Circuito regulador de voltaje, eficiente, baja caída necesaria

Un diodo zener no es absolutamente bueno para una potencia muy baja (para 1N4732A el voltaje Zener es especificado a 53mA), e incluso los LDO a menudo tienen corrientes de tierra 10 veces su carga de 5 \ $ \ mu \ $ A. Quiere un LDO con un < 1 \ $ \ mu \ $ Una corriente de tierra, como Seiko S-812C40 . El voltaje de salida es de 2.0 a 6.0 V, seleccionable en pasos de 0.1 V, por lo que también hay un tipo de 4V. Usted obtiene 65mA fuera. Caída de hasta 120 mV, y estable incluso sin límite de salida. El S-812C está disponible en SOT-23.

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Acabo de descubrir que también hay una versión con un apagado. ¡Ese S-812C es aún más genial de lo que pensaba! :-)

El ya mencionado MCP1703 es el ajuste que mejor se pueda esperar. El número de pieza que desea es MCP1703T-4002 ... donde

• 40 indica 4 voltios y el siguiente
• .. 0 indica voltaje fijo.
• ... 2 = 2% = disponibilidad estándar)

PERO lo mejor de todo es que está disponible en Digikey por $ US0.77 en unidades ($ 0.47 / 100) como MCP1703T-4002E / DBCT-ND

enlace

• Vinmax = 16V < - bueno para partes de Microchip de este tipo.
• Iout max = 250 mA para la versión 4V.
• Las versiones de Vout inferior están disponibles con calificaciones de Iout inferiores.

Hay 5 o más LDO de 4V disponibles incluso de Digikey, pero la mayoría tiene una corriente de reposo de carga cero en el rango de 70 a 200 uA.

MCP1703 La corriente de tierra (corriente de reposo) es 5uA máx. con carga cero (2 uA típica). El peor de los casos siempre debe usarse para el diseño, 5uA es igual a su corriente de carga mínima especificada, pero sería difícil mejorar en una alternativa de "enrollar su propia" sin un gran esfuerzo. En particular, la disponibilidad de una referencia de intervalo de banda del 2% a solo 5 uU. La corriente inactiva (máx.) Lo coloca en una empresa muy selecta.

Para cargas no nulas, la corriente de tierra es de aproximadamente 0.5 uA por ma, o una "ganancia" de aproximadamente 2000, lo que es sorprendentemente bueno. En general, esto parece ser una parte excelente y una buena relación calidad-precio también.

También disponible como estándar en incrementos Vout de 0.1V de 1.2V a 5.5V y en incrementos de 50 mV a pedido especial.

Tenga en cuenta que los diversos parámetros resaltados en la parte superior de la hoja de datos y en la página de selección de productos son (como suele ser el caso) el mejor valor de caso en cada caso y normalmente no obtiene todos al mismo tiempo. Por ejemplo, Iout max es solo para > = versiones de 4V.

Hoja de datos aquí enlace

Para estar completo, es posible que satisfaga otras necesidades, otros 4V LDO de Digikey, ninguno tan bueno para este rol, incluyen:

Micrel MIC5206 Seiko 812C ROHM BA000LBSG NJR NJU241 Toshiba TA48MxxF TI (NatSemi) LP2985 Microchip TC1014 (mucho mayor Iq)

1V es una cantidad razonable de espacio para un LDO (regulador de baja caída). Sin embargo, no he corrido a través de un LDO de voltaje fijo que funciona con 4V, y tampoco tienden a venir en versiones ajustables, pero podría valer la pena echar un vistazo.

No dijo qué tan preciso lo necesita, por lo que tal vez un LDO de 3.3V con un diodo en la pata de tierra sea lo suficientemente bueno. De lo contrario, podría usar un opamp de baja potencia para conducir un transistor para hacer el 4V.

En cuanto a la referencia de voltaje, hay muchas opciones más allá de los diodos Zener. Hay tres referencias de voltaje de terminal, que son básicamente reguladores de voltaje de baja corriente precisos. También hay derivaciones precisas de baja corriente para este propósito.

El MCP1703 tiene una corriente de tierra típica de 2 µA, abandono de 625 mV y está disponible en una versión de 4 V.

Yo usaría este LDO ajustable:

enlace

El abandono a 100 mA es de 600 mV, por lo que estará bien a 50 mA. Probablemente necesitará agregar una resistencia de carga en la salida para que se regule adecuadamente con una carga de 5 uA, ya que solo se especifica hasta 100 uA.

Tal vez intente algo inspirado en el siguiente. Elija un amplificador operacional CMOS de baja potencia con entradas JFET. 'C' puede ser pequeño (0.01uF debería hacer). R2 puede ser grande (del orden de 200 K ohmios) y debería ser dimensionado para obtener el Vref correcto en el terminal inversor del Op-Amp. La corriente de polarización a través de R2 podría ser del orden de 5uA para un dispositivo viable.

La única parte realmente difícil de este circuito es la referencia de voltaje. Para mantener esto simple y rápido, dibujé un circuito Vref realmente desagradable. La configuración de las referencias de voltaje de precisión de baja potencia y temperatura compensada (por ejemplo, referencia de intervalo de banda) está fuera del alcance de esta respuesta (pero si necesita una, se puede construir o comprar). Es posible que necesite siete diodos en la pila en lugar de seis.

Aquí es cómo funciona la rápida y sucia referencia en V en la imagen: apile diodos y modifique la corriente a través de la pila para obtener 4 V en la entrada de inversión a la temperatura de funcionamiento del dispositivo. Delta-V / Delta-temperature ~ KILL ~ la precisión de tu Vref si las temperaturas fluctúan mucho.

El resto del circuito es directo: si el voltaje de la carga cae por debajo de Vref, entonces la salida del amplificador operacional aumenta, al elevar la compuerta MOSFET y, por lo tanto, reducir la corriente a la carga. Si el voltaje de carga cae, el amplificador operacional baja la compuerta y el MOSFET deja pasar más corriente. El voltaje de la fuente de drenaje del MOSFET puede ser muy pequeño (décimas de voltio), por lo que obtener + 4V de un riel de +5 voltios no será un problema. El condensador suavizará las cosas, hará que su carga piense que está siendo impulsada por una fuente de baja impedancia y evitará que suene en el circuito de retroalimentación.