Стабилизатор напряжения 1,5-3 вольта. Стабилитрон на 3 вольта

Преобразователи уровня логических сигналов, часть 1. Однонаправленная передача

У меня очень часто возникает задача преобразования уровня логических сигналов. К примеру, в недавнем проекте мне потребовалось как-то ввести в плату снаружи высоковольтный UART. Это был не обычный RS-232 с инвертированием и уровнями +12 (лог. 0) .. -12В (лог. 1), а именно что UART с уровнями 0 (лог. 0) .. 12В (лог. 1). Такой нестандартный протокол, кстати, раньше иногда встречался в ноутбуках.

Другой, даже более частый случай — согласование 3.3-вольтовых и 5-вольтовых микросхем. К примеру, такая необходимость практически всегда возникает при стыковке современных микроконтроллеров и каких-нибудь древних микросхем интерфейсов или силовых мостов. Ещё один пример это использование цветных ЖК-дисплеев (они часто требуют 1.8В) и соединение с ПЛИС, напряжение на выходе которых может доходить до 1.0-1.2В.

Ну и наконец, третий случай — использование низковольтных низкопотребляющих микросхем. Один из ярких примеров это магнитометр в составе датчика LSM303DLHC, который требует питания 1.8В. У него вроде как есть отдельный вход для питания ног I2C-интерфейса, но напряжение там не может превышать напряжения питания, и возникает задача стыковки 1.8 и 3.3В.

Назовём уровень напряжения низковольтной части Vcc_L, а высоковольтной — Vcc_H.

Чаще всего модули с разным уровнем напряжения питания всё-таки имеют общую землю, и я буду это неявно подозревать во всех следующих схемах. Таким образом, уровень лог. 0 нас не интересует потому что он передаётся и так хорошо. Все проблемы возникают при передаче логической 1, когда к примеру на вход микросхемы, рассчитанной на 3.3В попадает 5 вольт. В этом примере Vcc_L = 3.3В, Vcc_H = 5В.

Давайте также условимся различать «источник» сигнала — это тот элемент, который генерирует сигнал, и «приёмник», который принимает этот сигнал.

Передача большее → меньшее

Диод, замыкающий сигнал на линию питания

Простейший вариант, при котором вся схема сопряжения сводится до одного резистора.

Например, мы используем микросхему которая питается от 3.3В, а снаружи приходит 5 вольт. В одном из моих недавних проектов я использовал микросхему приёмника интерфейса RS-423, у которой на выходе было напряжение 5 вольт, и мне нужно было подключить её к МК STM32, который питается от 3.3В. Минимальное напряжение питания приёмника составляло 4.5 вольта, так что я не мог запитать её от тех же 3.3В.

Внутри STM32 около каждого вывода стоят защитные «диодные вилки» — последовательно включенные диоды (часто это диоды Шоттки), которые предохраняют пин от напряжений выше Vcc и ниже GND.

protection_diodes

При попадании 5В на такой 3.3В вход, верхний диод открывается, пропуская ток с пина на Vcc, при этом на диоде падает напряжение порядка 0.3В.

Этот диод довольно слаб, в даташите даже не приводятся его параметры. Если вы попытаетесь подавать на вход больше 3.6В в течение даже небольшого времени — диод сгорит, ваши 5 вольт попадут дальше в схему и в итоге сгорит всё.

Однако можно обеспечить этому диоду гораздо более мягкие условия, и таким образом использовать его как элемент нашей схемы конвертера уровня. Для этого достаточно просто поставить резистор последовательно с входной цепью. Номинал не очень важен, но можно начать с 4.7кОм.

conv_res-diodes

Теперь в первый момент времени на вход попадают 5 вольт, спустя несколько десятков микросекунд диод открывается и даёт этому высокому напряжению стечь в цепь Vcc. Ток мог бы очень сильно вырасти, но ему мешает резистор, который ограничивает ток всего до каких-то полутора миллиампер. Конечно, в таком режиме диод может работать неограниченно долго.

