Балласт для люминесцентной лампы на IR2151. Схема и описание
Всем известны преимущества люминесцентной лампы над лампой накаливания. Это и продолжительный срок службы, который может превосходить на порядок, и более мощная светоотдача. Но у люминесцентной лампы есть одна особенность при подключении.
Ее нельзя напрямую подключать к электросети. Поскольку у данного вида источника света большое внутреннее сопротивление, то для ее включения (появление разряда) необходим высоковольтный импульс.
Поэтому для осуществления этого существуют специальные устройства «ПускоРегулирующие Аппараты» для запуска люминесцентных ламп, или как еще их называют балласт. Одной из разновидностей является электронное ПРА (ЭПРА).
Описание балласта для люминесцентной лампы
Балласт для люминесцентной лампы на IR2151 приведенный в этой статье предназначен для подключения люминесцентной лампы типа Т12 или Т8 мощностью 40 Вт.
За основу взята специализированная микросхема IR2151.
Балласт построен по схеме полумостового преобразователя имеющего среднюю точку, определенную конденсаторами C6 и C7.
Мост построенный на диодах VD1—VD4 выпрямляет входное напряжение электросети, которое затем сглаживается конденсаторами С6 и С7. Резистор R1 предназначен для уменьшения пускового тока. Генератор импульсов расположенный внутри микросхемы IR2151 аналогичен генератору имеющемуся в знаменитом таймере NE555.
Формула расчета частоты внутреннего генератора:
Формула расчета резонансной частоты:
Hantek 2000 — осциллограф 3 в 1
Портативный USB осциллограф, 2 канала, 40 МГц….
Подробнее
Для большей эффективности работы балласта люминесцентной лампы необходимо чтобы частота внутреннего генератора и частота резонансная были примерно равны. При указанных на схеме номиналах деталей резонансная частота равна примерно 40 кГц.
Через элементы R2, С1 происходит питание микросхемы IR2151. Цепь из элементов R6, С5 является снаббером, который предупреждает отказ выходных каскадов IR2151 вследствие паразитных высокочастотных колебаний.
Схема импульсного блока питания на IR2151-IR2153
Импульсный блок питания на IR2151-IR2153
Плюс любого импульсного блока питания состоит в том что не требуется намотки или покупки громоздкого трансформатора.А требуется всего лишь трансформатор с несколькими витками.Данный
блок питания сделать самому несложно и требует немного деталей. И основа,это то что блок питания на микросхеме IR2151
Характерной чертой этого блока питания является его простота и повторяемость. Схема содержит малое количество компонентов и хорошо себя зарекомендовала на протяжении более двух лет. В качестве импульсного трансформатора используется типовой понижающий трансформатор из компьютерного блока питания.
На входе стоит PTC термистор– полупроводниковый резистор с положительным температурным коэффициентом, который резко увеличивает свое сопротивление, когда превышена некоторая характеристическая температура TRef.
Защищает силовые ключи в момент включения на время зарядки конденсаторов. Диодный мост на входе для выпрямления сетевого напряжения на ток 10А. Использована диодная сборка типа «вертикалка», но можно использовать диодную сборку типа «табуретка». Пара конденсаторов на входе берется из расчета 1 мкф на 1 Вт. В нашем случае конденсаторы «вытянут» нагрузку в 220Вт. Гасящее сопротивление в цепи питания драйвера мощностью 2 Вт. Предпочтение отдано отечественным резисторам типа МЛТ-2. Драйвер IR2151 – для управления затворами полевых транзисторов, работающих под напряжением до 600В. Возможная замена на IR2152, IR2153. Если в названии есть индекс «D», например IR2153D, то диод FR107 в обвязке драйвера не нужен. Драйвер поочередно открывает затворы полевых транзисторов с частотой, задаваемой элементами на ножках Rt и Ct. Полевые транзисторы используются предпочтительно фирмы IR . Выбирают на напряжение не менее 400В и с минимальным сопротивлением в открытом состоянии.
Чем меньше сопротивление, тем меньше нагрев и выше КПД. Можно рекомендовать IRF740, IRF840 и пр. Справочник по полевым транзисторам фирмы IR на русском языке можно скачать здесь. Внимание! Фланцы полевых транзисторов не закорачивать; при монтаже на радиатор использовать изоляционные прокладки и шайбы-втулки. Трансформатор типовой понижающий из блока питания компьютера. Как правило, цоколевка соответствует приведенной на схеме. В этой схеме работают и самодельные трансформаторы, намотанные на ферритовых торах. Расчет самодельных трансформаторов ведется на частоту преобразования 100 кГц и половину выпрямленного напряжения (310/2 = 155В). При выборе трансформатора следует брать такой, у которого на родной плате закорочены вывода так, как это показано на схеме. Это важно. Иначе вам следует закротить как это сделано на плате, из которой вы демонтируете трансформатор. Диоды на выходе с временем восстановления не более 100 нс. Этим требованиям отвечают диоды из семейства HER (High Efficiency Rectifier – высоко-эффективные выпрямительные). Не путать с диодами Шоттки. Емкость на выходе – буферная емкость. Не следует устанавливать емкость более 10000 мкф.
Печатная плата
Практика показала, что в данном приложении не требуется специальной организации обратной связи, индуктивных фильтров по питанию, снабберов и прочих «наворотов», присущих импульсным преобразователям. Так или иначе, в звуке на слух не ощущается типичных дефектов, свойственных «плохому питанию» (фон и посторонние звуки). В работе полевые транзисторы не сильно нагреваются.
Для них достаточно пассивного охлаждения. Полевые транзисторы фирмы IR очень устойчивы к тепловому разрушению и работают вплоть до температуры 150?С. Но это не означает, что их следует эксплуатировать в таком критическом режиме. Для таких случаев потребуется организация активного охлаждения, а по-простому, установить вентилятор.
Как и любое устройство, этот блок питания требует внимательной и аккуратной сборки, правильной установки полярных элементов и осторожности при работе с сетевым напряжением. После ВЫключения данного блока питания в его цепях не остается опасного напряжения. Правильно собранный блок питания не нуждается в настройке и налаживании.
Social Comments
Детали балласта люминесцентной лампы
Электролитические конденсаторы типа К50-68, неполярные — К10-17б , К73-17. Минимальное напряжение конденсатора С5 должно быть не менее 400 В. Диод VD5 обязан быть типа ultra-fast рассчитанным на обратное напряжение не менее 400 В. Им могут быть следующие диоды: BYV26D, 11DF4, BYV26C, BYV26B, HER156, HER157, HER105, SF28, HER205, HER106, HER206, SF106. Микросхему IR2151 возможно заменить на IR2153, IR2152, IR2155.
Возможна замена транзисторов: КП728, КП726, IRF730, IRF740, IRF840, КП770Д, КП751А. Термистор R7 возможно поменять на В59339-А1801-Р20 или же на В59339-А1501-Р20, B59320-J120-A20. Хотя иногда данный термистор можно исключить из схемы. Для этого попробуйте запустить лампу без термистора. Если она включается уверенно, без многократных вспышек, то термистор можно не устанавливать.
Дроссель балласта люминесцентной лампы
- Первый вариант: феррит марки 2500НМС1 имеющий размер Ш 5х5 с зазором 0,2 мм. Обмотка выполнена проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм и содержит 100 витков.
- Второй вариант: феррит марки 2000НМ имеющий размер Ш 6х6 с зазором 0,25 мм. Обмотка выполнена проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм и содержит 135 витков.
Люминесцентные лампы можно питать не только от сети 220 вольт, но и от мощных стационарных источников питания, к примеру, питание люминесцентной лампы от 12 вольт.
Детали и конструкция
Дроссель фильтра по питанию 220 Вольт (Др1) взят из импульсного БП от телевизора, подойдет любой с учетом того какую мощность желаете получить… Варистор — любой на 10 ом, только не от зарядки для телефона и подобных маломощных импульсных БП.
Индуктивность по 25 Вольтам (L) взята от компьютерного БП на 450ватт, лишние обмотки были смотаны — оставляем только те что намотаны толстым проводом.
Высокочастотный трансформатор Tr1 взят оттуда же, подробно остановлюсь на его намотке с нуля. Разобрать такой трансформатор не расколов феррит достаточно сложно. Чтобы упростить задачу, нужно положить его на плиту и нагреть до сотни градусов, иными словами как только капелька воды на феррите будет кипеть — значит можно разбирать.
При таком нагреве, клей становится мягким и половинки феррита легко вытаскиваются из каркаса с обмоткой. При намотке трансформаторов в импульсных схемах рекомендуют мотать обмотки несколькими проводами — до 8 штук одновременно.
Делать так совсем не обязательно, первичную обмотку I мотал одним эмалированным медным проводом диаметром 0,45 мм — 49 витков. Вторичные обмотки II и III мотал двумя проводами диаметром 0,8 мм — по 8 витков в каждой.
Диоды выпрямителя ставим быстродействующие — из отечественных подойдут КД213 или КД212. У последних ток нагрузки по справочнику — 1А, а у КД213 — 10А. Подойдут диоды с граничной рабочей частотой 100кгц.
Вместо транзистора IRF740 можно поставить IRF840 и им подобные. Радиатор под транзисторы можно поставить в два раза меньше, при полной длительной нагрузке транзисторы греются не очень сильно — на ощупь градусов 45. Транзисторы обязательно нужно ставить на радиатор через изолирующие прокладки.
Вместо диодов RL205 можно поставить любой диодный мост с максимальным постоянным обратным напряжением 600В и максимальным постоянным прямым током 6А.
Переходная емкость (0,1мкФ) между транзисторами и трансформатором должна быть обязательно на напряжение 630В!
С указанными номиналами данная схема обеспечивает выходную мощность примерно 200 Вт при токе до 4,5А.
Печатку к схеме БП не делал — сразу рисовал на текстолите. У каждого детали и их варианты расположения могут быть разные. Схема простая и нарисовать свою печатку не составит большого труда.
Вот что получилось у меня:
Рис. 3. План моей печатной платы для импульсного сетевого блока питания.
Как видно из наброска, вместо разделительного конденсатора между транзисторами и трансформатором у меня установлены три штуки. Пришлось так поступить поскольку как не было одного на нужное напряжение, в итоге собрал из разных конденсаторов с общей емкостью в 0,5мкФ.
Самый идеальный вариант будет — 1мкФ на 630В. Но все работает вполне нормально и с емкостью на 0,1мкФ и с емкостью на 0,5мкФ.
Рис. 4. Готовая печатная плата для импульсного источника питания (вид со стороны соединений).
Рис. 5. Готовая плата импульсного источника питания (вид со стороны деталей).
Рис. 6. Самодельный сетевой импульсный блок питания для УМЗЧ.
Рис. 7. Внешний вид сетевого импульсного БП для усилителя мощности НЧ.
Микросхема 4568d схема включения
Микросхемы управления источниками света предназначены для обеспечения оптимального режима эксплуатации светоизлучающих приборов (ламп накаливания, газоразрядных источников оптического излучения, электролюми- несцентных панелей, светодиодов и т. д.).
Современные микросхемы подобного назначения имеют высокий КПД, способны работать в области высоких частот преобразования, содержат элементы защиты от перегрева и перегрузок.
Источники оптического излучения, традиционно используемые для освещения (лампы накаливания), не обеспечивают высокого КПД преобразования электрической энергии в световую. Более приемлемы в этом отношении современные высокоэффективные светодиоды. Помимо повышенного КПД они имеют намного больший срок службы, на 1—2 порядка превышающий срок службы ламп накаливания. С другой стороны, использование светодиодов накладывает определенные условия для обеспечения их правильной эксплуатации. Это постоянный или пульсирующий однополярный ток, ярко выраженный «диодный» нелинейный характер вольтамперной характеристики, малая инерционность и т. д.
Частично решить проблемы питания светодиодных источников оптического излучения от традиционных источников питания (питание от
сети переменного тока частотой 50 или 60 Гц) удалось после разработки специализированных микросхем. К числу последних относятся микросхемы серии HV992119922/9923, производимые фирмой Suptertex inc
Схема внутреннего строения микросхем этой серии представлена на рис. 27Д. Микросхемы выпускают в корпусах ТО-92 и ТО-243АА (SOT-89), рис. 26.1.
Типовые схемы включения микросхем серии HV9921/HV9922/HV9923 для питания цепочек светодиодов от сети переменного тока напряжением 85—264 В или постоянного напряжением 20—400 В приведены на рис. 27.2 и рис. 27.3.
Выходной стабилизированный ток:
♦ для микросхемы HV9921 равен 20 мА;
♦ для микросхемы HV9922 равен 50 мА;
♦ для микросхемы HV9923 равен 30 мА.
Максимальная мощность, рассеиваемая при температуре 25 °С микросхемой в корпусе ТО-92, — 740 мВт, а в корпусе ТО-243АА — 1600 мВт.Рис. 27.3. Вариант включения микросхем серии HV9921/9922/9923
Микросхема HV9925 развивает серию микросхем, предназначенных для питания светодиодных источников оптического излучения. Ее структурная схема приведена на рис. 27.4, а типовые схемы включения — на рис. 27.5— 27.7 [27.1].
Значения питающих микросхему напряжений соответствуют таковым для микросхем HV9921/HV9922/ HV9923. Ток нагрузки (через светодиоды) может регулироваться до максимально возможного значения 50 мА. Максимальная мощность, рассеиваемая микросхемой с теплоотводящей пластиной при температуре 25 °С — 800 мВт.
Микросхема HV9931 представляет собой устройство, управляющее работой светодиодных излучателей. По своей структуре, рис. 27.8 [27.1], микросхема
Рис. 27.6. Вариант включения микросхемы HV9925
Рис. 27.7. Вариант использования микросхемы HV9925
Рис. 27.5. Типовая схема включения микросхемы HV9925 для питания цепочки светодиодных излучателей света от сети переменного тока
является наиболее совершенной в ряду рассмотренных выше систем управления свечением светодиодов.
Типовая схема использования микросхемы HV9931 приведена на рис. 27.9. Микросхема работает в диапазоне питающих напряжений 85—264 В по переменному току и способна рассеять мощность при условии ее выполнения в корпусе DIP-8 — 900 мВт, а в корпусе SO-8 — 630 мВт.
Внешнее управление микросхемой можно осуществлять подачей на управляющий вход (вывод 5) напряжения низкого (до 1 В) или высокого (не менее 2,4 В) уровней.
