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Electrónica => Componentes Genéricos => Tópico iniciado por: Capeleiro em 20 de Agosto de 2012, 16:03

Título: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Capeleiro em 20 de Agosto de 2012, 16:03
Andei à procura de um regulador linear para um projecto que consome cerca de 100uA, o problema que todos os ICs que encontrei tinham Quiescent Currents (não sei como se diz em português) muito maiores que isso ou então eram caros e difíceis de encontrar.
Então inventei um circuito simples, mas precisava da experiência de alguém que me pudesse esclarecer algumas coisas.

O circuito é o seguinte:
R4 simula a carga (o valor não tem grande importância). C1 e C2 são condensadores cujos valores não sei ao certo como determinar, mas assim pareceu-me bem. R1 e R2 formam um divisor de tensão de 5V (a saída) para 2V (o threshold do MOSFET).
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fi521.photobucket.com%2Falbums%2Fw332%2FCapeleiro%2FUntitled-1.png&hash=2254e39c82cfce267f6ff75d30ea003c)

Pela simulação que fiz, o circuito parece funcionar como eu esperava, mas existe alguma forma melhor de fazer isto? Quero dizer, o que se costuma fazer nestas situações? Existem circuitos mais estáveis? Estou a complicar o que é simples?
Também só consigo ter uma saída constante a partir dos 7V e não percebo porquê. A ideia era que funcionasse pelo menos até aos 6V para usar Lipos.
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: metRo_ em 20 de Agosto de 2012, 16:20
Quanto ao circuito não perdi muito tempo a olhar mas duvido muito que consuma menos que os tais 100uA. Olha por exemplo esta da microchip http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010597 (http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010597)

Para 6V consome apenas 50uA e consegue fornecer até 100mA.
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: amando96 em 20 de Agosto de 2012, 16:28
E o MAX667 (http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/1143)?

350mV Max Dropout at 200mA
250mA Output Current
Normal Mode: 20µA Typ Quiescent Current
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Capeleiro em 20 de Agosto de 2012, 16:51
Olha por exemplo esta da microchip http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010597 (http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010597)

Para 6V consome apenas 50uA e consegue fornecer até 100mA.
Obrigado pela dica. Ser SMD complica um pouco, porque estava a pensar usar placas perfuradas, mas isso resolve-se, o problema é que não encontrei lojas em Portugal que vendam o CI.

E o MAX667 (http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/1143)?

350mV Max Dropout at 200mA
250mA Output Current
Normal Mode: 20µA Typ Quiescent Current
Parece-me bem - é DIP, há à venda na Dimofel e "eficiente"  ;D

Quanto ao circuito não perdi muito tempo a olhar mas duvido muito que consuma menos que os tais 100uA.
Porque dizes isso? No LTSpice tenho estado a ler 230uA de entrada para 200uA de saída, mas também é só uma simulação.
É mais uma curiosidade, porque o MAX667 funciona muito melhor, mas porquê que o circuito não funciona abaixo de 7V?
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Njay em 20 de Agosto de 2012, 17:23
Não há nesse circuito nenhum componente com uma queda de tensão fixa, logo isso nunca vai funcionar na prática a não ser eventualmente com um ajuste manual. Na prática o threshold do MOSFET varia entre 0.8V e 3V e ainda é capaz de variar com a temperatura.

Se fizeres um regulador com 1 transístor e um (bom) zener ainda és capaz de chegar ao 1mA de corrente de funcionamento.

O LM317 tem uma corrente de funcionamento tipica de 46uA, 100uA no máximo. (Esquece, ele precisa de carga de pelo menos uns 3.5mA)

Mas olha, se é um circuito para alilmentar com LiPos, é relevante se gasta 100uA ou 10mA?
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Capeleiro em 20 de Agosto de 2012, 17:34
Não há nesse circuito nenhum componente com uma queda de tensão fixa, logo isso nunca vai funcionar na prática a não ser eventualmente com um ajuste manual.

O LM317 tem uma corrente de funcionamento tipica de 46uA, 100uA no máximo.
Pois, eu teria de calibrar as resistências para cada transístor, mas depois disso esse valor seria constante...  ???
O LM317 não tem uma carga mínima de 3.5mA?
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Pedrock em 20 de Agosto de 2012, 17:58
Penso que o MCP1702 da Microchip era bom para isso:
http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en028178 (http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en028178)
Max Input Voltage   13.2
Output Voltage (v)   1.2,1.5,1.8, 2.5, 2.8,3.0, 3.3, 4.0,5.0
Typical Active Current (µA)   2
Typical Dropout Voltage @ Max. lout (mV)   330
Output Current (mA)   250

Não me parece é que seja fácil de encontrar cá.
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Njay em 20 de Agosto de 2012, 22:43
Editei a minha resposta meia hora antes de responderes mas já não viste, vê outra vez que há lá mais coisas.
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: beirao em 20 de Agosto de 2012, 22:53
Penso que o MCP1702 da Microchip era bom para isso:
http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en028178 (http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en028178)
Max Input Voltage   13.2
Output Voltage (v)   1.2,1.5,1.8, 2.5, 2.8,3.0, 3.3, 4.0,5.0
Typical Active Current (µA)   2
Typical Dropout Voltage @ Max. lout (mV)   330
Output Current (mA)   250

Não me parece é que seja fácil de encontrar cá.