Таким образом, для ввода большего напряжения в цепь меньшего — убедитесь что в приёмнике стоят защитные диоды, и просто поставьте последовательно резистор в 1кОм.

conv_limiting-res

Если же этих диодов нет — поставьте снаружи свой.

conv_external-diodes

Расчёт сопротивления резистора можно провести, если знать предельный ток защитных диодов. Они представляют собой обычные интегральные диоды, значит что ток через них вряд ли может превышать 1мА. В даташитах очень редко приводят этот параметр, но можно найти значения порядка 0.5-1мА.

Также нам нужно вычислить напряжение, которое должно падать на резисторе: приходит 5 вольт, должно остаться 3.3В, минус падение напряжения на диоде 0.3В, итого 1.4В. Исходя из этого, номинал токоограничивающего резистора составит 1.4В / 0.5мА = 2.8кОм. Чтобы гарантированно остаться в щадящем режиме, возьмём резистор побольше: например 3.3кОм или 4.7кОм.

Резисторный делитель

Тоже часто используемый вариант, в котором высокое напряжение делится на делителе, рассчитанном так чтобы получить напряжение низковольтной части. Большая точность подбора номиналов не нужна: более высокое напряжение уйдёт в защитный диод (но номиналы резисторов не дадут ему пробиться), а более низкое по-прежнему будет детектироваться входной цепью.

conv_divider

Стабилитрон

Ещё одна простая схема, в которой напряжение ограничивает стабилитрон. Возьмите стабилитрон на 3.3 вольта, например BZX84C3V3. Точность подбора ограничивающего напряжения опять же неважна, можете взять стабилитрон на 3 вольта, если они окажутся доступнее. Токоограничивающий резистор — любой, номиналом от 1 до 10 кОм.

conv_zener

Три диода последовательно

Три стандартных кремниевых диода последовательно дадут падение напряжения 0.6 В * 3 = 1.8 В. Таким образом, с 5 вольт напряжение упадёт до 3.2.

conv_3-diodes

Экзотический вариант, в промышленной электронике я такого не видел.

Передача меньшее → большее

Более сложные схемы, которые применяются для повышения уровня логического сигнала, но могут использоваться и для понижения.

Транзистор

Простой вариант, который к тому же работает сам по себе, без использования внутренних цепей микросхем.

Поставьте инвертор на NPN-транзисторе, если инверсия сигнала нестрашна (например её можно сменить в МК)

conv_inverter

Или два инвертора последовательно, если сигнал нужно сохранить в той же полярности.

conv_dual-invertor

Конечно, в этих двух схемах можно использовать любой логический N-канальный полевой транзистор, например IRLM2502:

conv_fet-inverter

Эти схемы применимы и для передачи из большего напряжения в меньшее.

С другой стороны, очень часто бывает так, что на приёмнике диапазоны логических «0» и «1» пересекаются с соответствующими диапазонами источника. Например, типичный 3.3 источник генерирует логическую «1» напряжением 3.3 вольта, а типичная 5-вольтовая микросхема чувствует логическую «1» начиная уже с 2 вольт. Получается, что приёмник отлично видит перепады напряжения от источника, и никакие дополнительные меры вообще не нужны.

Оптрон

В дополнение к преобразованию уровня ещё и развязывает земли. Может проводить сигналы между двумя цепями, находящимися при потенциале до 1 киловольта друг относительно друга.

conv_opto

Расчёт номиналов резисторов прост, резистор в цепи светодиода рассчитывается как обычно: на светодиоде падает 1.7В, схема питается от 3.3В, значит на резисторе должно падать 1.6В при токе 5мА (стандартный ток для ИК-светодиода оптрона), это даёт 320 Ом, ближайшее значение 330 Ом. Такой же расчёт и для других напряжений.

Открытый коллектор

Самый лучший и удобный вариант, который только можно представить. Если источник сигнала выполнен по схеме с открытым коллектором — вам вообще не нужно делать согласование уровней.

В предыдущих вариантах мы говорили только о пуш-пулл выходах, т.е. таких выходах где и 0 и 1 генерируются «честно», отдельными транзисторами.

conv_different-outs

А вот открытый коллектор это такой каскад, который коммутирует только 0. Переключение к 1 он не делает, он лишь отключает 0. То есть, такому выходу обязательно нужен внешний резистор, который подтянет выход к 1 — а конкретное значение напряжения неважно.