Микросхемы LED-драйверов NCP3066/NCV3066 компании ON Semiconductor предназначены для питания мощных светодиодов с током нагрузки до 1500 мА. LED-драйверы работают от источника постоянного тока напряжением 3—40 В, имеют встроенный силовой транзистор и возможность цифровой или аналоговой регулировки тока через светодиоды. Микросхемы NCP3066/NCV3066 могут использоваться в режимах понижающего, повышающего или инвертирующего конверторов. Рабочая частота преобразования может доходить до 250 кГц, что позволяет использовать в схеме сверхминиатюрные катушки малой индуктивности.
Микросхема фазового регулятора КР1182ПМ1 предназначена для регулировки мощности до 150 Вт, потребляемой активной нагрузкой (лампами накаливания) в цепях переменного тока 50 Гц напряжением 220 В [27.2, 27.3].
Рис. 27.9. Типовая схема включения микросхемы HV9937
Создание такой микросхемы было обусловлено необходимостью повысить надежность работы ламп накаливания при их включении/ отключении, поскольку наиболее часто повреждение тела накаливания (нити накаливания) происходит в момент теплового удара при включении лампы.
Микросхема КР1182ПМ1 позволяет плавно повышать/уменьшать мощность, выделяемую в нагрузке при включении/отключении или регулировке режима работы электроприбора. В качестве нагрузки микросхемы можно использот ать и коллекторные электродвигатели (управление скоростью вращения ротора электродвигателя).
Эквивалентная электрическая схема микросхемы КР1182ПМ1 приведена на рис. 27.10 [27.3]. Как следует из анализа этой схемы, она состоит из транзисторных аналогов тиристоров, управляемых схемой управления с внешними цепями управления.
Типовая схема включения микросхемы КР1182ПМ1 (рис. 27.11) предполагает использование минимального количества навесных элементов, допуская варьирование лишь по цепям управления [27.2, 27.3].
Микросхема работоспособна при напряжении сети 80—276 В частотой 40—70 Гц при токе нагрузки до 1,2 А. Напряжение, теряемое на открытых аналогах тиристоров, не превышает 2 В. Ток, потребляемый микросхемой, не превышает 2—5 мА. Входной ток управления — 40—150 мкА. Ток утечки управляющего входа — не свыше 30 мкА. Рассеиваемая мощность — до 4 Вт.
Рис. 27.10. Электрическая схема микросхемы ΚΡΊ182ПМ1
При эксплуатации микросхемы КР1Ί82ΠΜΊ следует учитывать, что ее цепи управления имеют гальваническую связь с питающей сетью. Кроме того, ввиду импульсного характера работы микросхемы могут наблюдаться помехи по сети, что требует установки фильтров.
Время выхода рассеиваемой на нагрузке мощности на максимальное значение (98—99 %) определяется произведением C3R1, рис. 27.11, а. Включение/отключение электроприбора осуществляется замыка- нием/размыканием коммутатора SA1. Этот коммутатор (выключатель) может быть включен параллельно управляющему потенциометру R1, рис. 27.11, б, и даже сопряжен с его осью, рис. 27.11, в, г. Конденсатор СЗ может отсутствовать, однако будет отсутствовать и задержка во времени при работе регулятора.
Вариант включения управляющей цепи, приведенный на рис. 27.11, г, когда выключатель SA1 разрывает цепь сети, имеет как определенные достоинства, так и недостатки. Через цепь выключателя протекает значительный ток (порядка 1 А). Это вызывает электрический износ контактного соединения и снижает ресурс его работы. С другой стороны, такое схемное решение надежно изолирует микросхему при ее отключении от возможных импульсных перегрузок по сети.
Рис. 27.11. Варианты схем включения микросхемы КР1182ПМ1:
а — стандартный способ регулирования с «плавным» включением нагрузки, отдельный выключатель; б — включение нагрузки без задержки во времени, отдельный выключатель; в — включение нагрузки без задержки во времени, выключатель, совмещенный с потенциометром R1; г — включение нагрузки без задержки во времени, сетевой выключатель, совмещенный с потенциометром R1
При использовании микросхемы КР1182ПМ1 зачастую оказывается, что ее нагрузочной способности недостаточно. В этом случае следует использовать либо принудительное охлаждение микросхемы, либо параллельное включение двух или более микросхем по схеме, представленной на рис. 27.12.
Люминесцентными лампами изначально предполагались вытеснить лампы накаливания с рынка электроосветительных приборов. Они отличались более высокой долговечностью, повышенным КПД. Однако длительная практика эксплуатации люминесцентных ламп позволила выявить ряд существенных недостатков. Это сложность построения пускорегулировочной аппаратуры, быстрый выход ее из строя, малая надежность в нештатных условиях эксплуатации. Кром’ того, люминесцентные лампы оказались экологически небезопасными в связи с содер-
жанием в колбе лампы паров ртути, спектр свечения ламп и их мерцание с частотой 100 (120) Гц не отвечали требованиям обеспечения комфортных условий труда.
Рис. 27.72. Схема наращивания максимальной мощности нагрузки при использовании микросхем управления типа КР1182Г1М1
Микросхемы электронного балласта IR2151. Попытка частично разрешить перечисленные проблемы вылилась в создание специализированных микросхем, предназначенных обеспечить надежное зажигание ламп и исключить их мерцание при горении. К таким микросхемам можно отнести разработки фирмы International Rectifier — микросхемы электронного балласта IR2151 [27.4—27.6].
Эквивалентная схема микросхем IR2151-, 1R2155 показана на рис. 27.13 [27.4]. Микросхема содержит мощные полевые транзисторы с изолированным
затвором, внутренний генератор и цепи, аналогичные по строению хорошо известному таймеру серии 555 (КР1006ВИ1). Развитием этой серии микросхем являются микросхемы IR2156, IR2157. Аналогичного назначения микросхемы производит фирма SGS-Thomson — L6569, L6571, L6574, Motorola — МС2151, MC33157DW, Unitrode (Texas Instruments) — UC3871, UC3872 [27.5].
Рис. 27.73. Эквивалентная схема микросхемы управления IR2151, IR2155
Рис. 27.74. Схема включения одной (двух) люминесцентных ламп с использованием микросхемы управления IR2151
Практическая схема включения микросхемы электронного балласта IR2151 для питания одной (двух) люминесцентных ламп мощностью по 40 Вт приведена на рис. 27.14 [27.6]. Использование такого режима работы позволило повысить ресурс работы люминесцентной лампы до 20 тыс. н и исключить их мерцание, поскольку лампы питаются напряжением частотой 20—100 кГц.
В то же время для снижения уровня помех по сети, возникающих при работе лампы, пришлось использовать сложную схему фильтрации. В целом схема пускорегулировочной аппаратуры заметно усложнилась.
Для поджига лампы необходимо, как и ранее, использовать пусковую цепочку с самоотключением (аналог стартера на неоновой лампе), выполненную на основе позистора RK1 и конденсатора СЮ. Для расчета элементов схемы при выборе иных условий эксплуатации источника освещения необходимо использовать специальное программное обеспечение.
Микросхема IR2156 может быть использована для управления работой как люминесцентной, так галогенной лампы накаливания повышенной яркости [27.4]. На рис. 27.15 приведена типовая схема включения этой микросхемы для работы на люминесцентную лампу. Как и ранее в пускорегулировочной схеме предусмотрены меры по защите от проникновения в сеть помех, возникающих при работе преобразователя микросхемы и работы самой лампы. В целях обеспечения условий для безопасной эксплуатации источника ;вета предусмотрена фазированная подача питающего напряжения сети.
Рис. 27.15. Схема включения микросхемы электронного балласта IR2156
Газоразрядные люминесцентные источники света можно включать и не в соответствии с общепринятыми схемами. Для того, чтобы такая лампа зажглась, достаточно подать на ее электроды через токоограничивающий элемент напряжение повышенной частоты (и напряжения). При подобном включении будут светиться даже люминесцентные лампы с перегоревшими нитями накаливания. Правда, характер газового разряда и его спектральные характеристики изменятся, что визуально будет малозаметно, т. к. в лампах для имитации белого света используют свечение люминофора.
Мерцание лампы, ощутимое при ее традиционном сетевом питании, при использовании пускорегулировочной схемы, рис. 27.15, не будет ощущаться, поскольку частота, на которой работает преобразователь напряжения микросхемы, намного выше частоты сетевого напряжения.
Для исключения перегрева лампы ток через нее должен быть ограничен высоким внутренним сопротивлением источника питающего напряжения.
Простой преобразователь напряжения для питания маломощных люминесцентных ламп Может быть собран на основе микросхемы DA1 КР1006ВИ1, транзистора VT1 BUZ22 и повышающего трансформатора, рис. 27.16 [27.7]. Устройство не нуждается в налаживании и потребляет ток порядка 100—120 мА. Переключатель S1 позволяет изменять яркость свечения люминесцентной лампы (с подбором емкости конденсатора СЗ).
Преобразователь несложно (заменой трансформатора) переделать на работу от источника питания напряжением 6 или 12 В (от аккумулятора)
и использовать его для питания иных устройств.
Рис. 27.16. Схема преобразователя напряжения для питания люминесцентной лампы
Рис. 27.7 7. Схема преобразователя для питания электролюминесцентных ламп
Электролюминесцентные источники оптического излучения, напрямую преобразующие электрическую энергию в световую, известны не одно десятилетие, однако они и сейчас остаются экзотикой. Такие источники излучения чаще всего представляют собой конденсаторы, одна из обкладок которых выполнена в виде полупрозрачной токопроводящей пленки оксида олова или индия. Между обкладками конденсатора заключен электролюминофор — обычно сульфид цинка с активирующими добавками, равномерно распределенный в связующем материале. Эквивалентная емкость конденсатора при толщине диэлектрика 0,3 мм достигает значений 400—600 пФ/см 2 .
Для питания электролюминесцент- ных светильников используют переменный или пульсирующий ток напряжением 60—200 В. Максимальная яркость свечения наблюдается при частоте питающего напряжения несколько сотен герц.
На рис. 27.17 приведена схема включения двух миниатюрных электро- люминесцентных источников света с использованием специализированной микросхемы HV832MG (Supertex Semiconductors, USA) [27.1, 27.8]. При емкости конденсатора Cl 0,1—1,0 мкФ на выходе микросхемы генерируется напряжение порядка 130 В частотой 300—450 Гц. При площади ламп 9 см 2 устройство потребляет ток до 30 мА.
Шустов М. А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. — СПб.: Наука и Техника, 2013. —352 с.
Интегральная микросхема TDA2822M благодаря небольшому числу элементов обвязки относится к числу простых усилителей, которые можно собрать за короткое время, подключить к МР3 плееру, ноутбуку, радиоприемнику – и тут же оценить результат своей работы.
Вот как привлекательно выглядит описание микросхемы TDA2822M (ST, DIP8) на Датагорской ярмарке:
«TDA2822M – стереофонический, двухканальный низковольтный усилитель для портативной техники и пр.
Возможно мостовое включение, использование в качестве наушникового или контрольного усилителя и многое другое.
Рабочее напряжение питания: от 1,8 В до 12 В, мощность до 1 Вт на канал, искажения до 0,2%. Радиатор не требуется.
Вопреки суперминиатюрным размерам выдаёт честный бас. Идеальный чип для бесчеловечных опытов начинающих».
Своей статьёй я постарался помочь коллегам-радиолюбителям сделать эксперименты с этим интересным чипом более осознанными и гуманными.
Содержание / Contents
↑ Разберемся с корпусом микросхемы
Различают две микросхемы: одну TDA2822, другую с индексом «М» – TDA2822М.
Интегральная микросхема TDA2822 (Philips) предназначена для создания простых усилителей мощности звуковой частоты. Допустимый диапазон питающих напряжений 3…15 В; при Uпит=6 В, Rн=4 Ом выходная мощность составляет до 0,65 Вт на канал, в полосе частот 30 Гц…18 кГц. Корпус микросхемы Powerdip 16.
Микросхема TDA2822M выполнена в ином корпусе Minidip 8 и имеет отличающуюся цоколевку при несколько меньшей максимальной рассеиваемой мощности (1 Вт против 1,25 Вт у TDA2822).
↑ Функциональная схема TDA2822M
приведена в документации [1]. Как видно из рис. 1, каждый канал усилителя по структуре близок к типовой схеме Лина.
Усилители имеют общие функциональные узлы: цепи задания опорного тока I REF для генераторов стабильного тока (ГСТ) в цепях эмиттеров дифференциальных каскадов, цепь задания смещения R3, D6 на базах ключей Q12, Q13 и цепи поддержания токов покоя I0 CONTROL выходных каскадов усилителя.
Данное решение способствует улучшению стабильности работы усилителя в мостовом режиме.
Каждый канал усилителя состоит из дифференциального каскада Q9…Q11 (Q14…Q16), усилителя напряжения Q7 (Q18) и выходного каскада Q1…Q6 (Q18…Q24).
Дифференциальный каскад имеет динамическую нагрузку в виде токового зеркала на элементах Q8, D5 (Q17, D6).
Обратите внимание, что другие цепи встроенной защиты выходного каскада отсутствуют, что сделано из соображений лучшего использования источника питания, к сожалению, в ущерб надежности.
Выводы 5 и 8 микросхемы соединяются с общим проводом по переменному току. В этом случае коэффициент передачи усилителя с отрицательной обратной связью составит:
Ku=20lg(1+R1/R2)= 20lg(1+R5/R4)=39 дБ.
Структурная схема ИС представлена на рис. 2.
Экспериментально определено, что сумма сопротивлений резисторов R1+R2 и R5+R4 равна 51,575 кОм. Зная коэффициент усиления, несложно вычислить, что R1=R5=51 кОм, а R2=R4=0,575 кОм.
Чтобы уменьшить коэффициент усиления микросхемы с ООС, обычно последовательно с R2 (R4) включают дополнительный резистор. В данном случае такому схемотехническому приему «мешают» открытые транзисторные ключи на транзисторах Q12 (Q13).
Но даже, если предположить, что ключи не оказывают влияния на коэффициент передачи с обратной связью, маневр по уменьшению коэффициента усиления незначителен – не более 3 дБ; в противном случае не гарантируется устойчивость усилителя, охваченного ООС.
Поэтому можно поэкспериментировать с изменением коэффициента передачи усилителя, учтя, что сопротивление дополнительного резистора лежит в пределах 100…240 Ом.
↑ Стереофонический и монофонический усилители на микросхеме TDA2822M
Широкий диапазон питающих напряжений 1,8…15 В позволяет «приспособить» микросхему для обширного круга портативных устройств с батарейным питанием.
