Por favor explíqueme por qué este circuito me puede dar un 5V regulado? Entiendo la parte de Joule Thief, pero ¿por qué funciona la parte del regulador?
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Especialmente, ¿por qué el diodo Zener D2 es crucial para evitar que el 1117 y el MCU se fríen, y por qué la tapa C1 no debe cargarse completamente en todo momento?
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Ya que ustedes están sugiriendo un diseño de circuito cerrado, ¿esto se ve mejor? (Recuerde que el MCU no tomará un raíl de alimentación pulsante demasiado bien, así que solo mantengo el LDO allí con el menor margen posible para lograr una regulación adecuada).
La esquemática anterior se modifica para incluir la resistencia sugerida por Olin.
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¿Funcionará con menos pérdida?
Ajuste R2 en este esquema para que JFET se reduzca cuando el voltaje en C1 supere los 6V (suficiente margen para 1117 aquí).
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Respuestas:
Ese es un circuito bastante malo. Tenga en cuenta que el convertidor de impulso está ejecutando un bucle completamente abierto. No hay comentarios que lo apaguen cuando su salida sea lo suficientemente alta. No muestra cuáles son los voltajes del zener y el regulador lineal, pero lo más probable es que el zener esté allí solo para asegurarse de que la entrada no supere lo que la tapa y el regulador lineal pueden manejar. El regulador lineal produce el voltaje de salida agradable y constante.
La razón por la que digo que este es un circuito malo es porque es bastante derrochador. Eso suele ser algo malo cuando se ejecuta con una batería. En lugar de agregar retroalimentación al conmutador de impulso, la energía adicional simplemente se desperdicia en el zener y el regulador lineal. Solo se necesitaría un transistor más para encender cuando el regulador tenga un poco más de voltaje del que realmente necesita. Este transistor mataría las oscilaciones de Q1, apagando así el convertidor de refuerzo hasta que el voltaje volviera a caer. Básicamente, esto agrega un poco de regulación flexible a la salida del conmutador.
Adicional:
De los comentarios veo que hay interés en discutir cómo regular el conmutador para que no se ejecute en bucle abierto.
Como Russell y yo mencionamos, en este caso un transistor NPN que tira de la base de Q1 a un nivel bajo es un medio para eliminar las oscilaciones. Ahora el problema se convierte en encender este transistor cuando la salida del conmutador se eleva lo suficiente. En el contexto de este circuito, como Russell ya ha mencionado, la forma más simple es hacer que la parte inferior del zener entre en la base de este segundo transistor que mata la oscilación. También pondría una resistencia desde esa base a tierra para asegurarme de que este transistor no se encienda solo debido a una fuga. Cuando la salida del conmutador se eleva lo suficiente, el zener conduce, lo que enciende el nuevo transistor, que mata las oscilaciones para que el conmutador deje de generar alto voltaje hasta que ese voltaje vuelva a bajar un poco.
Una forma totalmente diferente de obtener una señal de "el voltaje es lo suficientemente alto" es a lo que Russell aludió en un comentario. Esto está poniendo un transistor PNP alrededor del regulador de modo que se enciende cuando la entrada del regulador es la caída BE del transistor por encima de la salida del regulador. Ese transistor de detección de umbral se usaría para encender el transistor de desactivación de la oscilación. Entro en más detalles sobre este método de detección de umbral como retroalimentación a un conmutador en /electronics//a/149990/4512 .
Agregado 2:
Veo que ahora ha agregado un esquema actualizado. Sí, eso es exactamente de lo que hablamos Russell y yo.
Solo haría un pequeño refinamiento agregando una resistencia desde la base de Q2 a tierra. Esto garantiza una corriente mínima a través de D2 antes de que se apague el conmutador. Si no hace esto, el voltaje a través de D2 podría ser significativamente menor que su clasificación zener. Mire la hoja de datos para D2. Su voltaje se garantizará solo por encima de una corriente mínima. Sin saber nada sobre ese zener, apuntaría a unos 500 µA. Calcule que el voltaje base Q2 será de 600 mV, de modo que la resistencia sea de 1.2 kΩ.
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¿Puede publicar un enlace de donde obtuvo los reclamos? El comentario re C1 no tiene sentido completo.
Los circuitos JT (ladrón de Joule) generalmente están mal diseñados o no están realmente diseñados o muestran signos de que las personas que los produjeron no tenían una buena comprensión de lo que estaban haciendo. Este circuito está en esa clase.
El LD1117 tiene un voltaje de entrada máximo de 15V. Más alto que eso lo matará.
Hoja de datos LM1117 El diodo zener está destinado a proteger el regulador, PERO su voltaje es más bajo de lo que debería ser.
El 1N4734A es un zener de 5.6V y 1 vatio. El voltaje zener es demasiado bajo para permitir que el regulador LM1117 tenga un espacio libre adecuado a plena corriente. Es probable que el "ladrón de Joule" no tenga suficiente potencia para permitir que el LM1117 alcance la corriente de salida nominal completa.
El JT ejecuta "openloop". Si produce más de 1 vatio, intentará destruir el zener y luego el regulador y luego el mcu. Sin el zener, debido a que el JT es un convertidor de retorno, el voltaje de salida será hasta que la energía disponible se disipe. Si la carga no acepta la energía disponible, entonces el voltaje sigue aumentando hasta que el LM1117 comienza a aceptar energía involuntariamente (es decir, Vin_max excedido).
El significado de la pregunta C1 no está claro. C1 puede cargarse completamente sin daños, siempre que los voltajes involucrados no excedan el valor nominal de otros componentes conectados.
En general, este no es un buen circuito. Hay circuitos sustancialmente mejores disponibles que no dependen de la disipación de fuerza bruta de la salida del convertidor. Además, este circuito no es especialmente "designable": es difícil decir cuál será el rendimiento del convertidor en cuanto al nivel de potencia o eficiencia (pero probablemente ambos sean pequeños).
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