Pede amostras grátis ;)
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Capeleiro em 20 de Agosto de 2012, 22:55
O que estou a fazer é um indicador de rega para as plantas, baseado neste http://www.redcircuits.com/Page18.htm (http://www.redcircuits.com/Page18.htm).
Ele consome qualquer coisa como 125uA em média e é tudo baeado nos threshold do 4093, que por sua vez dependem da tensão de alimentação.
Usando pilhas a coisa funciona, mas teria de ir ajustando a sensibilidade de tempos em tempos, porque a ideia é que uma carga dure bastante tempo. Daí precisar de algo "eficiente", mesmo tratando-se de um regulador linear.
Lipos foram uma ideia que tive, porque tenho umas células soltas das pequenas por aqui, mas pondero usar pilhas de 9V porque acho que as de lítio não aguentam a carga tanto tempo.

Pede amostras grátis ;)
Nunca experimentei, nem tinha pensado nisso, mas vou tentar  ;D
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: beirao em 20 de Agosto de 2012, 23:32
Penso que o tenhas de fazer com um mail de uma escola.. tens?
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Pedrock em 20 de Agosto de 2012, 23:36
Penso que o tenhas de fazer com um mail de uma escola.. tens?
Pode ser qualquer email, desde que não esteja na blacklist deles, que inclui hotmail, gmail, etc.
EDIT: Parece que na Microchip tem que estar mesmo aprovado... Entretanto, criei um email no aeiou.pt e descobri que dá para usar para pedir samples na Nation Semiconductor, visto não estar na blacklist.


Lipos foram uma ideia que tive, porque tenho umas células soltas das pequenas por aqui, mas pondero usar pilhas de 9V porque acho que as de lítio não aguentam a carga tanto tempo.
As pilhas de 9V é que têm pouca carga. Se juntares várias pilhas de 1.5 tens muito mais carga.
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Capeleiro em 21 de Agosto de 2012, 00:06
As pilhas de 9V é que têm pouca carga. Se juntares várias pilhas de 1.5 tens muito mais carga.
É verdade, mas a de 9V ocupa menos espaço e mesmo tendo menos carga ainda aguentava uns 3 ou 4 meses (contas muito por alto). Por outro lado, umas pilhas AA aguentariam uns 2 anos (supondo 125uA)  ;D
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Pedrock em 21 de Agosto de 2012, 00:40
Estive a ver na TI e eles têm o TPS71550:
http://www.ti.com/product/tps71550 (http://www.ti.com/product/tps71550)

24V Maximum Input Voltage (Dá para muitas baterias em série...)
Low 3.2uA Quiescent Current at 50 mA (Consome muito pouco)
50mA Low-Dropout Regulator (Só dá 50mA mas acho que chega para o que queres)
Available in 1.8 V, 1.9 V, 2.3 V, 2.5 V, 3.0 V, 3.3 V, 3.45 V, 5.0 V, and Adjustable (1.2 V to 15 V)  (Existe com output de 5V)

E em princípio podes pedir sample nesse site.
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Njay em 21 de Agosto de 2012, 00:57
Podes fazer umas experiências com um pequeno painel solar. Compras um par daqueles candeeiros solares de 1€ - 2€ e sacas-lhe o painel solar (metes em paralelo) e ainda tens uns LEDs e outras coisas.
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Capeleiro em 21 de Agosto de 2012, 01:09
Obrigado pela dica Pedrock, mas acho que vou ficar pelo MAX667 que o Amando sugeriu ou então o MC1702 (tenho de ver a questão das samples), que para estas brincadeiras são melhores, por não serem SMD.

A ideia do painel solar é muito interessante  ;D Eu por acaso tenho umas células de 260mA se não me engano, bastava uns segundos de sol por dia para meter isto a funcionar, talvez até à noite conseguissem o suficiente hehe
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: amando96 em 21 de Agosto de 2012, 01:22
A maxim também envia samples  :P ou pelo menos enviava...

DIP dá jeito para testar na breadboard, mas o espaço que se poupa com soic numa pcb vale a pena, nem é complicado soldar.
Título: Re: Regulador de tensão através de MOSFETs
Enviado por: Capeleiro em 21 de Agosto de 2012, 01:39
A maxim também envia samples  :P ou pelo menos enviava...

DIP dá jeito para testar na breadboard, mas o espaço que se poupa com soic numa pcb vale a pena, nem é complicado soldar.
É verdade, a PCB vai ser uma fase seguinte se isto funcionar  ;)

Entretanto tive uma ideia: a tensão regulada passa a vir de uns condensadores "bestas" que tenho de 22F que são carregados por células fotovoltaicas em série ligadas a um comparador de tensão. Este só carrega os condensadores quando a sua tensão é menor ou igual a 5V e bloqueia quando as células estão com menor potencial que estes (para não os descarregar).
O comparador e qualquer outra coisa além do circuito propriamente dito não gastam nada da tensão regulada, pois estão ligadas às células - só precisam de funcionar se houver sol e podem gastar a toda a corrente que lhes apetecer porque sol não falta. É capaz de funcionar bem...  ;D