Несложно изготовить как стереофонический усилитель, так и монофонический, с мостовым включением микросхемы.
При этом в стерео варианте выходная мощность при напряжении питания 6 В и использовании двух динамиков с сопротивлением 4 Ом составит 2х0,65 Вт, в мостовом варианте при напряжении питания 9 В и сопротивлении нагрузки 16 Ом позволяет получить 2 Вт выходной мощности. Во всех случаях коэффициент гармоник не превысит 0,2 %.
↑ Эксперименты со стереофоническим усилителем
проводились в соответствии со схемами, изображенными на рис. 3 и 8.
Стереофонический усилитель, показанный на рис. 3, может использоваться как с небольшими акустическими системами, так и с наушниками.
Кратко о назначении элементов. Резисторы R1 и R2 определяют входное сопротивление усилителя.
Конденсаторы С1, С2 в цепи ООС включены последовательно с резисторами R5, R6, которые позволяют в небольших пределах уменьшить коэффициент усиления в каждом из каналов усилителя. Как уже указывалось выше, сопротивление резисторов R5, R6 может находиться в диапазоне 100…240 Ом.
Поскольку на выходах УМЗЧ присутствует постоянное напряжение, примерно равное половине напряжения источника питания, соединение с нагрузкой выполнено через разделительные конденсаторы С3, С4.
На выходе каждого канала включены цепи Зобеля R3, C6 и R4, C7, обеспечивающие устойчивую работу усилителя. Кстати, без указанных цепей усилитель неработоспособен.
По цепи питания усилителя установлены два конденсатора: керамический С8 и оксидный С5.
Усилитель имеет следующие характеристики:
Напряжение питания Uп=1,8…12 В
Выходное напряжение Uвых=2…4 В
Потребляемый ток в режиме покоя Io=6…12 мА
Выходная мощность Pвых=0,45…1,7 Вт
Коэффициент усиления Ku=36…41 (39) дБ
Входное сопротивление Rвх=9,0 кОм
Переходное затухание между каналами 50 дБ.
С практической точки зрения для надежной эксплуатации усилителя целесообразно установить напряжение питания не более 9 В; при этом для нагрузки Rн=8 Ом выходная мощность составит 2х1,0 Вт, для Rн=16 Ом – 2х0,6 Вт и для Rн=32 Ом – 2х0,3 Вт. При сопротивлении нагрузки Rн=4 Ом оптимальным будет напряжение питания до 6 В (Pвых=2х0,65 Вт).
Коэффициент усиления микросхемы в 39 дБ даже с учетом небольшой корректировки резисторами R5, R6 в сторону уменьшения, оказывается чрезмерным для современных источников сигнала напряжением 250…750 мВ. Например, для Uп=9 В, Rн=8 Ом чувствительность со входа составляет около 30 мВ.
На рис. 4, а показана схема включения усилителя, позволяющая подключить персональный компьютер, MP3 плеер или радиоприемник с уровнем сигнала около 350 мВ. Для устройств с выходным сигналом 250 мВ сопротивления резисторов R1, R2 необходимо уменьшить до 33 кОм; при уровне выходного сигнала 0,5 В следует поставить резисторы R1=R2=68 кОм, 0,75 В – 110 кОм.
Сдвоенным резистором R3 устанавливают необходимый уровень громкости. Конденсаторы С1, С2 – переходные.
На рис. 4, б показано подключение к усилителю разъема для наушников. Резисторы R4, R5 устраняют щелчки при подключении стереотелефонов, резисторы R6, R7 ограничивают уровень громкости.
В процессе экспериментов я пытал питал УМЗЧ как от стабилизированного блока питания (на интегральной микросхеме LM317 и транзисторе BD912), рис. 5, так и от аккумуляторной батареи емкостью 7,2 А•ч на напряжение 12 В с источником питания на фиксированные напряжения, рис. 6.
Напряжение питания подается по возможности короткой парой свитых вместе проводов.
Правильно собранное устройство в наладке не нуждается.
Субъективная оценка уровня шумов показала, что при установке регулятора громкости на максимальный уровень шум едва заметен.
Субъективная оценка качества звуковоспроизведения производилась без сравнения с эталоном. Результат – звук неплохой, прослушивание фонограмм не вызывает раздражения.
Я ознакомился с форумами по микросхеме в Интернете, на которых встретил множество сообщений о поисках непонятных источников шумов, самовозбуждения и других неприятностей.
В результате разработал печатную плату, отличительной особенностью которой является заземление элементов «звездой». Фотовид печатной платы из программы Sprint-Layout показан на рис. 7.
При экспериментах на этой печатке ни с одним из описанных на форумах артефактов встретиться не удалось.
Детали стереофонического УМЗЧ на микросхеме TDA2822M
Печатная плата рассчитана на установку самых распространенных деталей: резисторов МЛТ, С2-33, С1-4 или импортных мощностью 0,125 или 0,25 Вт, пленочных конденсаторов К73-17, К73-24 или импортных МКТ, импортных оксидных конденсаторов.
Я применил недорогие, но надежные электролитические конденсаторы с низким импедансом, большим сроком службы (5000 часов) и возможностью работы при температуре до +105°С фирмы Hitano серий ESX, EHR и EXR. Следует помнить, что чем больше внешний диаметр конденсатора в серии, тем выше срок его службы.
Микросхема DA1 установлена в восьмивыводную панельку. Микросхему TDA2822M можно заменить на KA2209B (Samsung) или К174УН34 (ОАО «Ангстрем», г. Зеленоград) [2, 3]. ЧИП конденсатор С8 (SMD) размещен со стороны печатных дорожек.
Многие радиолюбители не без основания полагают, что лучше всего включать микросхемы в соответствии с Datasheet и использовать предлагаемые разработчиками печатные платы.
Ниже приведены схемы и печатные платы, выполненные на основе документации с единственной доработкой – для повышения устойчивости работы усилителя параллельно оксидному конденсатору по цепи питания включен пленочный (рис. 8, 9).
Детали типового стереофонического УМЗЧ
При установке элементов на печатную плату советую воспользоваться простыми технологическими приемами, описанными в Датагорской статье [4].
↑ Опыты с мостовым усилителем
В отличие от схемы стереофонического усилителя (рис. 3), в которой предполагается, что разделительные конденсаторы имеются на выходе предыдущего устройства, на входе мостового усилителя включен разделительный конденсатор, определяющий нижнюю частоту, воспроизводимую усилителем.
В зависимости от конкретного применения емкость конденсатора С1 может быть от 0,1 мкФ (fн = 180 Гц) до 0,68 мкФ (fн = 25 Гц) и более. При емкости С1, указанной на принципиальной схеме нижняя частота воспроизводимых частот составляет 80 Гц.
Внутренние резисторы, подключенные к инвертирующим входам усилителя через разделительный конденсатор С2 соединены между собой, что обеспечивает на выходах равные по величине, но противоположные по фазе сигналы.
Конденсатор С3 осуществляет коррекцию частотной характеристики усилителя на высоких частотах.
Поскольку потенциалы выходов усилителя по постоянному току равны, стало возможным непосредственное подключение нагрузки, без разделительных конденсаторов.
Назначение остальных элементов описывалось ранее.
Для стереофонического варианта потребуется два мостовых усилителя на микросхеме TDA2822M. Схему включения несложно получить, взяв за основу рис. 4.
Надежная работа усилителя в мостовом режиме обеспечивается выбором соответствующего напряжения питания в зависимости от сопротивления нагрузки (см. таблицу).
Все детали мостового усилителя размещены на печатной плате размерами 32 х 38 мм из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Чертеж возможного варианта платы изображен на рис. 11.
Принципиальная схема типового мостового УМЗЧ и размещение элементов на печатной плате показаны соответственно на рис. 12 и 13.
Несомненно, старая и добрая микросхема TDA2822M еще послужит радиолюбителям во многих интересных конструкциях.
Выбирайте любую из предложенных разводок печатных плат. Лично мне по душе печатные платы с радиальным расположением общих проводников.
В настоящее время имеется солидный список «последователей» TDA2822M: TDA7050, TDA7052, TDA7053, TDA7231, TDA7233, TDA7233D, K174УН31 и другие интегральные схемы.
↑ Файлы
Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
—
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»
↑ Список упомянутых источников
Радиолюбительством увлекся с пятого класса средней школы.
Специальность по диплому — радиоинженер, к.т.н.
Автор книг «Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником», «Секреты радиолюбительского мастерства», соавтор серии книг «Для прочтения с паяльником» в издательстве «СОЛОН-Пресс», имею публикации в журналах «Радио», «Приборы и техника эксперимента» и др.
UC3842 представляет собой схему ШИМ–контроллера с обратной связью по току и напряжению для управления ключевым каскадом на n-канальном МОП транзисторе, обеспечивая разряд его входной емкости форсированным током величиной до 0.7А. Микросхема SMPS контроллер состоит в серии микросхем UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) ШИМ-контроллеров. Ядро UC3842 специально разработано для долговременной работы с минимальным количеством внешних дискретных компонентов. ШИМ-контроллер UC3842 отличается точным управлением рабочего цикла, температурной компенсацией и имеет невысокую стоимость. Особенностью UC3842 является способность работать в пределах 100% рабочего цикла (для примера UC3844 работает с коэффициентом заполнения до 50%.). Отечественным аналогом UC3842 является 1114ЕУ7. Блоки питания выполненные на микросхеме UC3842 отличаются повышенной надежностью и простотой исполнения.
Рис. Таблица типономиналов.
Данная таблица дает полное представление в различиях микросхем UC3842, UC3843, UC3844, UC3845 между собой.
Общее описание.
Для желающих более глубоко ознакомится с ШИМ-контроллерами серии UC384X, рекомендуется следующий материал.
- Datasheet UC3842B (скачать)
- Datasheet 1114ЕУ7 отечественный аналог микросхемы UC3842А (скачать).
- Статья «Обратноходовой преобразователь», Дмитрия Макашева (скачать).
- Описание работы ШИМ-контроллеров серии UCX84X (скачать).
- Статья «Эволюция обратноходовых импульсных источников питания», С. Косенко (скачать). Статья опубликована в журнале «Радио» №7-9 за 2002г.
Документ от НТЦ СИТ, самое удачное описание на русском языке для ШИМ UC3845 (К1033ЕУ16), настоятельно рекомендуется для ознакомления. (Скачать).
Различие микросхем UC3842A и UC3842B, A потребляет меньший ток до момента запуска.
UC3842 имеет два варианта исполнения корпуса 8pin и 14pin, расположение выводов этих исполнений, существенно отличаются . Далее будет рассматриваться только вариант исполнения корпуса 8pin.
Упрощенная структурная схема, необходима для понимания принципа работы ШИМ-контроллера.
Рис. Структурная схема UC3842
Структурная схема в более подробном варианте, необходима для диагностики и проверки работоспособности микросхемы. Так как расматриваем вариант исполнения 8pin, то Vc-это 7pin, PGND-это 5pin.
Рис. Структурная схема UC3842 (подробный вариант)
Рис. Расположение выводов (pinout) UC3842
Здесь должен быть материал по назначению выводов, однако гораздо удобнее читать и смотреть на практическую схему включения ШИМ-контроллера UC3842. Схема нарисована настолько удачно, что намного упрощает понимание назначение выводов микросхемы.
Рис. Схема включения UC3842 на примере блока питания для TV
1. Comp:(рус. Коррекция) выход усилителя ошибки. Для нормальной работы ШИМ–контроллера необходимо скомпенсировать АЧХ усилителя ошибки, с этой целью к указанному выводу обычно подключается конденсатор емкостью около 100 пФ, второй вывод которого соединен с выводом 2 ИС. Если на этом выводе напряжение занизить ниже 1вольта, то на выходе 6 микросхемы будет уменьшаться длительность импульсов, тем самым уменьшая мощность данного ШИМ–контроллера.
2. Vfb: (рус. Напряжение обратной связи) вход обратной связи. Напряжение на этом выводе сравнивается с образцовым, формируемым внутри ШИМ–контроллера UC3842. Результат сравнения модулирует скважность выходных импульсов, в результате выходное напряжение блока питания стабилизируется. Формально второй вывод служит для сокращения длительности импульсов на выходе, если на него подать выше +2,5 вольта, то импульсы сократятся и микросхема снизит выдаваемую мощность.
3. C/S: (второе обозначение I sense) (рус. Токовая обратная связь) сигнал ограничения тока. Данный вывод должен быть присоединен к резистору в цепи истока ключевого транзистора . В момент перегрузки МОП транзистора напряжение на сопротивлении увеличивается и при достижении определённого порога UC3842A прекращает свою работу, закрывая выходной транзистор. Проще говоря, вывод служит для отключения импульса на выходе, при подаче на него напряжения выше 1вольта.
4. Rt/Ct: (рус. Задание частоты) подключение времязадающей RC-цепочки, необходимой для установки частота внутреннего генератора. R подключается к Vref – опорное напряжение, а С к общему проводу (обычно выбирается несколько десятков nF). Эта частота может быть изменена в достаточно широких пределах, сверху она ограничивается быстродействием ключевого транзистора, а снизу – мощностью импульсного трансформатора, которая падает с уменьшением частоты. Практически частота выбирается в диапазоне 35…85 кГц, но иногда источник питания вполне нормально работает и при значительно большей или значительно меньшей частоте.
Для времязадающей RC-цепочки лучше отказаться от керамических конденсаторов.
5. Gnd: (рус. Общий) общий вывод. Общий вывод не должен быть соединён с корпусом схемы. Это земля «горячая» соединяется с корпусом устройства через пару конденсаторов.
6. Out: (рус. Выход) выход ШИМ–контроллера, подключается к затвору ключевому транзистору через резистор или параллельно соединенные резистор и диод (анодом к затвору).
7. Vcc: (рус. Питание) вход питания ШИМ-контроллера, на этот вывод микросхемы подаётся напряжение питания в диапазоне от 16 вольт до 34, обратите внимание, что данная микросхема имеет встроенный триггер Шмидта(UVLO), который включает микросхему, если напряжение питания превышает 16вольт, если-же напряжение по каким-либо причинам станет ниже 10 вольт (для других микросхем серии UC384X значения ON/OFF могут отличатся см. Таблицу Типономиналов ), произойдёт её отключение от питающего напряжения. Микросхема также обладает защитой от перенапряжения: если напряжение питания на ней превысит 34вольта, микросхема отключится.
8. Vref: выход внутреннего источника опорного напряжения, его выходной ток до 50 мА, напряжение 5 В. Подключается к одному из плеч делителя служит для оперативной регулировки Uвыхода всего блока питания.
