Я хочу использовать USB для питания устройств, предназначенных для работы с одной, двумя или тремя батареями AA/AAA. Три кажутся самыми сложными, потому что они включают падение напряжения всего на ~ 0,5 В с 5 ± 0,25 В до 4,5 В.
После прочтения (мои познания в области электроники чрезвычайно ржавые), кажется, что регулируемый регулятор с низким падением напряжения (LDO) — это то, что нужно (но, пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь). Лучшим вариантом, доступным на местном уровне, кажется NCV59302 , и, поскольку я рассчитываю потреблять максимум 1 А при 4,5 В, его падение напряжения ~ 175 мВ при 1 А должно означать, что я могу получить 4,5 В, пока питание USB > 4,675 В.
Однако я не совсем уверен, как заставить его работать правильно. Спецификация находится здесь , а моя интерпретация инструкции проиллюстрирована на принципиальной схеме ниже. Больше всего мне непонятны резисторы, хотя я знаю, что мог допустить и другие серьезные ошибки. Кто-то уже спрашивал здесь о резисторах для NCP59302 , очень похожего компонента (я не уверен, в чем разница между NCV и NCP), но после прочтения ответов я все еще не уверен, какие резисторы будут работать. Я также не уверен на 100% ни в одном из компонентов или проводке.
Формула, приведенная в техпаспорте для определения выходного напряжения:
I ADJ обычно составляет 100 нА и может достигать 350 нА, но это незначительно влияет на V OUT . Из того, что я могу сказать, с резистором R2 в качестве резистора 180 Ом на выходе будет 1,5 В, 3 В и 4,5 В, когда потенциометр R1 500 Ом установлен на ~ 37,7 Ом, 255,5 Ом и 473,2 Ом соответственно. Или я что-то упускаю?
Что касается других компонентов:
Я думаю, самый важный вопрос: если я все это подключил, как показано на схеме выше, должно ли это работать? Или я сделал ошибку?
Заранее большое спасибо.
Схема, как показано, будет работать. Помните, однако, что это линейный регулятор, а это означает, что напряжение падает за счет превращения избыточной энергии в тепло. При 4,5 В падение небольшое, но если вы падаете до 1,5 В (падение 3,5 В) при 500 мА (вы не должны ожидать большего от USB), вам придется иметь дело с 1,75 Вт тепла. Количество тепла, которое может рассеивать подключенная вами микросхема, зависит от конструкции печатной платы (вы имели в виду подключение компонента для поверхностного монтажа?), но в любом случае 1,75 Вт будет верхним пределом того, что вы можете ожидать от корпуса TO-220. компонент для рассеивания. Я бы, вероятно, использовал радиатор или позаботился о том, чтобы моя нагрузка не потребляла столько тока.
Выбор резистора в принципе не имеет значения. Два аспекта, которые обычно необходимо учитывать при выборе резисторов, — это номинальная мощность (1/4 Вт, 1/2 Вт и т. д.) и допуск (1%, 5%, 10%). Номинальная мощность в этом случае не важна (см. ниже), а поскольку у вас есть потенциометр с ручной регулировкой, допуск также не важен. Почти любой резистор примерно подходящего номинала подойдет для .
Оба резистора могут быть маломощными. Как вы сказали, ток пренебрежимо мал и им можно полностью пренебречь. Через два резистора также будет протекать ток от выходного напряжения до земли, который можно рассчитать по закону Ома ( ). Во всех случаях это будет около 7 мА.
Конденсаторы предназначены для фильтрации/уменьшения пульсаций, и их характеристики не слишком важны. Если они примерно такие же, как предложено в техническом описании (и номинальное напряжение выше того, что они увидят), то проблем быть не должно.
Ваши расчеты кажутся правильными. Это всего лишь базовый расчет делителя напряжения . Регулятор регулирует выходное напряжение, пока не увидит 1,24 В на ADJ. Вы можете подтвердить правильность своих расчетов с помощью уравнения, приведенного в Википедии:
Где 1,24 В, ваше целевое напряжение, и вы хотите решить для .
поэтому для случая 4,5 В:
Электронике присуща изменчивость, а это означает, что любые значения, которые вы вычисляете, не будут точно правильными, когда вы их подключите. Подключите его, подключите выход к вольтметру и регулируйте потенциометр, пока не получите нужное напряжение.
Я думаю, вы правильно поняли математику, но поскольку для Iadj требуется всего 350 наноампер , ваши резисторы тратят впустую большую часть емкости батарей.
Самый простой способ сделать это — установить для Vadj значение 1,24 вольта, при этом желаемое значение Vout должно быть в верхней части строки, а ток должен быть не менее Iadj, а ток через R2 — через R1.
Например, предположим, что у нас есть 100 микроампер, которые мы можем выделить для цепочки, и что Iadj составляет 100 нА согласно спецификации.
Затем с оставшимися 99,9 микроамперами, протекающими через R1 и R2, с Vout, равным 4,5 вольт, и с Vadj, равным 1,24 вольта относительно земли,
Vout - Vadj 3.26V
R1 = -------------- = ------- ~ 32.6k ohms
It 100µA
и,
Vadj
R2 = -------- ~ 12.4k ohms
99.9µA
Однако, если бы Iadj оказался равным 350 нА, а R1 и R2 остались прежними, то Vadj остался бы на уровне 1,24 В, а IR2 остался бы на уровне 99,9 мкА, но ток через R1 увеличился бы до 100,25 мкА, заставив падение на R1 увеличиться. до 3,268 вольт, а Vout до 4,51 вольт, поэтому эти значения сопротивления уменьшат нагрузку на батареи.
Ваша схема точно такая же, как на рис. 21 в техпаспорте, так что она должна работать нормально.
Керамические конденсаторы?
ЛеоР
Тим
Игнасио Васкес-Абрамс
Тим