¿Cómo debo alimentar estos componentes a diferentes voltajes?

Tengo un proyecto similar.

Lo hice con dos voltajes. Primero puse el regulador de conmutación para bajar a 3.9V para GSM. Luego LDO bajará de 3.9V a 3.3V para MCU, GPS, CAN.

Veo que el módulo GPS que mencionaste posiblemente tiene su propio LDO a bordo y es por eso que su voltaje varía de 3.3V. Eche un vistazo a esos módulos solo enlace todos ellos van desde 3.0V por lo que se podrían usar ambos voltajes (3.9V o 3.3V).

Para CAN tranceiver usé SN65HVD230D de Texas Instruments, que es un poco más caro pero funciona con 3.3V (que eliminó la necesidad de un tercer suministro de 5V).

No use divisores de voltaje para suministrar energía. La carga conectada a este divisor actúa como otra resistencia en paralelo con una del divisor. Si la carga que conecta es mcu o algún módulo, la impedancia es desconocida y variable en el tiempo, no podrá alcanzar el voltaje deseado.

Los divisores de voltaje son buenos si conectas alguna línea de alta impedancia a él. Entonces, casi no hay flujo de corriente a través de esa línea y el voltaje en el divisor permanece en el nivel establecido. Esto debería estar bien en caso de que necesite disminuir algunos niveles lógicos (mencionó 4050, lo que es una buena solución).

Es posible que también necesite algún circuito de protección en la entrada de alimentación, antes del regulador de voltaje. La energía del automóvil puede tener volcados de carga (100 V en la línea de alimentación durante unos 400 ms), transitorios de voltaje positivo y negativo. La condición de arranque en frío puede disminuir el voltaje a 3V durante 15 ms. Jump Start puede elevarlo a 24V.

Yo usaría un convertidor de CC / CC de conmutación de 5V con un diodo de TVS y un condensador en frente de él para protegerse contra los volquetes de carga en el riel de 12V. A continuación, tiene la opción de un LDO ajustable (con > 2A de capacidad!) Del riel de 5V (que pondría más carga en el convertidor de 5V DC / DC, también) o un convertidor DC / DC de conmutación de 4V separado con TVS similares y protección del condensador.

Todas las cosas de 5 V pueden manejarse fácilmente con un solo Murata OKI-78SR, que es un convertidor de CC / CC de conmutación de factor de forma TO-220 que genera 5V / 1.5 A de salida y cuesta < $ 5 en cantidad 1. (¡Dulce!)

El 4V es más difícil. 2A es un poco de corriente. Puede quemarlo todo a partir de 12 V con un regulador ajustable LM350 (clasificación 3A) con un disipador de calor. O puede diseñar un regulador de conmutación por su cuenta que apunte a 4V. O, si se trata de un diseño de gran cantidad, hable con proveedores como GE o Murata o Recom para ver si pueden crear una pieza personalizada para usted, para que no tenga que hacerlo.

Otra opción es obtener un convertidor 3A + para obtener 5V (oscilan alrededor de $ 40 desde DigiKey en la cantidad 1) y el regulador lineal hasta 4V. Echa un vistazo a la CUI VYB10W-Q24-S5-T. Tenga en cuenta que necesitará un regulador LDO con caída a 1.2V o inferior para llegar a 3.8V. Encontrar uno de los que pueden hacer 2A es un poco más difícil. Tal vez intente algo como un MIC29302AWU, dándose cuenta de que solo sube a 16V para la entrada, por lo que un riel de 12V de automóvil puede ir mucho más arriba (consulte más arriba sobre volcados de carga).

Todos los ASIC, ya sean Atmega, Módulo GSM, Módulo GPS, Transceptor CAN y Controlador vendrán con las clasificaciones de suministro MÍN, MÁXIMO y TÍPICO. Pero, para el correcto y mejor funcionamiento de cualquiera de los módulos o ASIC, alimente siempre la entrada de alimentación TÍPICA mencionada en la hoja de datos.

Si se trata de un diseño industrial, no use divisores para alimentar la fuente de alimentación a los módulos o ASIC, ya que es posible que no entregue la potencia esperada.

Vaya con el análisis de consumo de energía del sistema y diseñe su fuente de alimentación utilizando convertidores LDO o DC-DC.