¿Cómo puedo modificar un cable USB con un divisor de voltaje para proporcionar 3V?

Question

Quiero alimentar un dispositivo pequeño, que normalmente usa 4 pilas AA/R6 dispuestas en 2 pares (por lo que el dispositivo requiere aproximadamente 3V DC y consume probablemente 100 mA o menos).

¿Es posible cortar un cable USB antiguo, manteniendo el conector tipo A para enchufarlo a un adaptador o a un ordenador, y soldar los cables de +5V y GND a un par de componentes (para dividir el voltaje) y luego a los polos + y - del compartimento de la batería del dispositivo?

La respuesta a esta pregunta sugiere evitar resistencias para dividir el voltaje. ¿Sigue siendo el caso en el ejemplo anterior? ¿Existe otra solución simple?

Answer 1

Es posible, pero necesitas recordar que la carga va a tener un efecto en el voltaje.

Echa un vistazo a este circuito:

simular este circuito – Esquemático creado usando CircuitLab

¿Bonito y sencillo verdad? Vin se va a dividir por 2, porque tanto R1 como R2 son iguales. Ahora agreguemos una carga y veamos qué sucede.....

simular este circuito

Mmm.... Como puedes ver, ahora hay algo en paralelo con R2. Esto va a afectar el valor de Vout. Entonces... ¿Qué podemos hacer para evitar que eso suceda? Bueno, ¡vamos a necesitar un buffer para asegurarnos de que el voltaje se mantenga constante!

simular este circuito

¡Genial! Ahora tenemos un voltaje constante. Pero espera, hay más que considerar.... ¿Qué pasa si la carga requiere más potencia de la que tu buffer puede manejar? Recuerda, un amplificador operacional tiene una baja impedancia de salida (un amplificador operacional ideal tiene una impedancia de salida cero), por lo que no podrá funcionar bajo cargas pesadas. Bueno, ahora podemos usar un circuito como este:

simular este circuito

Este es el esquemático básico de la mayoría de los reguladores lineales. Todo lo que necesitas hacer es usar la retroalimentación negativa para controlar el voltaje de salida.

Si no quieres hacer todo eso, simplemente usa un regulador de 3V de cualquier fabricante de electrónicos que se ajuste a tus especificaciones

Answer 2

El problema de usar un divisor de voltaje basado en resistores como fuente de alimentación es que tu carga también es una resistencia (y a menudo varía en la corriente que consume a lo largo de su operación) y necesitas tener eso en cuenta al establecer los valores de resistencia. Puedes reemplazar la resistencia inferior con un diodo zener para corregir la caída de voltaje, pero eso tiene problemas con la potencia disipada a través del zener.

Para una corriente de 100 mA que caiga 2V puedes usar un regulador de voltaje en su lugar. Estos vienen en un paquete de 3 pines y proporcionarán una fuente de voltaje regulada adecuada.