Nesse artigo, baseado no Application Note AN1025 da Microchip (www.microchip.com), descrevemos a utilização de um LDO (Low Dropout Regulator – Regulador Com Baixa Queda de Tensão) na elaboração de um circuito que reduz os 5 V de uma linha de alimentação para 3,0 V. A documentação completa pode ser baixada no site da empresa (em inglês, no formato PDF).
Uma boa gama de aplicações modernas utiliza uma tensão de alimentação, operando em conjunto com circuitos em que fonte de 5 V são utilizadas. Para alimentar esses circuitos deve ser usada uma fonte separada ou então, pode ser aproveitada a linha de 5,0 v para se obter os 3,0 V desejados.
No entanto, quando esse procedimento é adotado é preciso ter muito cuidado na escolha dos componentes usados, já que o circuito usado deve ter um excelente rendimento, tanto para não consumir energia desnecessária (quando o dispositivo é alimentado por bateria), como também para não trazer problemas de layout e geração de calor.
Os circuitos propostos normalmente se baseiam em soluções que emprega um LDO., conforme mostrado na figura 1.
Lembramos que os LDOs ou Low Dropout Regulators são reguladores de tensão que se caracterizam por apresentar uma queda muito baixa de tensão. Como essa queda multiplicada pela corrente determina não só o seu rendimento como a sua dissipação, esses dispositivos, apresentam um rendimento muito alta com baixa dissipação.
Conforme podemos ver pelo diagrama da figura 1, um LDO contém quatro elementos principais. Um transistor de controle, uma referência de tensão, um amplificador operacional e resistores de feedback.
Nesse circuito, a tensão de saída é comparada com a tensão de referência, sendo gerado um sinal de erro pelo amplificador operacional, o qual atua sobre o transistor por onde passa a corrente principal.
Para se obter a tensão desejada de saída, num circuito como esse, basta calcular os resistores da entrada de controle. Veja que a vantagem principal desse tipo de circuito, que faz uso de transistor de efeito de campo de potência, em relação aos reguladores lineares convencionais que fazem uso de transistores bipolares está justamente na baixa resistência dreno-fonte que esses dispositivos apresentam.
No entanto, essa eficiência ainda depende da relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada.
Para se poder trabalhar com o dispositivo de controle na sua máxima eficiência, a solução consiste em se chavear o dispositivo de controle e isso justamente pode ser conseguido por uma bomba de carga, como o que faz uso do circuito integrado MCP1252/3 da Microchip, cujo diagrama básico é mostrado na figura 2.
Operando de modo chaveado pode-se obter um rendimento muito maior para o circuito, e ao mesmo tempo uma saída regulada com precisão.
O que esse circuito faz é sensoriar a tensão de saída e através dela chavear as quatro chaves analógicas existentes no componente de modo sincronizado por um oscilador, gerando assim a tensão média desejada na saída.
Esse procedimento permite obter uma conversão de tensão de alto rendimento, gerando-se os 3 V necessários a alimentação dos circuitos com precisão.
Distribuidor Microchip Recomendado:
Hitech Eletrônica
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