Немного теории.
Схема отключения при понижении входного напряжения.
Рис. Схема отключения при понижении входного напряжения.
Схема отключения при понижении входного напряжения или UVLO-схема(по-английски отключение при понижении напряжения – Under-Voltage LockOut) гарантирует, что напряжение Vcc равно напряжению, делающему микросхему UC384x полностью работоспособной для включения выходного каскада. На Рис. показано, что UVLO-схема имеет пороговые напряжения включения и выключения, значения которых равны 16 и 10, соответственно. Гистерезис , равный 6В, предотвращает беспорядочные включения и выключения напряжения во время подачи питания.
Генератор.
Рис. Генератор UC3842.
Частотозадающий конденсатор Ct заряжается от Vref(5В) через частотозадающий резистор Rt, а разряжается внутренним источником тока.
Микросхемы UC3844 и UС3845 имеют встроенный счетный триггер, который служит для получения максимального рабочего цикла генератора, равного 50%. Поэтому генераторы этих микросхем нужно установить на частоту переключения вдвое выше желаемой. Генераторы микросхем UC3842 и UC3843 устанавливается на желаемую частоту переключения. Максимальная рабочая частота генераторов семейства UC3842/3/4/5 может достигать 500 кГц.
Считывание и ограничение тока.
Рис. Организация обратной связи по току.
Преобразование ток-напряжение выполнено на внешнем резисторе Rs, связанном с землей. RC фильтр для подавления выбросов выходного ключа. Инвертирующий вход токочувствительного компаратора UC3842 внутренне смещен на 1Вольт. Ограничение тока происходит, если напряжение на выводе 3 достигает этого порогового значения.
Усилитель сигнала ошибки.
Рис. Структурная схема усилителя сигнала ошибки.
Неинвертирующий вход сигнала ошибки не имеет отдельного вывода и внутренне смещен на 2,5вольт. Выход усилителя сигнала ошибки соединен с выводом 1 для подсоединении внешней компенсирующей цепи, позволяя пользователю управлять частотной характеристикой замкнутой петли обратной связи конвертора.
Рис. Схема компенсирующей цепи.
Схема компенсирующей цепи, подходящая для стабилизации любой схемы преобразователя с дополнительной обратной связью по току, кроме обратноходовых и повышающих конвертеров, работающих с током катушки индуктивности.
Способы блокировки.
Возможны два способа блокировки микросхемы UC3842:
повышение напряжения на выводе 3 выше уровня 1 вольт,
либо подтягивание напряжения на выводе 1 до уровня не превышающего падения напряжения на двух диодах, относительно потенциала земли.
Каждый из этих способов приводит к установке ВЫСОКОГО логического уровня напряжения на выходе ШИМ-копаратора (структурная схема). Поскольку основным (по умолчанию) состоянием ШИМ-фиксатора является состояние сброса, на выходе ШИМ-компаратора будет удерживаться НИЗКИЙ логический уровень до тех пор, пока не изменится состояние на выводах 1 и/или 3 в следующем тактовом периоде (периоде, который следует за рассматриваемым тактовым периодом, когда возникла ситуация, требующая блокировки микросхемы).
Схема подключения.
Простейшая схема подключения ШИМ-контроллера UC3842, имеет чисто академический характер. Схема является простейшим генератором. Несмотря на простоту данная схема рабочая.
Рис. Простейшая схема включения 384x
Как видно из схемы, для работы ШИМ-контроллера UC3842 необходима только RC цепочка и питание.
Схема включения ШИМ контроллера ШИМ-контроллера UC3842A, на примере блока питания телевизора.
Рис. Схема блока питания на UC3842A.
Схема дает наглядное и простое представление использования UC3842A в простейшем блоке питания. Схема для упрощения чтения, несколько изменена. Полный вариант схемы можно найти в PDF документе «Блоки питания 106 схем» Товарницкий Н.И.
Схема включения ШИМ контроллера ШИМ-контроллера UC3843, на примере блока питания маршрутизатора D-Link, JTA0302E-E.
Рис. Схема блока питания на UC3843.
Схема хоть и выполнена по стандартному включению для UC384X, однако R4(300к) и R5 (150) выводят из стандартов. Однако удачно, а главное, логично выделенные цепи, помогают понять принцип работы блока питания.
Блок питания на ШИМ-контроллере UC3842. Схема не предназначена для повторения, а преследует только ознакомительные цели.
Рис. Стандартная схема включения из datasheet-a (схема несколько изменена, для более простого понимания).
Ремонт Блока питания на основе ШИМ UC384X.
Проверка при помощи внешнего блока питания.
Рис. Моделирование работы ШИМ контроллера.
Проверка работы проводится без выпаивания микросхемы из блока питания. Блок питания перед проведением диагностики необходимо выключить из сети 220В!
От внешнего стабилизированного блока питания подать напряжение на контакт 7(Vcc) микросхемы напряжение более напряжения включение UVLO, в общем случае более 17В. При этом ШИМ-контроллер UC384X должен заработать. Если питающее напряжение будет менее напряжения включения UVLO (16В/8.4В), то микросхема не запустится. Подробнее про UVLO можно почитать здесь.
Проверка внутреннего источника опорного напряжения.
У рабочего ШИМ-контроллера UC384X напряжение на контакте 8(Vref) должно быть +5В.
Проверка UVLO
Если внешний источник питания позволяет регулировать напряжение, то желательно проверить работу UVLO. Изменяя напряжение на контакт 7(Vcc) контакте в рамках диапазона напряжений UVLO опорное напряжение на контакте 8(Vref) = +5В не должно меняться.
UC3842 и UC3844 напряжение включения 16В, напряжение выключения 10В
UC3843 и UC3845 напряжение включения 8,4В, напряжение выключения 7,6В
Подавать напряжение 34В и выше на контакт 7(Vcc) не рекомендуется. Возможно наличие в цепи питания ШИМ-контроллера UC384X защитного стабилитрона, тогда выше рабочего напряжения этого стабилитрона подавать не рекомендуется.
Проверка работы генератора и внешних цепей генератора.
Для проверки потребуется осциллограф. На контакте 4(Rt/Ct) должна быть стабильная «пила».
Проверка выходного управляющего сигнала.
Для проверки потребуется осциллограф. В идеале на контакте 6(Out) должны быть импульсы прямоугольной формы. Однако исследуемая схема может отличаться от приведенной и тогда потребуется отключить внешние цепи обратной связи. Общий принцип показан на рис. – при таком включении ШИМ-контроллер UC384X гарантированно запустится.
Рис. Работа UC384x с отключенными цепями обратной связи.
Рис. Пример реальных сигналов при моделировании работы ШИМ контроллера.
Если БП с управляющим ШИМ-контроллером типа UC384x не включается или включается с большой задержкой, то проверьте заменой электролитический конденсатор, который фильтрует питание (7 вывод) этой м/с. Также необходимо проверить элементы цепи начального запуска (обычно два последовательно включенных резистора 33-100kOhm).
При замене силового (полевого) транзистора в БП с управляющей м/с 384x следует обязательно проверять резистор, выполняющий функцию датчика тока (стоит в истоке полевика). Изменение его сопротивления при номинале в доли Ома очень сложно обнаружить обычным тестером! Увеличение сопротивления этого резистора ведет к ложному срабатыванию токовой защиты БП. При этом можно очень долго искать причины перегрузки БП во вторичных цепях, хотя их там вовсе и нет.
International Rectifier (Infineon Technologies) — IR2153SPBF Интернет-дистрибьютор
Введение
часть # IR2153SPBF, Производитель: International Rectifier (Infineon Technologies) доступен на ventronchip.com, см. описание IR2153SPBF как ниже.
используйте форму запроса для запроса цены IR2153SPBF и времени выполнения заказа.
Каждая часть электронных компонентов, которую вы покупаете у ventronchip.com, является гарантией и гарантированным качеством. Мы являемся независимым дистрибьютором электронных компонентов с обширным ассортиментом на складе.
Цена и время выполнения заказа на IR2153SPBF в зависимости от требуемого количества, наличия и местоположения склада. Свяжитесь с нами сегодня, и наш отдел продаж скоро отправит вам предложение.
Электронная почта: [email protected]
Вопросы и ответы
Q: Это это мой первый заказ из Интернета, как я могу заказать эту деталь IR2153SPBF?
A: Пожалуйста отправьте предложение или отправьте нам электронное письмо, наш отдел продаж поможет вам как сделать.
Q: Как платить деньги?
О: Обычно мы принимаем банковский перевод, PayPal, кредитную карту и Western Union.
Q: Есть детали IR2153SPBF с гарантией?
A: с Гарантия качества не менее 90 дней для каждого заказа. Просто напишите нам, если вы столкнетесь любая проблема качества.
Q: делать вы поддерживаете таблицу данных IR2153SPBF или модели САПР?
A: Да, Наш технический инженер расскажет, какие таблицы или модели САПР у нас есть.
В: Является ли эта деталь оригинальной заводской упаковкой?
А: Да, как правило, если вы заказываете детали с SPQ (стандартная упаковка), мы отправим Детали в заводской упаковке. Если вы заказываете не полную упаковку, мы отправляйте детали в стандартной вакуумной упаковке нашей компании.
Вопрос: Можете ли вы доставить детали IR2153SPBF напрямую на наш завод OEM.
A: Да, мы Могу отправить детали по адресу вашего корабля.
Q: Я просто нужен один кусок IR2153SPBF, могу ли я заказать?
У него Зависит от MOQ IR2153SPBF, большинство деталей мы можем поддержать заказ образца.
Q: Как Долго Могу ли я получить IR2153SPBF после оплаты?
А: Мы отправляем заказы через FedEx, DHL или UPS, обычно это занимает 2 или 5 дней, чтобы прибыть к вам в руки.
IR2154 от MFGChips | IR2154 Сток на
IR2154 от MFGChips | IR2154 Сток на | WWW. MFGChips .COMИзображения только для ознакомления См. Спецификации продукта
| Mfr# | IR2154 |
|---|---|
| Mfr. | International Rectifier (Infineon Technologies) |
| Описание | IC DRVR HALF BRDG SELF-OSC 8-DIP |
| Статус RoHs | Содержит несоответствие свинца / RoHS |
| Дополнительная информация | Узнайте больше о International Rectifier (Infineon Technologies) IR2154 |
Описание
Мы можем предоставить IR2154, использовать форму запроса для запроса цены IR2154 и времени выполнения заказа. MFGChips является профессиональным дистрибьютором электронных компонентов. С 7+ миллионами позиций доступных электронных компонентов можно отгрузить в короткие сроки, более 250 тысяч наименований электронных компонентов на складе для немедленной доставки, которые могут включать в себя номер детали IR2154. Цена и время выполнения для IR2154 в зависимости от количества Требуется наличие, наличие и местоположение склада. Свяжитесь с нами сегодня, и наш торговый представитель предоставит вам цену и доставку по части № IR2154. Мы с нетерпением ждем сотрудничества с вами для установления долгосрочных отношений сотрудничества. Пожалуйста, заполните все обязательные поля своей контактной информацией. Нажмите «Запрос предложений», и мы вскоре свяжемся с вами по электронной почте. Или напишите нам: [email protected].В наличии:15586 pcsНа заказ:0 pcsминимальный:1 pcsМножественные:1 pcsВремя выполнения фабрики::Call
Используйте форму ниже, чтобы отправить запрос на предложение
- Параметр продукта
- сопутствующие товары
| номер части | IR2154 |
|---|---|
| производитель | International Rectifier (Infineon Technologies) |
| Описание | IC DRVR HALF BRDG SELF-OSC 8-DIP |
| Статус бесплатного свидания / Статус RoHS | Содержит несоответствие свинца / RoHS |
| Кол-во в наличии | 15586 pcs |
| Листки | IR2154.pdf |
| Напряжение тока — поставка | 10 V ~ 15.6 V |
| Поставщик Упаковка устройства | 8-PDIP |
| Серии | — |
| Время нарастания / спада (Typ) | 80ns, 45ns |
| упаковка | Tube |
| Упаковка / | 8-DIP (0.300″, 7.62mm) |
| Рабочая Температура | -55°C ~ 150°C (TJ) |
| Количество водителей | 2 |
| Тип установки | Through Hole |
| Уровень чувствительности влаги (MSL) | 1 (Unlimited) |
| Логическое напряжение — VIL, VIH | — |
| Статус бесплатного свидания / Статус RoHS | Contains lead / RoHS non-compliant |
| Тип ввода | RC Input Circuit |
| Со стороны высокого напряжения — Макс (Bootstrap) | 600V |
| Тип ворот | N-Channel MOSFET |
| Управляемая конфигурация | Half-Bridge |
| Подробное описание | Half-Bridge Gate Driver IC RC Input Circuit 8-PDIP |
| Текущий — пиковый выход (источник, приемник) | — |
| ток заряда | Synchronous |
| Номер базового номера | IR2154 |
Новости отрасли
- Глобальный телевизионный рынок …
May 30, 2021 - Потребовалось 6 лет и стоило 19,5 м…
Mar 22, 2021 - Панельный ПК для управления дос…
Nov 27, 2020 - Farnell инвестирует в поставки XP Power…
Nov 26, 2020 - Малошумящий LDO 300 мА — 1 x 1 мм
Nov 26, 2020 - Антистатические пакеты ESD также …
Nov 26, 2020 - Исследователи Imec взломали Tesla ModelX
Nov 24, 2020 - Техническая документация: Прогр…
Nov 23, 2020 - HV DC по суше, воздуху и морю
Nov 19, 2020 - TSMC получает 200 млн долларов от Phoenix
Nov 19, 2020 - Mentor присоединяется к Nano 2022, поск…
Nov 18, 2020 - Vox Power берет в руки медицинские б…
Nov 17, 2020
- Часть#:IR2153STRPBF
- Производители:INFINEON
- Описание:IC DRIVER HALF BRIDGE OSC 8SOIC
- В наличии:120 pcs
RFQ
- Часть#:IR2153PBF
- Производители:INFINEON
- Описание:IC DRIVER HALF BRIDGE OSC 8DIP
- В наличии:150 pcs
RFQ
- Часть#:IR2155PBF
- Производители:INFINEON
- Описание:IC DRIVER HALF BRIDGE OSC 8DIP
- В наличии:2470 pcs
RFQ
- Часть#:IR2153SPBF
- Производители:INFINEON
- Описание:IC DRIVER HALF BRIDGE OSC 8SOIC
- В наличии:2759 pcs
RFQ
Copyright © 2002-2020 MFGChips Electronics.
