Sicherstellung einer gemeinsamen Masse in einem Stromkreis mit mehreren Spannungsanforderungen

Ich denke, es hängt teilweise davon ab, ob es sich um ein "Heim"-Projekt oder um ein kommerzielles Produkt handelt.

Die "einfachste" Antwort wäre, einen einzelnen 9-V-Eingang zu haben und dann Linearregler zu verwenden, um diesen separat auf 5 V und 3 V zu senken. Die Verwendung eines Linearreglers zum Abfallen von 5,7 V bei 1,2 A führt jedoch zu einer Wärmeableitung von fast 7 W, sodass Sie einen ernsthaften Kühlkörper benötigen, ganz zu schweigen davon, dass er schrecklich ineffizient ist.

Verwenden Sie für den "einfachen Ausweg" einen Transformator mit einer Sekundärseite mit Mittenanzapfung (oder zwei in Reihe geschaltete Sekundärwicklungen, aber stellen Sie sicher, dass Sie sie richtig herum anschließen), sodass Sie (z. B.) 0-6- 12-VAC-Ausgänge. Sie können dann die 12-VAC-Wicklung verwenden, um Ihren 9-VDC-Ausgang zu erzeugen, und den 6-VAC-Ausgang für die 5-VDC- und 3,3-VDC-Ausgänge (mit den üblichen Brückengleichrichtern, Glättungskondensatoren und Linearreglern).

Verwenden Sie für die "richtige" (IMHO) Lösung einen einzelnen 9-VDC-Eingang und verwenden Sie zwei Schaltregler, um die 5-VDC- und 3-VDC-Versorgung zu erzeugen. Vielleicht so etwas wie der ADP2302 von Analog Devices. Wenn die Stromaufnahme auf Ihrer 5-VDC-Schiene niedrig genug ist (z. B. < 250 mA), könnten Sie hier mit einem Linearregler davonkommen.

Entweder Szenario A oder B wäre geeignet. Die Hauptsache ist, dass aller Wahrscheinlichkeit nach die GNDs für alle drei Versorgungen miteinander verbunden werden müssen, damit die Betriebskompatibilität zwischen den TX-, RX- und MCU-Abschnitten des Designs besteht. Die Wahl von A oder B hängt wirklich von Faktoren ab, die über den Bereich des Elektronikdesigns hinausgehen, über den wir auf dieser Website gerne sprechen. Allerdings gibt es Faktoren, die Sie bei Ihrer Entscheidung, welche Konfiguration Sie wählen, berücksichtigen müssen. Hier sind einige dieser Überlegungen.

1. Die Implementierungskosten sind in einer solchen Situation oft ein Hauptfaktor.
2. Das Paketieren auf Systemebene ist immer eine Überlegung. Wofür hast du Platz? Willst du es groß? Klein?
3. Was sind Ihre Fähigkeiten zur Umsetzung. Manchmal schlagen wir einen Weg in einem Entscheidungsbaum ein, der auf dem basiert, womit wir vertraut sind oder uns sicher genug fühlen, um die damit verbundenen Risiken abzuwägen.

Wofür Sie sich auch entscheiden, denken Sie bitte an eine möglichst effiziente Energieumwandlung. Die Zeiten, in denen wir frei entscheiden können, ineffiziente Linearregler mit einem Wirkungsgrad von 10 bis 50 % zu verwenden, sollten weit hinter uns liegen. Verwenden Sie nach Möglichkeit eine Energieumwandlung im Schaltmodus. (Beachten Sie, dass es an manchen Orten Gesetze gibt, die bestimmte Produktklassen vorschreiben, um bestimmte Effizienzstandards zu erfüllen, damit diese Produkte in diesem Bereich verkauft werden können. Batterieladegeräte sind eine dieser Kategorien).

Ich habe Szenario B erfolgreich mit LM78xx-Spannungsreglern verwendet. Es ist ein sehr einfacher Ansatz und erhöht die Anzahl der Komponenten nicht sehr. Stellen Sie nur sicher, dass Ihre Wandwarze (oder was auch immer Sie verwenden) eine Gleichspannung ausgibt, die mindestens einige Volt höher ist als die Nennausgangsspannung des Reglers. Stellen Sie außerdem sicher, dass es genügend Strom liefern kann und etwas Platz übrig bleibt.

Szenario A erscheint eher unhandlich.

Szenario B. Verwenden Sie vorgefertigte Schaltregler basierend auf dem Abwärtswandler LM2575. Die vorgefertigten Platinen sind normalerweise als Drop-in-Ersatz für die Linearregler der Serie LM78xx konzipiert. Sie können sie in 5 V und 3,3 V kaufen und ihnen die 9 V zuführen, die Sie Ihrem Arduino liefern. Der LM2575 ist sehr einfach zu bedienen und benötigt nur 5 externe Komponenten: Diode, Induktivität, zwei Widerstände und einen Kondensator. Festspannungsversionen erfordern nur die Diode, Induktivität und Kondensator.