Таким образом, для передачи из большего к меньшему с условием выхода «открытый коллектор» нужен лишь резистор, подтягивающий линию к меньшему напряжению.

conv_OD-pull-up

Однако, передача из меньшего к большему тоже возможна. Если мы опять подключим резистор к меньшему напряжению, на низковольтную часть не попадёт высокое напряжение, а высоковольтная логика (как в прошлом пункте) всё равно будет способна различать логические уровни, потому что порог переключения обычно довольно мал.

Таким образом, если источник сигнала имеет выход типа «открытый коллектор» — неважно, передаёте из L в H или наоборот, вам достаточно просто притянуть линию 10кОм-резистором к меньшему из двух напряжений. Проконтролируйте разве что параметр «Minimum high-level input voltage» у приёмника — он должен быть выше, чем напряжение питания низковольтной стороны, Vcc_L.

Все эти схемы очень просты, но годятся только для сопряжения одной-двух цепей, дальше уже начинается слишком много «рассыпухи». Если вам нужно преобразовать сразу целую шину из десятка сигналов — лучше использовать специализированные микросхемы, о которых я расскажу в третьей части.

Схемы для двунаправленной передачи данных — во второй части статьи.

catethysis.ru

Как понизить 5 вольт до 3 вольт что впаять (диод, резистор или еще что-нибудь) пожалуйсто ссылку на ресурс

Резистор и стабилитрон на 3, 3 В, если ток нагрузки небольшой ( до 50 мА) . А вообще забей в Яндексе- "Электроника для начинающих"- схемы стабилизации. Там кучу статей по этой теме найдешь :-) Для будильника пойдет резистор от 82 до 100 Ом и стабилитрон 3v3. Припаиваешь стабилитрон ножкой, где черная полоска к резистору и от этой точки соединяшь на " + " будильника. Свободную ножку резистора припаиваешь к " + " блока питания, а свободную ножку стабилитрона ( без полоски) к минусу будильника и туда же минус блока питания.

"СОПРОТИВЛЕНИЕ" впаяйте - по слову сами гуглите...

Закон Ома и Правила Кирхгофа отмечают, что на впаянной нагрузке будет оседать тем большее напряжение, чем больший пойдет ток по цепи. Чтобы дать совет, надо знать примерное входное сопротивление нагрузки.

поставить делитель напряжения. Определи, какой суммарно ток нужен, подбери два резистора так, чтобы на одном падало 2 вольта, на в тором 3 вольта. К тому, на котором 3 вольта - подключай нагрузку. Есть еще вариант - поставить стабилитрон на 3 вольта. Он все лишнее отсечет

все зависит от нагрузки, и что ты 3 вольтами питать собрался

при помощи стабилизатора напряжения, подбирается и используется микросхема специальная, точнее сказать не могу!!

78L33 тебе поможет

touch.otvet.mail.ru

Стабилизатор напряжения 1,5-3 вольта — Gnativ.ru

Схема устройства

Схема, изображенная на рисунке 1, представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения и позволяет получить выходное напряжение в пределах 1.25 — 30 вольт. Это позволяет использовать данный стабилизатор для питания пейджеров с 1.5 вольтовым питанием (например Ultra Page UP-10 и т.п.), так и для питания 3-х вольтовых устройств. В моем случае она используется для питания пейджера «Moongose PS-3050», то есть выходное напряжение установлено в 3 вольта.

Стабилизатор на 3 вольта на микросхеме SD1083

Работа схемы

При помощи переменного резистора R2 можно установить необходимое выходное напряжение. Выходное напряжение можно рассчитать по формуле Uвых=1.25(1 + R2/R1).В качестве регулятора напряжения используется микросхема SD 1083/1084. Без всяких изменений можно использовать российские аналоги этих микросхем 142 КРЕН22А/142 КРЕН22. Они различаются только выходным током и в нашем случае это несущественно. На микросхему необходимо установить небольшой радиатор, так как при низком выходном напряжении регулятор работает в токовом режиме и существенно нагревается даже на «холостом» ходу.

