Regulación y aislamiento de potencia para dispositivos de baja corriente

Estoy buscando una solución para regular la energía y proporcionar aislamiento para un sistema de 3,3 V CC. Estoy usando una fuente de alimentación de 5 V CC y 500 mA que debe regularse a 3,3 V CC con aislamiento para proteger las señales del sensor analógico del ruido.

El circuito puede consumir hasta 200 mA y tan solo 2 mA. He estado buscando reguladores aislados y parece que hay una carga mínima para que el componente regule el voltaje de manera efectiva según mi comprensión de la hoja de datos. ¿Es esto preciso y, de ser así, existe una buena solución para el aislamiento y la regulación de este circuito?

Ejemplo de regulador: MEU1S0503ZC

¿Puedo simplemente agregar una resistencia de 80 Ω 1/2 W en serie con la fuente de alimentación para crear la carga mínima de 40 mA?
¿Es el ruido la única razón por la que desea aislar estos sensores? Porque los convertidores DC-DC aislados introducirán mucho más ruido que luego tendrá que suprimir; es mejor que simplemente suprima cualquier ruido de la fuente de alimentación sin aislamiento.

Respuestas (1)

Pones el caballo delante del carro asumiendo que el aislamiento galvánico es la única solución a tu problema. ¿Sabes cuál es tu problema? ¿Has medido el ruido en la entrada? ¿Cómo lo mediste? ¡Las mediciones de banda ancha son difíciles!

No existe tal cosa como un aislamiento galvánico perfecto. Si está lidiando con ruido de modo común de alta frecuencia malo, la capacitancia primaria a secundaria en un transformador de aislamiento transferirá felizmente ese ruido a su circuito aislado. El resto del circuito, y su cableado de salida, felizmente convertirán el modo común en modo diferencial, corrompiendo sus señales.

El primer paso es determinar con qué tipo de ruido estás lidiando. Si está utilizando una verruga de pared de conmutación, el ruido de modo común es un problema real y debe abordarse primero. Por lo general, un buen estrangulador de modo común de frecuencia media colocado en la entrada de 5 V, seguido de un estrangulador de modo común de alta frecuencia, seguido de un filtro(s) de paso bajo de modo diferencial, funcionará bastante bien. El aislamiento se puede usar para romper un bucle de tierra, pero no ayudará mágicamente con el ruido y podría ser completamente innecesario.

La idea general, que se muestra a continuación, es:

  1. Tenga filtrado de modo común primero, ya que cualquier circuito asimétrico convertirá el modo común en modo diferencial.

  2. Tenga elementos atenuantes de alta frecuencia primero, antes de que los parásitos de los elementos de baja frecuencia se exciten con las altas frecuencias.

L1 puede ser un estrangulador de modo común de alta frecuencia, digamos con un pico de atenuación de alrededor de 25 MHz, seguido del estrangulador L2 con un pico de atenuación de un MHz o menos. L3 es para deshacerse de la ondulación excesiva y puede ser una parte con alta resistencia en serie para reducir la Q del circuito. FB1 es una perla de ferrita SMD. C1 y C2 son "pequeños", del orden de 1-470nF. C3 y C4 pueden ser 1-47u, dependiendo de lo que U1 necesite para la estabilidad.

Otras partes de su circuito ciertamente pueden contaminar el suministro de 3.3V; es imposible determinar qué tan mal efecto tienen sin saber, bueno, qué hay allí.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab