3,3 Voltin ja 5,0 voltin jännitelähde

Julkaistu: perjantai 10.2.2017

Aina välillä on tarpeellista tehdä mikrokontrollereilla ja muille IC-piireille tarpeellisia jännitteitä jostakin toisesta jännitteestä. Olipa se sitten paristo, akku, muuntaja tai muu virtalähde. Itselläni ei kaapissa juuri sopivia 3,3 tai 5,0 voltin jännitelähteitä oikein ole, niin minun täytyi nämä sitten itse tehdä.

Olin Texas Instrumentsilta aikaisemmin pyytänyt näytekappaleita, TPS7A4533 LDO regulaattorista ja REG71050 5,0 voltin DC-DC muuntimesta. LDO tulee sanoista Low DropOut ja DC-DC-muunnin tietenkin tasajännitemuunninta.

LDO toimii siten, että se reguloi jonkin suuremman jännitteen pienemmäksi tasajännitteeksi, jota voidaan käyttää mm. mikrokontrollereissa ja muissa oheislaitteissa. LDO:ta käytetään usein paristo- tai akkukäyttöisissä laitteissa, vaikka se ei kaikista energiatehokkain olisikaan. Mutta jos virrat ovat pieniä, muutaman kymmenen mikroampeerin suuruisia, niin LDO on hyötysuhteeltaan parempi kun perinteinen dc-dc-muunnin. Kyseinen LDO-piiri kykenee antamaan jopa 1,5 A virtaa ja sen maksimi käyttöjännite on 20 volttia. Tämä on varsin riittävä minun tuleviin projekteihin, sillä käyttämäni mikrokontrollerit ynnä muut IC:t eivät ole virtasyöppöjä.

REG71050 on puolestaan kelaton dc-dc-muunnin, joka toimii varauspumppuna. Eli kondensaattorin avulla muutetaan syöttöjännite 5 voltiksi. Miksi kelaton? Siksi koska en tarvitse suuria virtoja ja toisekseen häiriöt jäävät pienemmiksi ja toimintavarmuus on parempi harrastelijan näkökulmasta.

Piirtelin kytkennän (aukeaa PDF:nä) piirikaavioeditorilla, jonka jälkeen tein piirilevyn.

Kytkennän toiminta

Kytkentä toimii siten, että LDO reguloi syötetyn jännitteen 3,3 voltin tasolla, josta edelleen tehdään 5,0 volttia varauspumpun avulla. Tämä ei ole kaikista fiksuin tapa tehdä kyseiset jännitteet, mutta olosuhteiden pakosta tästä tuli nyt tällainen. REG71050 kykenee antamaan 60 mA virtaa, joten tällä pieniä kuormia voidaan ajaa.

Kytkennässä ei siis sinänsä mitään erikoista ole - aika peruskauraa. Muutama elko, kerkot IC-piirien lähellä ja pari kappaletta piirejä.

Piirilevy

Alla pari kuvaa levystä.

Tässä lähikuva piirilevyn kuparipuolesta. Kuvasta voi huomata, että sot23-6 koteloiselle dc-dc-muuntimelle tuli piirrettyä väärä decal (eli "jalanjälki"), jolloin täytyi  käyttää kovia otteita että piirin sai juotettua.

Tässä sitten toinen puoli piiristä. Ulostulojännitteet otetaan vihreältä ruuviliittimeltä ja maa on ylimmäisenä yhdellä kontaktilla. Ei mikään näyttävä piirilevy, mutta tulipahan tehtyä.

Levyltä mitatut tyhjäkäyntijännitteet ovat 3,35 volttia ja 5,25 volttia. Maksimivirtaa en testannut, mutta uskoisin speksien pitävän paikkansa mitä datakirjoissa kyseisistä piireistä sanotaan.