Agregar voltaje de CC constante a una entrada de CC variable

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Estoy diseñando una PCB y necesito un riel de voltaje, aproximadamente 3 voltios por encima de la entrada principal (de 3 a 30 V). Este riel es para alimentar algunos dispositivos CMOS, por lo que no necesitará suministrar mucha corriente.

Actualmente planeo usar 2 baterías AA en serie con la entrada, pero esas baterías son enormes en comparación con la PCB, así que quiero deshacerme de ellas. He buscado varias soluciones, pero ninguna cumple con mis requisitos:

  • Las bombas de carga probablemente no funcionarán, debido al gran cambio de voltaje en la entrada.
  • Los convertidores Boost proporcionan un voltaje estable, pero necesito una adición a la entrada.
  • He examinado convertidores de CC / CC aislados, pero estos generalmente funcionan con 5 V o más, o son demasiado caros.

¿Tienes alguna idea?

EDITAR: No necesariamente necesito un voltaje más alto. Necesito un 5v estable desde la entrada. No estoy dispuesto a usar un convertidor de aumento de dinero, ya que eso ocupará demasiado espacio.

    
pregunta Bert van Rossem

3 respuestas

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Esto suena como una buena aplicación para una bomba de carga. Todo lo que necesitas es una onda cuadrada de aproximadamente 4 V en algún lugar. Puede estar entre tierra y +4 V, por ejemplo.

La onda cuadrada va directamente a un condensador, por lo que puede haber un desplazamiento de CC arbitrario a través de él. Mientras este desplazamiento cambie poco durante los ciclos de bombeo individuales, se puede considerar como "constante" para este propósito.

Aquí está el circuito básico:

Vout será la amplitud de la onda cuadrada, menos las dos gotas de diodo Schottky. Por ejemplo, sería un circuito abierto de aproximadamente 4,3 V con una onda cuadrada de 5 V como entrada.

C1 permite cualquier voltaje de compensación arbitrario entre la onda cuadrada y Vout. Por supuesto, C1 necesita ser clasificado para el voltaje. C2 solo necesita manejar Vout.

Se puede usar cualquier lado de Vout como referencia. Si Vout- está atado a su riel de 30 V, entonces Vout + será un poco más alto. Si Vout + está atado a su riel de 30 V, entonces Vout- será un poco más bajo.

La capacidad actual de esta bomba de carga es proporcional a la frecuencia de la bomba. Un lugar conveniente para obtener una onda cuadrada puede ser la salida del reloj de un microcontrolador que ya está allí de todos modos. También puede hacer una onda cuadrada desde un inversor con disparador Schmitt con un filtro de paso bajo R-C que alimenta su salida a su entrada.

    
respondido por el Olin Lathrop
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3-30V es un gran rango de entrada.

Suponiendo que no está preparado para un magnetismo personalizado, puede hacerlo con dos o tres dispositivos: un regulador de aumento (por ejemplo, LM5118 ) a 5V, luego un 5V aislado: 5V DC-DC o un regulador de refuerzo LDO + + DC-DC. (O use una bomba de carga en lugar de DC-DC una vez que tenga 5V, pero los convertidores de DC-DC aislados de 5V: 5V son baratos).

El primero sería mucho más eficiente, pero sustancialmente más costoso.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Una compuerta de 74HC funcionará de 3V (o incluso más baja) a 5V, por lo que simplemente podría usar un LDO de 5V para limitar la entrada de 3-30V a 3-5V y suministrar su compuerta de 74HC con esto. Dado que la corriente de suministro estático es muy baja, debería poder encontrar un LDO con un voltaje de caída pequeño. A menos que la puerta suministre algo que dibuje corriente.

Si todo lo que necesita es una compuerta NOR, aquí hay una que funcionará con su voltaje de entrada de 3-30V.

( fuente )

Esto no será tan rápido como una puerta de 74HC pero podría ser lo que necesitas. También es pequeño y barato.

La lógica también se puede implementar con comparadores de salida de colector abierto como LM339. Las salidas se pueden combinar.

Tenga en cuenta que la tensión de salida es la misma que la tensión de alimentación, por lo que si desea limitarla, simplemente agregue un zener.

    
respondido por el peufeu

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