Монтаж устройства

Устройство собрано на печатной плате размером 20х40мм. Так как схема очень простая рисунок печатной платы не привожу. Можно собрать и без платы с помощью навесного монтажа.Собранная плата помещается а отдельную коробочку или монтируется непосредственно в корпусе блока питания. Я разместил свою в корпусе AC-DC адаптера на 12 вольт для радиотелефонов.

Примечание.

Необходимо сначала установить рабочее напряжение на выходе стабилизатора (при помощи резистора R2) и лишь, затем подключать нагрузку.

Другие схемы стабилизаторов.

Это одна из самых простых схем, которую можно собрать на доступной микросхеме LM317LZ. Путем подключения/отключения резистора в цепи обратной связи мы получаем на выходе два разных напряжения. При этом, ток нагрузки может достигать 100 мА.

stab1

Только обратите внимание на распиновку микросхемы LM317LZ. Она немного отличается от привычных стабилизаторов.

Простой стабилизатор на различные фиксированные напряжения (от 1,5 до 5 вольт) и ток до 1А. можно собрать на микросхеме AMS1117 -X.X (CX1117-X.X) (где X.X — выходное напряжение). Есть экземпляры микросхем на следующие напряжения: 1.5, 1.8, 2.5, 2.85, 3.3, 5.0 вольт. Также есть микросхемы с регулируемым выходом с обозначением ADJ. Этих микросхем очень много на старых компьютерных платах. Одним из достоинств этого стабилизатора является низкое падение напряжения — всего 1,2 вольта и небольшой размер стабилизатора адаптированный под СМД-монтаж.

Для его работы требуется всего пара конденсаторов. Для эффективного отвода тепла при значительных нагрузках необходимо предусмотреть теплоотводную площадку в районе вывода Vout. Этот стабилизатор также доступен в корпусе TO-252.

stab2

gnativ.ru

стабилитрон 3 вольта — Как понизить 5 вольт до 3 вольт что впаять (диод, резистор или еще что-нибудь) пожалуйсто ссылку на ресурс — 22 ответа

В разделе Железо на вопрос Как понизить 5 вольт до 3 вольт что впаять (диод, резистор или еще что-нибудь) пожалуйсто ссылку на ресурс заданный автором . лучший ответ это Резистор и стабилитрон на 3, 3 В, если ток нагрузки небольшой ( до 50 мА) . А вообще забей в Яндексе- "Электроника для начинающих"- схемы стабилизации. Там кучу статей по этой теме найдешь 🙂Для будильника пойдет резистор от 82 до 100 Ом и стабилитрон 3v3. Припаиваешь стабилитрон ножкой, где черная полоска к резистору и от этой точки соединяшь на " + " будильника. Свободную ножку резистора припаиваешь к " + " блока питания, а свободную ножку стабилитрона ( без полоски) к минусу будильника и туда же минус блока питания.

Ответ от 2 ответа[гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Как понизить 5 вольт до 3 вольт что впаять (диод, резистор или еще что-нибудь) пожалуйсто ссылку на ресурс

Ответ от Ётрелок[гуру]"СОПРОТИВЛЕНИЕ" впаяйте - по слову сами гуглите...

Ответ от Макс Звягин[гуру]Закон Ома и Правила Кирхгофа отмечают, что на впаянной нагрузке будет оседать тем большее напряжение, чем больший пойдет ток по цепи. Чтобы дать совет, надо знать примерное входное сопротивление нагрузки.

Ответ от Єизег_[гуру]78L33 тебе поможет

Ответ от Ўрий Е[гуру]все зависит от нагрузки, и что ты 3 вольтами питать собрался

Ответ от BBK[активный]при помощи стабилизатора напряжения, подбирается и используется микросхема специальная, точнее сказать не могу!!

Ответ от Alexey Eternal.Romantic[мастер]поставить делитель напряжения.Определи, какой суммарно ток нужен, подбери два резистора так, чтобы на одном падало 2 вольта, на в тором 3 вольта. К тому, на котором 3 вольта - подключай нагрузку.Есть еще вариант - поставить стабилитрон на 3 вольта. Он все лишнее отсечет

Ответ от 2 ответа[гуру]

Привет! Вот еще темы с нужными ответами:

Ответить на вопрос:

22oa.ru

Каталог товаров