¿Utilizando un regulador LDO MIC2940A-3.3 de Micrel sin circuitos adicionales?

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Estoy diseñando un juguete de mesa básico basado en un dsPIC33 MCU. Funcionará con batería y estoy usando un Micrel Regulador MIC2940A-3.3 para producir los 3.3v para el chip. (He instalado un clip PP3, con la intención de que mi dispositivo pueda funcionar con una batería de 9v o 3x o 4x AA en una jaula con un clip de PP3).

Actualmente lo estoy usando en la configuración básica con un par de condensadores para hacer feliz a la MCU. (Las aplicaciones típicas de la hoja de datos solo se utilizan de esta forma).

Eso funciona, pero he leído en otra parte que el regulador de 3 terminales se puede usar como una referencia de voltaje en un circuito de retroalimentación para un transistor de potencia, de modo que la corriente de alimentación proviene de la fuente en lugar del regulador.

¿Es una práctica común utilizar estos reguladores en una aplicación simple?

¿Y la configuración más compleja solo es necesaria cuando se consume una gran cantidad de energía? (¿Y su uso como referencia sería más eficiente / estable que el propio regulador?)

Editar - Más información: con la MCU funcionando en su modo 40 MIPS y los LED y otras salidas en esta salida de 3.3v, se trata de un consumo máximo de 85 mA.

    
pregunta TempCat

3 respuestas

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Su circuito consume un máximo de 85 mA, por lo que la disipación de potencia máxima es de 490 mW. Eso es aceptable para un paquete TO-220 sin disipador de calor.

Sin embargo, puede ahorrar bastante dinero a sus usuarios al usar algo como 3 a 4 celdas AA y un LDO. También hay más opciones de LDO si el voltaje de entrada es más bajo, y algunos tienen una corriente de reposo lo suficientemente baja como para evitar un interruptor de encendido / apagado. O podría usar un regulador de conmutación, pero el costo por kWh de las baterías de 9V es mayor que el de las celdas AA, por lo que sería aún mejor usar un SMPS de las pilas AA.

Le sugerimos que calcule el costo por hora de operación en cada caso.

Por cierto, los condensadores son no solo para mantener a la MCU feliz. Este LDO, como la mayoría, oscilará si no proporciona la capacitancia adecuada usando el tipo de capacitores apropiado en el salida. No prestar atención a estas cosas es un atajo para muchos dolores de cabeza:

  

Condensadores externos   Se requiere un condensador de 10μF (o mayor) entre el   Salida MIC2940A y tierra para evitar oscilaciones debidas   a la inestabilidad. La mayoría de los tipos de tantalio o aluminio.   Los electrolíticos serán adecuados; Los tipos de película funcionarán, pero   Son costosos y por lo tanto no se recomiendan. Muchos   Los electrolíticos de aluminio tienen electrolitos que se congelan a   alrededor de –30 ° C, por lo que se recomiendan tántalos sólidos para   Operación por debajo de –25 ° C. Los parámetros importantes de la   Los condensadores son una resistencia en serie efectiva de aproximadamente 5Ω.   o menos y una frecuencia de resonancia por encima de 500 kHz. los   El valor de este condensador puede aumentarse sin límite.   A valores más bajos de corriente de salida, menos salida   Se requiere capacitancia para la estabilidad de salida. El condensador   se puede reducir a 3.3 μF para corriente por debajo de 100 mA o   2.2μF para corrientes por debajo de 10mA. Ajuste del MIC2941A   a voltajes por debajo de 5 V se ejecuta el amplificador de error a menor   gana por lo que se necesita más capacitancia de salida. por   La situación más desfavorable de una carga de 1.25A a una salida de 1.23 V   (Salida en cortocircuito a un capacitor de 22 μF (o mayor)   debe ser utilizado.

También recomiendan al menos un capacitor de 0.22uF en la entrada y solo tienes 100nF. Sugiero un electrolítico de 100uF / 10V en paralelo con al menos 100nF. Las baterías aumentan considerablemente la resistencia interna a medida que se agotan.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Realice los cálculos: ¿Cuánta corriente consume su dispositivo y cuál es la caída de voltaje en este regulador? Esto determina cuánta potencia debe disipar el regulador. ¿Esto cae dentro de las calificaciones en su hoja de datos?

    
respondido por el Dave Tweed
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Usted dice que el regulador obtiene 9 V y produce 3.3 V a 85 mA. El voltaje que cae, 9.0 V - 3.3 V = 5.7 V, multiplicado por 85 mA, es lo que quemará en calor. (5.7 V) (85 mA) = 485 mW, casi la mitad de un vatio. Eso es más de lo que puede manejar un paquete SOT-23 o probablemente un paquete SOT-89. Un TO-3 estaría bien en el aire libre, pero se calentaría notablemente.

Dado que se trata de un dispositivo alimentado por batería, probablemente el consumo de energía es importante porque afecta directamente la vida útil de la batería.

El uso de un regulador lineal de 3.3 V alimentado por una batería de 9 V es bastante inútil, como se muestra arriba. Y, para empezar, las baterías típicas de 9 V con los dos clips en un extremo tienen una baja densidad de energía.

(3.3 V) / (9 V) = 37%, que es la eficiencia con la que la energía de la batería se envía al lugar donde se usa. Incluso un regulador simple puede hacer mucho mejor. Dependiendo de la cantidad de energía que necesite, una que haga PWM pero que pueda volver al modo PFM a bajas corrientes de salida podría ser útil. Tales chips están disponibles en el estante. Con una eficiencia del 85%, obtiene más del doble de la duración de la batería por hacer lo mismo.

    
respondido por el Olin Lathrop

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