TIPS & TRICKS - Konwersja napięcia zasilania

Autor: Dondu

Mikrokontrolery zasilane są różnymi napięciami i często spotkasz się z koniecznością dostosowania napięć pomiędzy poszczególnymi elementami Twojego układu. Poniżej podstawowe proste metody rozwiązujące te problemy w przypadku najczęściej spotykanych napięć. Oczywiście można w ten sposób konwertować inne napięcia niż z 5V do 3,3V.

Zapotrzebowanie prądowe zasilanego układu może zależeć od tego, czy na przykład mikrokontroler pracuje z dużą czy małą częstotliwością zegara. Może on także zostać uśpiony, co oznacza prawie zerowe zapotrzebowanie prądowe. To bardzo istotne zjawiska, które warunkują dobór elementów poniższych konwerterów.

Konwerter A

Konwerter ten składa się z rezystora R1 i diody Zenera D1 o napięciu 3,3V.

Dioda D1  reguluje napięcie wyjściowe konwertera (3,3V). Rezystor R1 jest odpowiedzialny za prąd płynący przez mikrokontroler jak i diodę, więc należy go dobrać do własnych oczekiwań, a najlepiej do maksymalnego prądu jaki potrzebuje mikrokontroler do prawidłowej pracy.

Nieodpowiednie dobranie rezystora może doprowadzić do uszkodzenia diody Zenera (zbyt duży prąd przez nią płynący), a w konsekwencji możliwe jest uszkodzenie mikrokontrolera, w przypadku wzrostu napięcia zasilania powyżej wartości akceptowalnych przez mikrokontroler.

To jest najtańsza bardzo stabilna wersja konwertera napięcia.

Konwerter B

Nieco droższa wersja prostego konwertera napięcia oparta o diody i rezystor.

Ilość diod dobiera się w zależności od ich parametrów, a w szczególności łącznego spadku napięcia. które decyduje o napięciu na wyjściu konwertera. Rezystor R2 zabezpiecza mikrokontroler przed wzrostem napięcia zasilania w przypadku, gdy mikrokontroler przechodzi w stan zmniejszonego zużycia energii.

Diody powinny być tak dobrane by zapewnić mikrokontrolerowi prąd odpowiedni do jego maksymalnego zapotrzebowania.

Nieodpowiednie dobranie diod oraz ich ilości, a także wartości rezystora może doprowadzić do uszkodzenia mikrokontrolera, gdy napięcie wzrośnie powyżej maksymalnych wartości  akceptowalnych przez mikrokontroler.

Uwaga!
Kondensatory 100nF to standardowe kondensatory filtrujące mikrokontrolerów i nie są częścią konwertera.