1/R2)
Esta fórmula es similar a la del LM317, por lo que se pueden utilizar los valores de resistencia originales.
| Salida de voltaje | R1 | R2 |
|---|---|---|
| 1,5 voltios | 100Ω | 470Ω |
| 3V | 470Ω | 330Ω |
D1: Diodo Schottky de alta velocidad
Este circuito opera a una frecuencia muy alta. Aproximadamente no más de 100 KHz. Por lo tanto, utilice un diodo Schottky de alta velocidad. elegimos 1N5819 es el rectificador Schottky, 40 V, 1 A porque es barato y más popular.
Nota: Hemos tratado 1N4007 (Diodo rectificador normal) con el mismo efecto. Si no tienes 1N5819, pruébalo.
L1: Inductor
Es un componente importante en todos los circuitos reguladores de conmutación. En la hoja de datos, indica 170uH, 220uH, 100uH.
Algunas personas tienen problemas para usarlo o no pueden encontrarlo. Somos lo mismo. Pero ten en cuenta que es una bobina. ¡Es así de simple!
Intentamos envolver los cables en el núcleo de ferrita. ¡Entonces pruébalo! Resultó ser tan bueno como parece.
Mira a continuación. Ejemplo de núcleo de ferrita que utilizamos. Se encuentra más comúnmente en lámparas fluorescentes compactas.
Mi hija mide un núcleo de ferrita de 9,8 mm de diámetro, 4,6 mm de espesor y 5,9 mm.
Luego, enrolle aproximadamente 10 vueltas de cable sólido de 24 AWG en el núcleo de ferrita.
Lea a continuación: inductor de bricolaje bobina de luz fluorescente compacta
Condensadores de filtro C2 y C3
Es otro dispositivo importante. Sirve para almacenar energía eléctrica en el circuito de alimentación. Solíamos probar los valores C2 y C3 de 10uF. El resultado mostró que el voltaje cayó a 0,8 V-0,9 V. Está por debajo del límite especificado.
Cuando cambiamos C2 y C3 de 100 μF a 470 μF, el voltaje sube a 1,5 V estable. Es exactamente lo que calculamos.
Sin embargo, incluso si lo aumentamos a 1000 μF, el voltaje sigue siendo el mismo. Pero la corriente es un poco más estable. No merece la pena (más de lo necesario).
Prueba de rendimiento del circuito
Entonces, probémoslo. Ensamble todo el circuito en la placa de pruebas.
En primer lugar, mida el voltaje de salida sin carga. Resulta 1.515V exactamente como se especifica.
Luego, agregue la carga, resistencia de 10 Ω y 1 vatio. Y mida el voltaje de salida nuevamente. Muestra 1,5V. ¡Excelente! El voltaje cae sólo un poco.
Mida la corriente de carga. ¡Es correcto! Muestra aproximadamente 0.151A, (1.515V÷10Ω).
¿Hay algo mejor que el anterior? ¡Mida a continuación y lo sabremos!
Medimos la corriente de este circuito (Vin). Muestra alrededor de 0.085A. ¡Sí! La corriente es inferior a LM317.
Queremos ver una imagen más clara. ¡Comparemos!
| Casos | MC34063 | LM317 |
|---|---|---|
| Todas las corrientes utilizadas | 0.085A (Bien) | 0.151A |
| Tensión de salida con carga | 1.509V | 1,46 V |
| Corriente de salida con carga | 0.151A | 0.139A |
| Tiempo/Banco de energía 10,000mAh | 117 horas | 66 horas |
De la tabla anterior, si lo usamos con un Power bank de 10,000mAh, podemos usar la carga por casi 2 veces más.
Al reemplazar el voltaje de entrada es de 12V. La corriente de entrada se reduce a sólo 0,056 A. Con la carga aún funcionando, el voltaje de salida permanece constante, 1,5 V a 0,15 A.
Muestra que este circuito es mejor que el circuito original. porque utiliza menos corriente a medida que aumenta el voltaje de entrada. Por supuesto, tampoco se calienta mientras trabaja.
¿Vale la pena? para cambiar a MC34063. En el futuro, intentaremos aumentar el nivel de corriente de salida; espero que este artículo le resulte útil.
Todas las imágenes en tamaño completo y PDF de esta publicación se encuentran en este libro electrónico a continuación. Por favor ayúdame. 🙂
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