Descripción de la fuente de alimentación del circuito básico de CS5463

Los componentes que menciona se combinan para formar un suministro simple sin transformador para el IC. Estos son bastante comunes en tales circuitos.

El capacitor de 470nF y 500Ω presentan una impedancia establecida a la tensión de red y limitan la corriente. La razón por la que no se usa una sola resistencia es porque tendría que disipar bastante potencia para hacer esto, mientras que un capacitor no disipa ninguna potencia (o muy poca para una tapa no ideal)

Podemos demostrar esto mirando los números:

Suponiendo una frecuencia de red de 50 Hz, podemos calcular la impedancia del condensador:

$\dfrac{1} {2 \pi \times 470nF \times 50Hz} = 6772.5 \Omega$

Para calcular la impedancia total, hacemos:

$\sqrt{6772.5^2 + 500^2} = 6791\Omega$

Entonces, la corriente máxima a través del capacitor de 470nF y la resistencia de 500Ω será:

$\dfrac{311}{6791\Omega} = 45.8mA$

La corriente RMS será$45.8mA \times 0.707 = 32.4mA$

Por lo tanto, la resistencia se disipará:

$({32.4mA})^2 \times 500\Omega = 520mW$- no demasiado, una resistencia de 1W o 2W manejará esto bien.

Digamos que acabábamos de usar una resistencia de 6791 Ω para limitar la corriente a 32,4 mA, la resistencia tendría que disiparse:

$({32.4mA})^2 \times 6791\Omega = 7.1W$, se desperdicia bastante energía y se necesita una resistencia costosa.

Entonces, usamos la tapa para hacer la limitación principal y la resistencia en serie para limitar la corriente transitoria (si el tiempo de subida del transitorio es rápido, entonces la tapa se verá como una impedancia más baja pero la resistencia aún se verá como 500Ω)

Regulación

El resto de los componentes son para rectificar y regular el voltaje, a fin de presentar un suministro de CC de bajo voltaje constante para el IC.

Los 2 diodos manejan la rectificación, pasando solo la mitad positiva de la forma de onda. Luego, esto se suaviza con el capacitor de 470 uF y luego se regula con la segunda resistencia de 500 Ω y (probablemente 5.2 V) el diodo zener.

Entonces, todo el proceso se ve así (ignore los números de parte del diodo, LTSpice no tiene ningún 1N4002 o similar. También usé un zener de 6.2V ya que no hay un zener de 5V. Sin embargo, el principio es exactamente el mismo):

Simulación en el encendido (observe que V(IC) aumenta a ~6.2V y permanece ahí):

Tapas de derivación y resistencia de 10 Ω

Los condensadores de 0,1 uF son de hecho condensadores de derivación, estos presentan un almacenamiento de energía local para la demanda de corriente de alta frecuencia.
Combinado con las tapas, la resistencia de 10 Ω es para desacoplar los suministros analógicos y digitales hasta cierto punto. Los pines de tierra analógicos y digitales también son una forma de mantener las corrientes separadas. Esto es común en los circuitos integrados con una función de analógico a digital o de digital a analógico.

Condensador PFMON y 470nF

El capacitor debe estar clasificado para manejar el voltaje de la red. Hay condensadores llamados " condensadores X " que están especialmente certificados para su uso con la red eléctrica. Aquí hay un ejemplo de una parte de 0.47uF 440VAC (seleccionar al menos 1.5 veces la red nominal es una buena idea)

El pin PFMON detecta un evento de falla de energía cuando el voltaje en el pin cae por debajo de 2.45V. Esto se puede usar para señalar su microcontrolador y tomar cualquier acción apropiada. Con el divisor (0,66 veces la entrada) que se muestra, podemos calcular el voltaje de entrada donde sucederá esto:

$\dfrac {2.45V} {0.66} = 3.675V$

El voltaje de funcionamiento mínimo se proporciona en la hoja de datos como 3,135 V, por lo que esto da un espacio libre de ~ 0,5 V.