| Файл | Краткое описание | Размер |
| Страницы >>> [14] [13] [12] [11] [10] [9] [8] [7] [6] [5] [4] [3] [2] [1] [0] | ||
| triter.html |
| 95 Kb |
| chugun.djvu |
| 54.3 Kb |
| Test_fer.html |
| 400 Kb |
| Erst.pdf |
| 446 Kb |
| Barmaley2.zip |
| 458 Kb |
| uzel.html |
| 360 Kb |
| Bimax 132.rar |
| 1.48 Mb |
| oscill1.html |
| 9.33 Kb |
| an-952.pdf + an-953.pdf + an-956.pdf + an-959.pdf + an-960.pdf + an-961.pdf + an-962.pdf + an-963.pdf + an-964.pdf + an-966.pdf + an-969.pdf + an-970.pdf + an-971.pdf + an-972.pdf + an-973.pdf + an-975.pdf |
| 186 Kb + 115 Kb + 115 Kb + 128 Kb + 108 Kb + 105 Kb + 86 Kb + 89 Kb + 362 Kb + 345 Kb + 459 Kb + 743 Kb + 1250 Kb + 137 Kb + 164 Kb + 194 Kb |
| dt92-5.pdf + dt92-6.pdf + dt93-1.pdf + dt93-3.pdf + dt93-4.pdf + dt93-6.pdf + dt94-2.pdf + dt94-3.pdf + dt94-4.pdf + dt94-5.pdf + dt94-7.pdf + dt94-8.pdf + dt94-9.pdf + dt94-11.pdf + dt94-12.pdf + dt94-13.pdf + dt94-14.pdf + dt94-16.pdf + dt94-17.pdf + dt95-1.pdf + dt95-2.pdf + dt95-3.pdf + dt98-1.pdf |
| 34.6 Kb + 52.4 Kb + 44.3 Kb + 69.4 Kb + 48 Kb + 225 Kb + 148 Kb + 43.6 Kb + 45.3 Kb + 30.3 Kb + 77.4 Kb + 99.4 Kb + 149 Kb + 28 Kb + 26.1 Kb + 21.8 Kb + 25.8 Kb + 122 Kb + 51.4 Kb + 33.1 Kb + 118 Kb + 77 Kb + 621 Kb |
| Страницы >>> [14] [13] [12] [11] [10] [9] [8] [7] [6] [5] [4] [3] [2] [1] [0] | ||
500 Ватт импульсный блок питания для аудиоусилителей
Составные части импульсного блок питания на tl494
Блок питания можно разделить на 3 части:
Внутренний блок питания
Это блоки питания необходим для запитки вентилятора охлаждения, шим контроллера и вольтамперметра. Сюда подойдет любой блок питания с небольшой мощностью. Лучше конечно не собирать свой а использовать готовые решения, к примеру можно взять AC-DC преобразователь.
2 Блок управления.
Блок состоит из микросхемы TL494 и драйвера на 4-х транзисторах.
Схема включения TL494 получается очень простая, такая схема подключения довольно распространена у радиолюбителей. При помощи резистора R4 осуществляется регулировка напряжения от 0 до максимального значения, а при помощи R2 задается максимальное значение силы тока. Резисторы R11 и R12 можно использовать многооборотные.
Блок управления можно собрать на отдельной плате.
Печатная плата блока управления
3 Силовая часть
Большую часть деталей можно взять из старого блока питания компьютера, входной фильтр, выпрямитель, конденсаторы тоже берем из него.
Далее нам необходимо изготовить трансформатор управления силовыми ключами. Большинство радиолюбителей пугает тот факт что придется изготавливать трансформатор. Но в нашем случае все просто.
Для изготовления трансформатора понадобится колечко R16 x 10 x 4.5 и провод МГТФ 0.07 кв. мм. Провод берем 3 отрезка по 1 метру и делаем 30 витков в 3 провода на кольце.
Дроссель L1 также наматывается на ферритовое кольцо медным проводом длинной 1.5-2 метра и сечением 2 мм. Такая намотка позволят достичь приблизительно требуемой индуктивности.
Во множестве блоков питания есть второй дроссель на ферритовом стрежне, в качестве L2 можно взять его.
Силовой трансформатор тоже берется из блока питания от компьютера, но выходное напряжение будет 20 Вольт. Для того чтобы получить 30 Вольт, силовой трансформатор нужно перемотать. Для больших токов предпочтительнее брать ферритовые кольца.
Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме
РадиоКот >Схемы >Питание >Блоки питания >
| Теги статьи: | Добавить тег |
Импульсный блок питания мощностью 200 Вт для УМЗЧ
Автор: Алексей Малышев Опубликовано 06.09.2012 Создано при помощи КотоРед. Участник Конкурса «Поздравь Кота по-человечески 2012!»
Здравствуй уважаемый Кот! С днем рождения тебя и всех благ, так сказать! А в качестве подарка прими такую очень полезную вещь, как источник питания для усилка.
ВНИМАНИЕ!
Часть элементов данного устройства находится под опасным для жизни напряжением сети! Некоторые элементы сохраняют опасный электрический заряд после отключения устройства от сети! Поэтому при монтаже, наладке и работе с устройством необходимо соблюдать требования электробезопасности. Повторяя устройство, вы действуете на свой страх и риск. Я, автор, НЕ несу никакой ответственности за любой моральный и материальный ущерб, вред имуществу, здоровью и жизни, причиненный в результате повторения, использования или невозможности использования данной конструкции.
Итак, начнем.
Споры о том, благо ли или зло импульсный источник питания для УМЗЧ (далее ИИП), выходят за рамки данной статьи. Лично я считаю, что правильно спроектированный, спаянный и налаженный ИИП ничуть не хуже (а по некоторым показателям даже лучше), чем классический БП с сетевым трансформатором.
В моем случае применение ИИП было необходимо потому, что я хотел засунуть свой усилок в плоский корпус.
Прежде чем разрабатывать данный ИИП, мной было изучено много готовых схем, имеющихся в сети и в литературе. Так, среди радиолюбителей очень популярны разные варианты схемы нестабилизированного ИИП на микросхеме IR2153. Преимущество этих схем только одно – простота. Что же касается надежности, то она никакая – сама ИМС не имеет функции защиты от перегрузки и мягкого старта для зарядки выходных электролитов, а добавление этих функций лишает ИИП его преимущества – простоты. Кроме того, реализация мягкого старта на данной ИМС крайне сомнительна – ширину импульсов она менять не позволяет, а методы, основанные на изменении частоты работы ИМС малоэффективны в «обычном» полумостовом ИИП и применимы в резонансных преобразователях. Долбать же электролиты и ключи огромными токами при включении блока мне как-то не очень хотелось.
Также рассматривалась возможность использования всем известной ИМС TL494. Однако при более глубоком ее изучении выяснилось, что для надежной работы вокруг этой ИМС придется повесить кучу всяких транзисторов, резисторов, конденсаторов и диодов. А это уже «не наш метод»
В результате выбор пал на более современную и быструю микросхему под названием UC3825 (русский аналог К1156ЕУ2). Подробное описание данной ИМС можно найти в ее русском даташите [1] и в журнале «Радио» [2].
Для тех, кто поленился прочитать эти источники, скажу, что это быстродействующий ШИМ-контроллер, обладающий следующими возможностями:
- Управление мощными МОП-транзисторами.
- Работа в устройствах с обратной связью по напряжению и току.
- Функционирование на частотах до 1МГц.
- Задержка прохождения сигнала через схему 50нс.
- Полумостовые выходы на ток до 1.5А.
- Широкополосный усилитель ошибки.
- Наличие ШИМ-защелки.
- Ограничение тока в каждом периоде.
- Плавный запуск. Ограничение величины максимальной длительности выходного импульса.
- Защита от пониженного напряжения питания с гистерезисом.
- Выключение схемы по внешнему сигналу.
- Точный источник опорного напряжения (5.1В +/- 1%).
- Корпус “DIP-16”
Ну прям то что надо! Рассмотрим теперь сам ИИП.
Технические характеристики
Входное напряжение, В…………………………………………….. 176…265;
Номинальная суммарная мощность нагрузки, Вт………………. 217,5;
Уровень сигнала управления, при котором БП включен……… Лог. 1 КМОП;
Уровень сигнала, при котором БП выключен…………………… <0,6 В или NC;
КПД при максимальной нагрузке, %……………………………… 80;
Габариты (ДхШхВ), мм………………………………………………..212х97х45
Выходные напряжения
| Выходное напряжение, В | Минимальный ток нагрузки, А | Максимальный ток нагрузки, А |
| ± 25 | 0,24 | 4 |
| ± 15 | 0 | 0,5 |
| + 5 (дежурное) | 0 | 0,5 |
Принципиальная схема
Принципиальная схема ИИП показана на рисунке.
По архитектуре данный БП напоминает ИИП компьютеров формата ATX. Напряжение сети через предохранители FU1 и FU2 подается на сетевой фильтр и трансформатор дежурного питания. Использование двух предохранителей необходимо по соображениям безопасности – с одним общим предохранителем в случае КЗ в обмотке Т1 ток в ее цепи будет недостаточен для пережигания этого предохранителя, а мощность, выделяющаяся на вышедшем из строя трансформаторе достаточна для его возгорания.
Сетевой фильтр содержит двухобмоточный дроссель L1, X-конденсаторы С1, С2 и Y-конденсаторы С3, С4 и особенностей не имеет. Варистор RV1 защищает ИИП от высоковольтных выбросов в сети и при превышении напряжением сети максимально допустимого значения.
NTC-терморезистор RK1 ограничивает ток зарядки конденсатора С5 при включении ИИП в сеть.
Напряжение, выпрямленное мостом VD1 и сглаженное конденсатором С5, поступает на полумостовой инвертор, образованный МОП-транзисторами VT1, VT2 и конденсаторами емкостного делителя С6, С7. Раздельное построение входного фильтра и емкостного делителя позволяет облегчить режим работы оксидного конденсатора фильтра, имеющего сравнительно большое значение ЭПС. Резисторы R5, R6 выравнивают напряжение на конденсаторах делителя.
В диагональ полумоста включен силовой импульсный трансформатор Т4.
Выходные цепи ИИП содержат выпрямители на диодах VD5 – VD8, VD9 – VD12, дроссель групповой стабилизации (ДГС) L3 и П-образные фильтры С11 – C16, L4, L5 и C17 – С22, L6, L7. Керамические конденсаторы С13, С14, С17, С18 облегчают режим работы соответствующих электролитов. Резисторы R11 – R14 создают начальную нагрузку, необходимую для нормальной работы ИИП на холостом ходу.
Цепочки C8, R7; C9, R9; C10, R10 – демпфирующие. Они ограничивают выбросы ЭДС самоиндукции индуктивности рассеяния и снижают создаваемые ИИП помехи.
Схема управления на основной плате не помещалась, поэтому собрана в виде модуля А1 на дополнительной плате.
Как вы наверно уже догадались, ее основой является микросхема DA2 UC3825AN. Питается она от интегрального стабилизатора на КРЕНке DA1. Конденсаторы С1 и С7 – фильтр питания. Они, как гласит ДШ, должны быть расположены максимально близко к соответствующим выводам DA2. Конденсатор С5 и резистор R8 – частотозадающие. При указанных на схеме номиналах частота преобразования БП примерно равна 56 кГц (частота работы ИМС при этом в 2 раза выше – у нас ведь двухтактный ИИП). Конденсатор С4 задает длительность плавного старта, в данном случае – 78 мс. Конденсатор С2 фильтрует помехи на выходе источника опорного напряжения. Элементы С6, R9, R10 – цепь компенсации усилителя ошибки, а R4, R6 – делитель выходного напряжения БП, с которого снимается сигнал обратной связи.
Защита от перегрузки по току реализована на трансформаторе тока Т3. Сигнал с его вторичной обмотки выпрямляется выпрямителем на диодах VD3, VD4 (основной платы). Резистор R8 (на основной плате) является нагрузкой трансформатора тока. Сигнал с R8 через фильтрующую цепочку R7, C3 (в модуле А1) подается на вход ограничения тока DA2. В этом БП реализовано потактовое ограничение тока, т. е. микросхема не дает току через ключи нарасти до опасных значений. При достижении напряжения 1 В на выводе 9 микросхема ограничивает ширину импульсов. Если же в нагрузке произошло КЗ и ток ключей увеличился быстрее, чем DA2 успела среагировать на это, напряжение на выводе 9 превысит 1,4 В. Микросхема разряжает С4 и вырубается. Ток в цепи первичной обмотки пропадает и микросхема перезапускается. Таким образом, при КЗ в нагрузке ИИП переходит в «икающий» режим.
Управление затворами полевых транзисторов реализовано с помощью трансформатора Т2. В настоящее время получило распространение использование всяких бутстрепных высоковольтных драйверов типа IR2110 и т. п. Однако недостатком таких микросхем является то, что при выходе из строя какого-либо элемента выгорает ВСЯ высоковольтная часть БП и гальванически связанные с ней узлы (с чем мне и пришлось столкнуться в процессе экспериментов с данными микросхемами). Кроме того, данные ИМС не обеспечивают гальванической развязки схемы управления от высоковольтной части, что при выбранной архитектуре недопустимо. Про особенности управления затворами можно прочитать в [3], а в [4] можно скачать программу для расчета трансформатора управления.
Диоды Шотки VD1 – VD4 в модуле А1 защищают выходы драйвера микросхемы управления. Этому также способствует резистор R11.
На элементах VT1, VT2, R1 – R5 собрана схема выключения ИИП. Смысл всего этого – коротить С4, переводя тем самым микросхему управления в ждущий режим. Такие навороты нужны для гарантированного выключения ИИП даже если вход выключения вдруг повис в воздухе (сгорел проц в блоке управления, оборвался провод) или же вышел из строя источник дежурного питания. Иными словами, работа DA2 будет заблокирована до тех пор, пока на нее подано питание и при этом на вход управления ИИП не подан уровень лог. 1.
В ИИП имеется дежурный источник питания, который может использоваться для питания блока управления усилителем с функцией дистанционного включения.
