Home
Accesso / Registrazione
 di 

Un integrato regolatore low-dropout a basso consumo e iperprotetto

 integrato regolatore low-dropout max8881

Più volte abbiamo presentato stadi regolatori adatti alla realizzazione di vari tipi di stadi di alimentazione in continua.

In ciò guidati dalle sempre nuove evoluzioni delle tecnologie elettroniche che consentono l’immissione sul mercato della componentistica di circuiti integrati via via più affidabili e dalla caratteristiche aderenti alle nuove apparecchiature elettroniche. In questa occasione esponiamo gli IC della Maxim, 8880 e 8881, che presentano un bassissimo assorbimento in condizioni di riposo (3,5 ohmA con 12 V di alimentazione primaria Vin), la possibilità di avere in uscita, con Vin =(2,5÷12) V, le tensioni Vout fisse di 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V e 5 V (MAX8881), la possibilità di avere una qualunque tensione di uscita di valore compreso fra 1,25 V e 5 V (MAX8880) sempre per Vin = (2,5 ÷ 12)V, la protezione contro l’inversione delle polarità della tensione Vin, e le protezioni dal cortocircuito e dalla sovratemperatura.

Questi circuiti integrati presentano fra l’altro la possibilità di attivare un opportuno circuito interno che indica quando la tensione di uscita esce dal range di regolazione. Ricordando infine che la tensione di dropout è la caduta di tensione fra l’input e l’output dell’IC, si fa notare come i MAX888X presentino un tensione di dropout inferiore a 200 mV. Questa caratteristica consente un loro ottimale funzionamento anche per differenze (Vin – Vout) sensibilmente basse.

Le applicazioni primarie di questi IC sono molteplici e concernono la maggior parte delle apparecchiature con alimentazione autonoma. Si estendono infatti dall’alimentazione di sistemi normalmente alimentati a batteria e che possono trovarsi in standby per periodi di tempo notevoli, alla realizzazione di caricatori di batterie, di detector per fumi, ecc.

max8880_sot_23-6

Il circuito

La figura 1 mostra uno degli involucri della serie MAX8880 (SOT23-6) che presenta sei pin accessibili, mentre la figura 2 riporta lo schema a blocchi a cui può essere ricondotto il funzionamento di questi IC. Qui si nota la presenza di una tensione di riferimento (REF) di 1,25 V connessa all’ingresso invertente dell’amplificatore di errore (E. A.). Quest’ultimo confronta pertanto la tensione di riferimento con la tensione presente ai capi della resistenza Re e ne amplifica la differenza. Il MOS driver (MSDRV) risente il segnale di errore e applica il più appropriato pilotaggio al gate del MOSFET Q 2 a canale P.

In particolare se la tensione ai capi della Re è inferiore alla tensione di riferimento il gate di Q 2 avrà un minor pilotaggio e ciò consentirà una maggiore corrente drain-source e quindi una maggiore corrente nel carico. Se viceversa la tensione ai capi della Re è maggiore della tensione di riferimento il gate avrà un maggior pilotaggio che determinerà una minore conduzione drain-source e quindi una minore corrente nel carico. A questo proposito si tenga presente che il pin FB (feedback) è in genere o direttamente connesso al pin OUT o è a questo connesso tramite una resistenza esterna e quindi, in ogni caso, le escursioni della tensione Vout ai capi del carico vengono comunque “sentite” dalla resistenza Re.

max888x_schema_blocchi

Gli altri blocchi dello schema sono di intuitivo funzionamento. Vi è infatti il sensore termico (thermal sensor) che è l’elemento sensibile all’incremento di temperatura. Quando la temperatura interna supera i 160 °C il sensore attiva lo shutdown (shutdown logic) che disattivando il MOS a canale P tramite l’intervento dei deviatori S1 e S2 consente il raffreddamento dell’integrato.

max888x_configurazione_ic

valori_resistenze_partitore_uscita

Il blocco Reverse battery protection entra in funzione quando in ingresso viene applicata una batteria con le polarità invertite. Quando ciò si verifica l’intervento di questa protezione disattiva il circuito. La limitazione di corrente: il pin di uscita può anche essere portato a massa senza che ciò danneggi l’IC. Il pin POK, infine, (POK sta per Power OK), si connette all’uscita tramite una resistenza alla quale si dispone in parallelo una capacità. Questo parallelo determinerà la costante di tempo che fissa il ritardo nell’intervento.

Il pin POK è a livello basso quando l’uscita va fuori regolazione. La figura 3 mostra quindi una pratica applicazione. Si può constatare come lo stadio regolatore necessiti di due soli condensatori in input e in output per il corretto funzionamento. I valori indicati in figura (1 muF e 4,7 muF) sono suggeriti dalla Casa.

diagramma_tensione_dropout_max88xx

Più alti valori in ingresso sono consigliabili quando lo stadio si trova a diversi centimetri di distanza dalla sorgente di tensione primaria ed, egualmente, valori più elevati in uscita (anche maggiori di 10 muF) sono consigliabili quando si desideri ulteriormente incrementare la stabilità della Vout.

Selezione della tensione di uscita

Per selezionare la desiderata tensione di uscita si ricorrerà alla configurazione circuitale di cui alla figura 4 nella quale sono state inserite le due resistenze R 1 e R 2 disposte come partitore. Ciò dal momento che la relazione fra la tensione Vout di uscita e la tensione VREF (1,25 V) di riferimento è fornita dall’espressione:

integrato_regolatore_low-dropout_formula_1

Ponendo, per esempio, R 2 = 1 M si calcolerà il valore da attribuire alla resistenza R 1 con l’espressione:

integrato_regolatore_low-dropout_formula_2

Ciò vale sia per tensioni Vout fisse sia nel caso si voglia realizzare uno stadio con tensione di uscita variabile con continuità. In quest’ultimo caso sarà sufficiente porre per R 1 un trimmer. Dalla prima delle due espressioni su riportate si vede infatti come ponendo il cursore del trimmer in modo che la R 1 sia cortocircuitata la minima tensione disponibile viene a coincidere con la tensione di riferimento.

Si tenga comunque presente che la massima Vin non può eccedere i 12 V, mentre la massima Vout è di 5 V. Volendo, per esempio, una tensione di uscita di 3 V, posto R 2 =1M , si calcolerà R 1 con la seconda delle due espressioni su riportate. Si otterrà per R 1 il valore di 1,4 M . Si potrà porre un trimmer da 1,5 M .

La figura 5 riporta infine la tensione di dropout in funzione della corrente richiamata dal carico per diverse temperature. Si constata come, nelle diverse condizioni termiche, alla corrente massima di 200 mA la tensione di dropout si mantenga comunque al di sotto di 0,5 V.

radiokit elettronica

 

 

Scrivi un commento all'articolo esprimendo la tua opinione sul tema, chiedendo eventuali spiegazioni e/o approfondimenti e contribuendo allo sviluppo dell'argomento proposto. Verranno accettati solo commenti a tema con l'argomento dell'articolo stesso. Commenti NON a tema dovranno essere necessariamente inseriti nel Forum creando un "nuovo argomento di discussione". Per commentare devi accedere al Blog

 

 

Login   
 Twitter Facebook LinkedIn Youtube Google RSS

Chi è online

Ultimi Commenti