Основа дежурного источника питания – трансформатор Т1. Применение «обычного», 50-герцового трансформатора повышает надежность устройства по сравнению с получившими широкое распространение в компьютерных БП импульсными обратноходовыми преобразователями, которые очень часто дохнут, создавая различные пиротехнические эффекты. Все-таки дежурка предполагает круглосуточную работу. Выпрямленное мостом VD2 и сглаженное конденсатором С23 напряжение (около 15 В) поступает модуль А1 и на Step-Down (понижающий) импульсный преобразователь на всем известной МС34063 (русский аналог К1156ЕУ5АР). Про эту микруху можно почитать в ДШ [5]. Кто-то скажет, а зачем такие сложности? Чем не угодила КРЕНка? Дело в том, что для нормальной работы UC3825 нужно минимум 12 В во всем допустимом диапазоне напряжений сети. При максимальном же напряжении в сети (мы ведь должны учесть всё) на выходе моста VD2 может быть аж 18-20 В. При этом если ваш микропроцессорный блок потребляет больше 50 мА, КРЕНка превратится в большую печку.
Супрессор VD14 защищает нагрузку дежурки (ваш мегасложный и супернавороченный микроконтроллерный блок управления) в случае выхода из строя источника дежурного питания (например, при пробое ключа МС34063 на ее выходе могут оказаться все 15 В).
Конструкция и детали
Поскольку я не люблю «соплей», а данное устройство любит правильную разводку, ИИП собран на односторонней печатной плате, рисунок которой приведен ниже: На основной плате установлены две перемычки из провода МГТФ — J1 со стороны деталей и J2 — со стороны дорожек. Как уже отмечалось выше, схема управления не поместилась на основной плате и поэтому собрана на вспомогательной плате: Применение SMD-элементов здесь вызвано не столько желанием сделать ультрамаленький модуль и усложнить задачу покупки элементов радиолюбителям из отдаленных от г. Москва регионов, сколько требованиями по разводке высокочастотных цепей вокруг UC3825. Благодаря использованию SMD-элементов удалось сделать все печатные проводники минимальной длины. Кто хочет, может попробовать красиво нарисовать платку под обычные детальки – у меня не получилось =))
Замечу также, что сильно отклоняться от приведенной разводки платы я настоятельно не рекомендую, т. к. БП может либо начать «гадить» в эфир, либо вообще не будет работать.
Теперь о деталях. Многие из них можно вытащить из неисправных или устаревших компьютерных БП. Основная плата рассчитана на установку резисторов С2-23 (МЛТ, ОМЛТ и т. п.), резисторы R10, R13 и R14 импортные (они тоньше МЛТ). Керамические конденсаторы – К10-17Б или аналогичные импортные, С25 должен быть обязательно из диэлектрика NPO или аналогичного, С6, С7 – пленочные К73-17.
Помехоподавляющие конденсаторы С1, С2 должны быть категории Х2, а С3 и С4 – Y2. К последним это требование обязательно, т. к. от них зависит электробезопасность ИИП. Конденсаторы С8 – С10 – керамические дисковые высоковольтные импортные. Можно поставить К15-5, но они больше, придется подправить плату.
Все оксидные конденсаторы должны быть с низким эквивалентным последовательным сопротивлением (Low ESR). Подойдут конденсаторы Jamicon серии WL. В качестве С5 подойдет Jamicon HS.
Дроссель L1 – от компового БП, выдранный из аналогичного места. На моем было написано “YX EE-25-02”. Дроссели L2, L4, L5 – стандартные на гантельках диаметром 9 мм, например, серии RLB0914. Дроссель L2 должен быть рассчитан на ток не менее 0,8А, L4, L5 – не менее 0,5 А. Дроссели L6 и L7 намотаны на кольцах T72 (К18,3х7,11х6,60) из распыленного железа марки -26 (желто-белого цвета). Я использовал уже готовые, поэтому сколько там витков не знаю, но при желании число витков можно рассчитать в программе «DrosselRing» [6]. Измеренная индуктивность моих дросселей 287 мкГн.
Транзисторы VT1, VT2 – n-канальные MOSFET с напряжением сток-исток не менее 500 В и током стока не менее 8 А. Следует выбирать транзисторы с минимальным сопротивлением открытого канала (Rds_on) и минимальным зарядом затвора.
Мост VD1 – любой на 800-1000 В, 6А, VD2 – любой >50В, 1А. В качестве VD3, VD4 подойдут КД522. Диоды VD5 – VD8 – Шоттки на напряжение не менее 80 В и ток не менее 1 А, VD9 – VD12 – быстродействующие (ultrafast) на напряжение не менее 200 В, ток 10…15 А и временем обратного восстановления не более 35 нс (в крайнем случае 75…50 нс). Будет совсем шикарно, если найдете Шоттки на такое напряжение. Диод VD13 – любой Шоттки 40 В, 1А.
В модуле А1 применены SMD-резисторы и конденсаторы типоразмера 0805. На позиции J1 устанавливается перемычка 0805. С5 должен быть обязательно из диэлектрика NPO или аналогичного, С6 – не хуже X7R. С1 – танталовый типа С или D – площадки на плате рассчитаны на любой из них. Транзисторы VT1, VT2 – любые n-p-n в корпусе SOT23. Диоды VD1 – VD4 – любые Шоттки на ток 3А в корпусе SMC. DA1 можно заменить на 7812.
XP3 – разъем с ATX-материнки.
Трансформатор Т1 типа ТП121-8, ТП131-8 . Подойдет любой с выходным напряжением под нагрузкой 15 В и мощностью 4,5 ВА. Намоточные данные других индуктивных элементов приведены ниже.
Трансформатор управления Т2
| Обмотка | № контакта (Н-К) | Число витков | Провод |
| I | 4-2 | 16 | МГТФ-0,08 |
| II | 10-9 | 16 | МГТФ-0,08 |
| III | 6-7 | 16 | МГТФ-0,08 |
| Магнитопровод | Ферритовое кольцо Т90 (К22,9х14,0х9,53) зеленого цвета, u=4600 | ||
Каждая из обмоток занимает 1 слой и равномерно распределена по кольцу. Сначала мотают обмотку I и покрывают ее слоем изоляции, например, фторопластовой ленты или лакоткани. Изоляция на этой обмотке определяет безопасность ИИП. Далее мотают обмотки II и III. Кольцо вертикально приклеивают к пластмассовой панельке с контактами, которую потом впаивают в плату. Следует отметить, что для нормальной работы этот трансформатор должен иметь минимальную индуктивность рассеяния, поэтому сердечник для него должен быть тороидальный и с максимальной магнитной проницаемостью. Я пробовал мотать этот транс на сердечнике Е20/10/6 из N67 – импульсы на затворах имели выбросы, которые приоткрывали второй транзистор полумоста:
Голубой график – импульсы на затворе VT2, желтый – напряжение на стоке VT2.
С тороидальным трансформатором, намотанным как написано выше, осциллограмма имеет такой вид: При монтаже трансформатора управления необходимо соблюдать фазировку обмоток! При неправильной фазировке при включении сгорят транзисторы полумоста!
Трансформатор тока Т3
| Обмотка | № контакта (Н-К) | Число витков | Провод |
| I | — | 1 | МГТФ-0,35 |
| II | 1-2-3 | 2х75 | ПЭВ-2 0,23 |
| Магнитопровод | 2 кольца К12х8х6 из феррита М3000НМ | ||
Обмотку II мотают в 2 провода, после намотки конец одной полуобмотки соединяют с началом другой и контактом 2. Обмотка I представляет собой отрезок провода, пропущенный через кольцо в виде буквы «П». Для повышения электрической и механической прочности изоляции на провод надета фторопластовая трубка.
Силовой импульсный трансформатор Т4
| Обмотка | № контакта (Н-К) | Число витков | Провод |
| I | 4 – 2 | 18+18 | 3хПЭВ-2 0,41 |
| II | 9 – 7 – 8 | 6+6 | ПЭВ-2 0,41 |
| III | 10 – 11 – 12 | 9+9 | 5хПЭВ-2 0,41 |
| Магнитопровод | EI 33,0/24,0/12,7/9,7 из феррита PC40 TDK | ||
Трансформатор рассчитан в программе ExcellentIT(5000) [7]. Сердечник извлечен из компового БП. Сначала мотается первая половина обмотки I. Поверх нее укладывается слой изоляции (я использую лавсановую пленку от фоторезиста) и экран – незамкнутый виток медной ленты, обернутой скотчем. Экран соединен с выводом 2 трансформатора. Далее кладется несколько слоев пленки или лакоткани и мотается обмотка III жгутом из 10 проводов. Мотать надо виток к витку сжав жгут пальцами так, чтобы все 10 проводов расположились в один ряд – иначе не влезет. Конец одной полуобмотки (5 проводов) соединяется с началом другой и выводом 11 каркаса. Обмотка III покрывается одним слоем лавсановой пленки, поверх которой укладывается обмотка II аналогично III. После этого укладывается еще несколько слоев пленки или лакоткани, незамкнутый виток изолированной медной фольги, соединенный с выводом 2, слой пленки, и мотается вторая половина первичной обмотки.
Такая намотка трансформатора позволяет уменьшить индуктивность рассеяния в четыре раза.
На все выводы первичной обмотки надевают фторопластовые трубки.
Дроссель групповой стабилизации L3
| Обмотка | Число витков | Провод | |
| L3.1 | 24 | ПЭВ-2 0,457 | |
| L3.2 | 24 | ПЭВ-2 0,457 | |
| L3.3 | 40 | ПЭВ-2 0,8 | |
| L3.4 | 40 | ПЭВ-2 0,8 | |
| Магнитопровод | Кольцо T106 (К26,9х14,5х11,1) из распыленного железа -26 (желто-белое) | ||
ДГС рассчитан в программе «CalcGRI» [8].
Сначала мотаются обмотки L3.3 и L3.4 одновременно в 2 провода. Они займут 2 слоя. Поверх них аналогично мотаются обмотки L3.1 и L3.2 в один слой. При монтаже ДГС на плату необходимо соблюдать фазировку обмоток!
Все моточные изделия рекомендуется пропитать лаком PLASTIK-71.
Транзисторы VT1, VT2 установлены на алюминиевом ребристом радиаторе размерами 60х15х40 мм и площадью поверхности 124 см2. Диоды VD9 – VD12 установлены на аналогичном радиаторе размерами 83х15х40 мм и площадью 191 см2. С указанной площадью теплоотводов блок питания способен работать длительное время под постоянной нагрузкой не более 100 Вт! Если ИИП предполагается использовать не для усилителя, а для питания нагрузки с постоянной потребляемой мощностью до 200 Вт, площадь радиаторов необходимо увеличить или применить принудительное охлаждение!
Выглядит собранный ИИП так:
Сборка и настройка
Сначала на плату устанавливают все элементы, кроме VD1, VT1, VT2, T4, R7, C8, FU1. Включают ИИП в сеть и проверяют наличие напряжения +5 В на контакте 11 разъема XP3. После этого соединяют 1 и 11 контакты разъема XP3 и подключают двухлучевой осциллограф параллельно резисторам R3 и R4 (землю осцила на нижние концы резисторов, сигнальные щупы – на верхние. С установленными транзисторами и поданным силовым питанием так делать нельзя!!!). Осциллограмма должна иметь такой вид:
Если вдруг импульсы оказались у вас синфазными, значит вы накосячили при распайке обмоток трансформатора Т2. Поменяйте местами начало и конец нижней или верхней обмотки. Если этого не сделать, то при включении ИИП с ключами будет большой и красочный салют
Если у вас нет двухлучевого осциллографа, можно по очереди проверить форму и наличие импульсов однолучевым, но при этом остается полагаться только на собственную внимательность при распайке трансформатора Т4.
Если у вас до сих пор ничего не взорвалось, не нагрелось, импульсы есть и правильно сфазированы, можно впаять все недостающие элементы и произвести первое включение. На всякий случай рекомендую это сделать через лампочку Ильича ватт на 150 (если сможете купить :D). По-хорошему, чтобы ничего не сжечь, ее конечно надо включать в разрыв цепи между плюсом С5 и полумостом. Но так как у нас печатная плата, это сделать затруднительно. При включении в разрыв сетевого провода от нее толку мало, но все-таки как-то спокойнее)). Включаем ИИП на холостом ходу и замеряем выходные напряжения. Они должны быть приблизительно равны номинальным.
Подключаем между выходами «+25 В» и «-25 В» нагрузку 100 Вт. Для этих целей удобно использовать обычный чайник 220 В 2,2 кВт, предварительно наполнив его водой. Один чайник нагружает ИИП примерно на 90 – 100 Вт. Снова замеряем выходные напряжения. Если они значительно отличаются от номинальных, вгоняем их в допустимые пределы подборкой резисторов R4 и R6 в модуле А1.
Если ИИП работает неустойчиво – выходное напряжение колеблется с некоторой частотой, необходимо подобрать элементы компенсации обратной связи C6, R9, R10. Увеличение емкости С10 увеличивает инерционность ИИП и повышает стабильность, однако чрезмерное увеличение его емкости приведет к замедлению ОС и возрастанию пульсаций выходного напряжения. Теперь можно проверить ИИП на максимальной нагрузке. Если ИИП под нагрузкой запускается неустойчиво, либо переходит в «икающий» режим, можно попробовать увеличить емкость конденсатора С3, однако слишком увлекаться этим не рекомендую – это приведет к снижению быстродействия защиты по току и возрастанию ударных перегрузок элементов ИИП при КЗ. Также можно попробовать уменьшить номинал R8. При указанном на схеме значении защита срабатывает при амплитуде тока первичной обмотки Т4 около 5 А. К слову скажу, что максимально допустимый ток стока примененных транзисторов – 8 А.
Если и теперь ничего не взорвалось, все транзисторы и конденсаторы остались на своих местах, блок питания удовлетворяет приведенным в начале статьи характеристикам, а чайник согрелся, подключаем к БП усилок и наслаждаемся музыкой, попивая свежеприготовленный чаек
PS: Я испытал свой ИИП совместно с усилителем на LM3886. Никакого фона в колонках я не заметил (что не скажешь о комповых колонках с «классическим» трансформатором). Звук очень понравился.
Удачной сборки!
Литература
- Схемы ШИМ-контроллеров К1156ЕУ2, К1156ЕУ3 https://www.sitsemi.ru/kat/1156eu23.pdf
- Широтно-импульсные контроллеры серий КР1156ЕУ2 и КР1156ЕУ3. – Радио, 2003, №6, с. 47 – 50.
- Разработка и применение высокоскоростных схем управления силовыми полевыми транзисторами https://valvolodin.narod.ru/articles/FETsCntr.pdf
- Расчет и применение GDT https://bsvi.ru/raschet-i-primenenie-gdt/
- DC-DC конвертер К1156ЕУ5 https://www.sitsemi.ru/kat/1156eu5c.pdf
- Программа «DrosselRing» https://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=106660
- Программа «ExcellentIT(5000)» https://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=106659
- Программа «CalcGRI» https://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=106664
Файлы:
Плата в формате Sprint Layout 5.0
Все вопросы в Форум.
| Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? | |
| 63 | 0 | 0 |
Преобразователь напряжения на MC34063
Рассказать в:
Целью разработки было создать ИП для питания компьютера в автомобиле. Малогабаритный и с хорошими характеристиками. Простой в изготовлении, используя подручные средства, т.е. элементы от старых РС БП или мамок, от ненужной телефонной зарядки и т.д., и т.п. и возможностью вырезать плату за 20 минут бормашиной, В результате родилась такая схема.
Управляющей микросхемой выбрана МС34063, за дешевизну доступность, удобный тип корпуса и главное наличие некоторого количества их у меня. Но можно было при должном подходе умощнить таким образом, любую микросхему с аналогичными функциями. Работу схемы рассказывать нет смысла, думаю, она очевидна, Остановлюсь только на важных, на мой взгляд, моментах.
Микросхему выпускают множество производителей, в моем распоряжении было три типа, выяснилось, что образец под гордым названием КА34063 склонен возбуждаться, визуально это выражалось в свисте дросселя, хотя свои параметры с незначительным ухудшением конструкция при этом сохраняла. Эффект был устранен установкой по питанию микросхемы дроссель. Это решение не принципиально, можно было обойтись и резистором или еще лучше кренкой вольт на 6-7-8-9.
Цепочка R3-VD1-R4 в базе КТ315, это попытка сэкономить несколько миллиампер, не открывая выходной транзистор микросхемы, используем только предвыходной. Для правильного понимания ситуации смотрите описание на микросхему.
Резистор R5 компромиссный вариант между хорошим фронтом на затворе полевого транзистора и потребляемым током в этой цепи, оптимально 1К. Резистор несколько греется, необходимая мощность 0,5Вт.
Для получения наилучшего КПД, необходимо максимально открыть полевой транзистор, для этого, в этом его включении, требуется подать на затвор импульс амплитудой выше, чем Uпит вольт на 10. Необходимое для этого напряжение снимается с дросселя дополнительной обмоткой. Такой вариант показал несколько лучшие результаты, чем традиционный способ, через емкость с истока полевого транзистора.
Отдельно остановлюсь на том, что с этой схемы, в дополнение к основному Uвых можно получить любые необходимые стабилизированные напряжения любой полярности. Идея заключается в том, что в дросселе DR3 присутствует импульс со стабилизированным действующим значением равным Uвых. Используя это, снимаем необходимые нам напряжения с дросселя вторичными обмотками. Направление намотки важно. Количество витков дополнительной обмотки рассчитывается довольно просто. Например, Uвых 5в, а намотано в основной обмотке, например 10 витков, следовательно, что бы получить 10в, на дополнительной обмотке нужно намотать 20витков.
Преобразователь предназначался, как я ранее говорил для питания компьютера в автомобиле. В одном из зксперементальных вариантов я с него получали 5В и дополнительно 12В 800ма для питания монитора по способу как на схеме >Uвых. Идея себя отлично оправдала. при Uвх от 6 до 29 вольт выходные напряжения оставались неизменными. Но решено было отказаться от такого питания монитора из соображений лишнего тепловыделения преобразователем. Стоит оговориться, что без нагрузки на Uвых идея не работает, в силу того, что микросхема выдает очень короткий импульс, годный только для зарядки выходного электролита до Uвых. Но при нагрузке уже в 0,1А все встает на свои места.
Фильтр по питанию в данный преобразователь сознательно не ставился. Для питания магнитолы монитора и компьютера у меня стоят дополнительный маленький аккумулятор выполняющий роль UPS и развязка с фильтрами на каждое из устройств, ставить еще один фильтр не было смысла.
Параметры схемы: КПД 89%. Uвх 6-40В (40в теоретически, реально пробовал до 29В, но не вижу причин схеме не работать и при напряжении до Vcc max микросхемы) Uвых выбираем исходя из ваших потребностей. Задается делителем на резисторах R1 R2, они должны при вашем Uвых обеспечить на 5й ножке микросхемы 1.25В. И соответственно необходимо подобать число витков на дополнительной обмотке дросселя… Выходной ток, определятся только элементами VT2 VD3 DR3, и подходящим радиатором, для диода и транзистора. Конструкция рассчитывалась на ток нагрузки до 10А., но при экспериментах, в данном варианте преобразователь нагружался и до 20А, прекрасно выдерживал этот ток десятки минут. Правда, с падением КПД на пару процентов. Для долговременной работы с такой нагрузкой как минимум необходимо увеличить размер радиатора для силовых элементов. Потребляемый ток без нагрузки менее 25мА
Конструкция: Плата в зеркальном виде под ЛУТ. размер 34Х84 мм.
Сборочный чертеж:
Плата в сборе.
Конструктивно плата рассчитана для корпуса купленного в «Чип и Дип»: называется «G0123 корпус для РЭА 90х38х30мм
Транзистор VT3 и диод VD2 крепятся на боковую стенку корпуса через изолирующую теплопроводящую прокладку. Площадь внешней поверхности приблизительно 130см. Основное количества тепла выделяет диод VD3 и меньше транзистор VT2, приблизительно 3Вт на двоих при нагрузке 5А. Температура корпуса при этом 38-39С, после получаса работы..
Детали:
В моем варианте 5В 10А, стоят R1 1.2k, R2 3.6k, VT2 SUB70N03, VD2 SBL2040CT. Диод VD3 любой быстрый от КД522 до любых импортных, которые в избытке присутствуют в непригодном компьютерном железе, только конечно не те, что стоят в выпрямителе 220в 50Гц в БП.
Теперь про трансформатор DR3. В стремлении получить максимально возможный КПД я постарался сделать его с наименьшим количеством потерь. Во-первых сердечник: Кольцо из пресспермалоя, желтого цвета. Взято из РС БП, встречаются два типоразмера 23мм и 27мм. У 23мм при этих токах и этой частоте маловата мощность, и как следствие сердечник сильно греется, поэтому выбрано 27мм. Во-вторых, провод: Исходя из таблицы соответствия сечения провода и токов, следует, что при 25С на ток 6А необходимо иметь провод диаметром 2мм Индуктивность: по всем расчетам необходима от 10мкГн, а для уменьшения пульсаций на выходе, хорошо бы иметь индуктивность побольше. В результате намотано провода диметром 1.9мм сколько влезло на кольцо, приблизительно 1.5 метра, получилось индуктивность 56мкГн. В конечном итоге при нагрузке 5А, трансформатор не греется и имеется огромный запас мощности на случай подключения дополнительных устройств. Вторичная обмотка любым тонким проводом какой есть (ну естественно не стоит связываться с 0.05 или 0.08мм, просто неудобно), реально использовался провод 0.18мм. Число витков в два раза больше чем в первичной обмотке. Дросселя DR1 и DR2 намотаны на первых попавшихся 6мм гантельках, проводом, какой был: 0.18мм до заполнения, получилось где-то 300-500мкГн. DR2 можно заменить на резистор ом на 100, следует учесть, что в этой точке большой импульсный ток, и без должного демпфера диоды КД522, к примеру, перегорают сразу, так что дроссель — лучший выход из положения DR4 тоже необязательно ставить, но с точки зрения уменьшения пульсаций на выходе он полезен. Как элемент, был взят первый попавшийся от PC БП с приглянувшимся по толщине стержневым сердечником и проводом.. Для защиты на все случаи жизни на входе стоит самовосстанавливающийся предохранитель на 4А.
Раздел: [Преобразователи напряжения (инверторы)] Сохрани статью в: Оставь свой комментарий или вопрос:
Описание микросхемы
Стабилизация и преобразование напряжения — это немаловажная функция, которая используется во многих устройствах. Это всевозможные регулируемые источники питания, преобразующие схемы и высококачественные встраиваемые блоки питания. Большинство бытовой электроники сконструированного именно на этой МС, потому что она имеет высокие рабочие характеристики и без проблем коммутирует достаточно большой ток.
MC34063 имеет встроенный осциллятор, поэтому для работы устройства и старта преобразования напряжения в различные уровни достаточно обеспечить начальное смещение путем подключения конденсатора ёмкостью 470пФ. Этот контроллер пользуется огромной популярностью среди большого количества радиолюбителей. Микросхема хорошо работает во многих схемах. А имея несложную топологию и простое техническое устройство, можно легко разобраться с принципом ее работы.
Как ШИМ рассматривать этот контроллер не стоит, так как в нем отсутствует немаловажный компонент – устройство коррекции ошибки. Из-за чего на выходе микросхемы может возникать погрешность. А для исключения ошибки на выходе рекомендуется подключать хотя бы простой LC-фильтр. Также она является одной из самых доступных в ценовом диапазоне, поэтому большинство полезных устройств сконструированы именно на этом контроллере.
Микросхема имеет небольшой запас по мощности, поэтому в критических режимах она вполне сможет выстоять, но кратковременно. Поэтому при разработке любых устройств на базе этого ШИМ следует грамотно выбирать параметры компонентов и производить расчет MC34063 в соответствии с режимами работы. А чтобы облегчить процесс расчета параметров устройств на базе этой интегральной схемы, можно воспользоваться mc34063 калькулятором.
Редакторы сайта советуют ознакомиться с основами теоретической электротехники для начинающих.
Детали и конструкция
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце внешним диаметром 23мм. Первичная обмотка содержит 17 витков, вторичная -45 витков. Для намотки используется провод ПЭВ 0,43.
Намотка ведется виток к витку. Первичная обмотка на одной части кольца, вторичная — на противоположной. Накладывать одну обмотку на другую не нужно. Перед намоткой кольцо нужно обработать так, чтобы его острые шершавые края не могли повредить обмотки.
Для этого достаточно обмакнуть кольцо в клей «БФ» и наматывать обмотки после того как клей высохнет. Фиксировать обмотки можно нитками, пропитанными парафином или воском.
Прибор собран на макетной печатной плате, в единичном числе, поэтому печатная плата для него не разрабатывалась.
Импортные диоды 1N4936 можно заменить на КД105, диод 1N5819 — любой выпрямительный. Диод VD1 можно и не устанавливать, — он нужен чтобы не допустить порчи прибора от неправильного подключения источника питания.
Относительно редкий стабилитрон КС539Ґ2 можно заменить импортным стабилитроном средней или малой мощности на напряжение 39V или использовать несколько последовательно включенных стабилитронов с суммарным напряжением 39-40V, например, две штуки КС520 или КС220.
Неэлектролитические конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 100V. Конденсатор С4 — на напряжение не ниже 40V, конденсаторы С1, С5 — на напряжение не ниже 10V.
Резистор R1 — проволочный низковольтный мощностью не ниже 2W.
Параметры микросхемы
MC34063 реализован в стандартном DIP-8 корпусе с 8 выводами. Также имеются компоненты для поверхностного монтажа без конкурса. ШИМ-контроллер MC34063 изготовлен достаточно качественно, о чем говорят немалые параметры, позволяющие создавать многофункциональные устройства с широкими возможностями. К основным рабочим характеристикам относятся:
- Диапазон напряжений, которыми может манипулировать контроллер — от 3 до 40В.
- Максимальный коммутируемый ток на выходе биполярного транзистора — 1,5А.
- Напряжение питания — от 3 до 50В.
- Ток коллектора выходного транзистора — 100мА.
- Максимальная рассеиваемая мощность — 1,25Вт.
Выбирая за основу этот ШИМ-контроллер, вы обеспечите себя надёжным практическим макетом, который даст возможность качественно изучить особенности работы импульсных устройств и преобразователей напряжения.
Применяется микросхема во многих устройствах:
- понижающие источники питания;
- повышающие преобразователи;
- зарядные устройства для телефонов;
- драйверы для светодиодов и другие.
Повышающий преобразователь на МС34063
Часто в радиолюбительской практике необходимо запитать какие либо микросхемы напряжением, превышающим напряжение питания устройства. Как правило, это необходимо, если в устройстве применяется операционый усилитель или, например, полевой транзистор с изолированным затвором, для управления которым необходимо напряжение на затворе большее, чем на истоке. Обычно в таких случаях применяют отдельный источник питания или делают отдельную цепь вольтодобавки от вторичной обмотки сетевого трансформатора.
Предлагаю вариант в виде компактного импульсного преобразователя напряжения.
Как и в предыдущих проектах Понижающий преобрзователь на МС34063 и Инвертирующий преобразователь на МС34063 этот преобразователь собран на дешёвой МС34063 имеющей термостабилизированный ИОН на 1,25в, токовый компаратор с порогом 0,3в и отдельный биполярный ключ на ток до 1,5а. Схема из даташита:
Как видите, компоненты почти те же, что и в понижающей или инвертирующей топологиях, единственное добавление — токоограничивающий резистор на
180 Ом. В моём случае мне понадобилось получить стабилизированные +15в при питающем напряжениии +10. 12в.
Схема начинает работать при напряжении питания всего в 3в и выдаёт необходимые 15в, при указанных номиналах на схеме — R1 = 1кОм, R2 = 11кОм. Лентяйки для расчётов есть в инете: https://www.radiohlam.ru/teory/stepup34063.htm или https://www.nomad.ee/micros/mc34063a/, хотя мне больше понравилась вот эта: https://dics.voicecontrol.ro/tutorials/mc34063/
Пару слов о эффективности, конкретный экземпляр показал:
Напряжение питания — 10в, потребляемый ток 140мА
Выходное напряжение — 14,9в ток нагрузки 62мА (нагрузка 240Ом ±5%)
Мощности: потребления 1,4Вт выходная 0,9238Вт, КПД 66%
В формате SL5 выложил в архиве в конце статьи.
Как и в предыдущих проектах Понижающий преобрзователь на МС34063 и Инвертирующий преобразователь на МС34063 место для электролитов не предусмотрено для экономии места, можно напаять сверху или в целевую плату рядом с модулем.
Шаг выводов стандартный
2,54мм, размер, как видите по фото, вполне компактный. Разводка выводов: вход, общий, выход.
Типовая схема включения
Чтобы запустить контроллер достаточно обеспечить несколько условий, реализовать которые можно, имея в кармане пару конденсаторов, индуктивность, диод и несколько резисторов. Схема подключения контроллера зависит от требований, которые будут предъявлены к ней. Если необходимо изготовить ШИМ-стабилизатор, что довольно часто применяется на практике. Схема работает исключительно на понижение выходного напряжения, которое зависит от отношения сопротивлений, включенных в обратной связи. Выходное напряжение формируется делителем в соотношении 1:3 и поступает на вход внутреннего компаратора.
Типовая схема включения состоит из следующих компонентов:
- 3 резистора;
- диод;
- 3 конденсатора;
- индуктивность.
Рассматривая схему на понижение напряжения или его стабилизации можно увидеть, что она оснащена глубокой обратной связью и достаточно мощным выходным транзистором, который прямотоком пропускает через себя напряжение.
Схема включения на понижение напряжения и стабилизации
Из схемы видно, что ток в выходном транзисторе ограничивается резистором R1, а времязадающим компонентов для установки необходимой частоты преобразования является конденсатор C2. Индуктивность L1 накапливает в себе энергию при открытом транзисторе, а по его закрытию разряжается через диод на выходной конденсатор. Коэффициент преобразования зависит от соотношения сопротивлений резисторов R3 и R2.
ШИМ-стабилизатор работает в импульсном режиме:
При открытии биполярного транзистора индуктивность набирает энергию, которая затем накапливается на выходной ёмкости. Такой цикл повторяется постоянно, обеспечивая стабильный выходной уровень. При условии наличия на входе микросхемы напряжения 25В на ее выходе оно составит 5 В с максимальным выходным током до 500мА.
Напряжение можно увеличить путем изменения типа отношения сопротивлений в цепи обратной связи, подключенной к входу. Также он используется в качестве разрядного диода в момент действия обратной ЭДС, накопленной в катушке в момент ее заряда при открытом транзисторе.
Применяя такую схему на практике, можно изготовить высокоэффективный понижающий преобразователь. При этом микросхема не потребляет избыток мощности, которая выделяется при снижении напряжения до 5 или 3,3 В. Диод предназначен для обеспечения обратного разряда индуктивности на выходной конденсатор.
Импульсный режим понижения напряжения позволяет значительно экономить заряд батареи при подключении устройств с низким потреблением. Например, при использовании обычного параметрического стабилизатора на его нагрев во время работы уходило по меньшей мере до 50% мощности. А что тогда говорить, если потребуется выходное напряжение в 3,3 В? Такой понижающий источник при нагрузке в 1 Вт будет потреблять все 4 Вт, что немаловажно при разработке качественных и надёжных устройств.
Как показывает практика применения MC34063, средний показатель потерь мощности снижается как минимум до 13%, что стало важнейшим стимулом для ее практической реализации для питания всех низковольтных потребителей. А учитывая широтно-импульсный принцип регулирования, то и нагреваться микросхема будет незначительно. Поэтому для ее охлаждения не потребуется радиаторов. Средний КПД такой схемы преобразования составляет не менее 87%.
Регулирование напряжения на выходе микросхемы осуществляется за счёт резистивного делителя. При его превышении выше номинального на 1,25В компоратор переключает триггер и закрывает транзистор. В этом описании рассмотрена схема на понижение напряжения с выходным уровнем 5В. Чтобы изменить его, повысить или уменьшить, необходимо будет изменить параметры входного делителя.
Для ограничения тока коммутационного ключа применяется входной резистор. Рассчитываемый как отношение входного напряжения к сопротивлению резистора R1. Чтобы организовать регулируемый стабилизатор напряжения к 5 выводу микросхемы подключается средняя точка переменного резистора. Один вывод к общему проводу, а второй к питанию. Работает система преобразования в полосе частот 100кГц, при изменении индуктивности она может быть изменена. При уменьшении индуктивности повышается частота преобразования.
Детали преобразователя MC34063
Резисторы, используемые в преобразователе, — любые, мощностью от 0,125 Вт до 0,5 Вт, типа МЛТ или С2-29, неполярные конденсаторы — типа КД, КМ, К10-17 и т.п. Электролитические конденсаторы — типа К50-29, К50-35 или подобные. Индуктивность дросселя L1 – от 120 до 180 мкГн, мощностью не менее 200 мВт. В качестве дросселя L2 использована интегральная индуктивность типа ЕС24 или аналогичная. Индуктивность этого дросселя должна быть в районе от 10 до ЗЗ мкГн.
(994,1 KiB, скачано: 10 076)
(1,1 MiB, скачано: 4 197)
Другие режимы работы
Кроме режимов работы на понижение и стабилизацию, также довольно часто применяется повышающий. Схема подключения отличается тем, что индуктивность находится не на выходе. Через нее протекает ток в нагрузку при закрытом ключе, который отпираясь, подаёт на нижний вывод индуктивности отрицательное напряжение.
Диод, в свою очередь, обеспечивает разряд индуктивности на нагрузку в одном направлении. Поэтому при открытом ключе на нагрузке формируется 12 В от источника питания и максимальный ток, а при закрытом на выходном конденсаторе оно повышается до 28В. КПД схемы на повышение составляет как минимум 83%. Схемной особенностью при работе в таком режиме является плавное включение выходного транзистора, что обеспечивается ограничением тока базы посредством дополнительного резистора, подключенного к 8 выводу МС. Тактовая частота работы преобразователя задаётся конденсатором небольшой ёмкости, преимущественно 470пФ, при этом она составляет 100кГц.
Выходное напряжение определяется по следующей формуле:
Uвых=1,25*R3 *(R2+R3)
Используя вышеуказанную схему включения микросхемы МС34063А, можно изготовить повышающий преобразователь напряжения с питанием от USB до 9, 12 и более вольт в зависимости от параметров резистора R3. Чтобы провести детальный расчет характеристик устройства, можно воспользоваться специальным калькулятором. Если R2 составляет 2,4кОм, а R3 15кОм, то схема будет преобразовать 5В в 12В.
Buck Calc
Buck Calc — это удобная программа понижающего преобразователя напряжения (buck-конвертор). Расчеты производятся согласно статье «Buck-Converter Design Demystified». Также в программу добавлена возможность расчета числа витков и индукции насыщения для катушки индуктивности с торроидальным сердечником (вводится желаемое значение индуктивности).
2
пользователь(ей) активно (
2
пользователь(ей) просматривают
Профиль
)
Участников: 0 Гостей: 2
- Adobe Photoshop CS4 ( 29.09.2012 , 287 )
- Ulead V >17.06.2012 , 237 )
- Прислано новостей: 0
- Комментарии: 0
Драйвер светодиодов
Довольно часто для питания светодиодных источников света применяется именно эта микросхема для построения понижающего или повышающего преобразователя. Высокий КПД, низкое потребление и высокая стабильность выходного напряжения – вот основные преимущества схемной реализации. Есть много схем драйверов для светодиодов с различными особенностями.
Как один из многочисленных примеров практического применения можно рассмотреть следующую схему ниже.
Схема работает следующим образом:
При подаче управляющего сигнала внутренний триггер МС блокирован, а транзистор закрыт. И через диод протекает зарядный ток полевого транзистора. При снятии импульса управления триггер переходит во второе состояние и открывает транзистор, что приводит к разряду затвора VT2. Такое включение двух транзисторов обеспечивает быстрое включение и выключение VT1, что снижает вероятность нагрева из-за практически полного отсутствия переменной составляющей. Для расчета тока, протекающего через светодиоды, можно воспользоваться: I=1,25В/R2.
LED Calc
LED Calc — это удобная программа для расчета резистора для светодиодов. В программе необходимо указать напряжение источника питания, напряжение и ток светодиода, а также указать тип соединения (параллельное / последовательное) и количество светодиодов. После нажатия на кнопку Рассчитать программа выведет точное значение сопротивления резистора, стандартное значение (из ряда E24), а также мощность резистора и общую мощность потребляемую схемой. Ниже представлен интерфейс программы. Следует помнить, что данный способ подключения подходит для маломощных (10-50 мА) светодиодов. В более мощных случаях становится заметным низкий КПД и ухудшаются стабилизационные возможности.
IR2155 datasheet — Полумостовой драйвер, lo в фазе с RT, программируемый
CDC318A : драйвер тактовой частоты от 1 до 18 строк с интерфейсом управления I * 2c. Высокоскоростной буфер тактовых импульсов с малым перекосом от 1 до 18 для приложений с синхронной DRAM (SDRAM) с тактовой буферизацией Перекос вывода, tsk (o), перекос импульсов менее 250 пс, tsk (p), менее 500 пс Поддерживает до Четыре небуферизованных модуля памяти SDRAM с двойным встроенным модулем памяти (DIMM) Последовательный интерфейс I2C обеспечивает индивидуальное управление включением для каждого рабочего выхода 3.3 В распределенный VCC и земля.
FAS466 :. Соответствие ANSI X3T10 / 855D SCSI настраивается автоматически (SCAM) уровни протокола 1 и 2 с Соответствие стандарту параллельного интерфейса SCSI-3 (SPI-2) ANSI X3.131-1996 s Соответствие стандарту ANSI X3T10 / 1142D Fast-40 SCSI скорость синхронной передачи данных до: 80 Мбайт / сек (широкая, 40 Мбайт / сек (узкая, восьмибитная Fast-40)) Поддерживает инициатор.
HIP4080 : 80 В / 2,5 А, пиковый, высокочастотный полномостовой драйвер на полевом транзисторе.Пиковый, 80 В / 2,5 А, высокочастотный полномостовой драйвер на полевом транзисторе. Это высокочастотный полумостовой N-канальный драйвер полевого транзистора среднего напряжения, доступный в 20-выводных пластиковых корпусах SOIC и DIP. HIP4080 включает в себя входной компаратор, используемый для облегчения режимов работы «гистерезис» и ШИМ. Его вывод HEN (высокая разрешающая способность) может заставить ток течь свободно внизу.
IMP2119 : Терминатор SCSI. 28 Tssop 9-Line ULTRA3 Lvd / se Scsi Terminator. Это многомодовый терминатор SCSI, соответствующий стандарту SCSI Parallel Interconnect-2 (SPI-2), разработанному комитетом по стандартам T10 для оконечной нагрузки низковольтного дифференциала (LVD).Многомодовая совместимость позволяет использовать устаревшие устройства на шине без изменения оборудования. Автоматический выбор режима достигается за счет определения напряжения на диффузоре.
LB1965M :. С помощью всего лишь нескольких периферийных частей, включая термистор, можно реализовать непрерывное управление скоростью в зависимости от температуры окружающей среды. Это позволяет запускать на малой скорости (100% -ный привод при запуске). Настраиваемая минимальная скорость вращения для низких температур. Встроенная схема усиления напряжения термистора обеспечивает высокую точность измерения температуры окружающей среды для вращения.
LC7940YD :. LC7940YD и LC7941YD — это микросхемы драйверов сегментов для управления большими матричными ЖК-дисплеями. Они считывают 4-битный параллельный или последовательный ввод, отображают данные с контроллера в 80-битной защелке, а затем генерируют управляющие сигналы ЖК-дисплея, соответствующие этим данным. LC7940YD и LC7941YD имеют назначение контактов зеркального отображения, что позволяет использовать их вместе.
MC74ACT643DW : восьмеричный двунаправленный трансивер с 3-позиционными выходами. Приемопередатчик восьмеричной шины MC74AC643 / 74ACT643 предназначен для асинхронной двусторонней связи между шинами данных.Устройство передает данные с шины A на шину B, когда T / R = HIGH, или с шины B на шину A, когда T / R = LOW. Вход включения можно использовать для отключения устройства, чтобы шины были эффективно изолированы. Двунаправленный путь данных A и B выводит приемник.
N74F1245D : Восьмеричный трансивер с 3 состояниями. Те же функции и распиновка, что и у 74F245, высокоомные базовые входы NPN для снижения нагрузки (70A в восьмеричном приемопередатчике с неинвертирующими выходами, совместимыми с шиной с 3 состояниями, в обоих направлениях передачи и приема.Выходы порта B способны потреблять 64 мА и получать до 15 мА, обеспечивая очень хорошие емкостные характеристики привода. Устройство.
N74F245DB : Восьмеричный трансивер с 3 состояниями. Восьмеричный двунаправленный шинный интерфейс. Выходы буфера с 3 состояниями, сток 64 мА, ток источника 15 мА. Выходы находятся в состоянии высокого импеданса при отключении питания. Это восьмеричный приемопередатчик с неинвертирующими выходами, совместимыми с шиной с 3 состояниями, в обоих направлениях передачи и приема. Выходы порта B способны потреблять 64 мА и потреблять 15 мА, что дает очень большой ток.
NCN6000DTB : ИС интерфейса смарт-карт. Компактная микросхема интерфейса смарт-карты для Pos (точки продаж), банкомат, упаковка: Tssop, контакты = 20.
PCI1031 : Контроллер PCI-to-PC Card16. Базовая логика 3,3 В с универсальным интерфейсом PCI, совместимая с интерфейсом PCI или сигнальная среда 5 В PCI поддерживает локальную шину PCI 2.1 Комбинированная PC Card 16 карт поддерживает два слота PC Card TM с возможностью горячей установки и извлечения 1995 PC Card Соответствует стандарту с низким энергопотреблением Усовершенствованная субмикронная технология CMOS использует последовательный интерфейс для Texas Instruments (TITM) TPS2206 Dual.
SG3644 : Двойной высокоскоростной драйвер. Это двойной неинвертирующий монолитный высокоскоростной драйвер. В этом устройстве используется высоковольтная логика Шоттки для преобразования сигналов TTL в высокоскоростные выходы до 18 В. Выходы на тотемный полюс имеют пиковый ток 3 А, что позволяет им управлять нагрузками 1000 пФ обычно менее чем за 25 нс. Эти скорости делают его идеальным для управления силовыми МОП-транзисторами и другими крупногабаритными.
SN65C1406 :. Соответствовать или превосходить требования TIA / EIA-232-F и Рекомендации ITU V.28 Очень низкое энергопотребление. Типовой широкий диапазон напряжения питания драйвера 5 мВт. Скорость нарастания выходного сигнала драйвера 15 В ограничена максимальным гистерезисом входного сигнала приемника 30 В / с. Приемник с двухтактным выходом на 1000 мВ выдает выходы на встроенном приемнике, 1-с шумовой фильтр, функционально взаимозаменяемый с Motorola MC145406.
SN65LVDM1676DGG : ti SN65LVDM1676, 16-канальный трансивер LVDM. Шестнадцать низковольтных дифференциальных приемопередатчиков, разработанных для скоростей передачи сигналов до 630 Мбит / с симплексный (точка-точка) и полудуплексный (многоточечный) интерфейс. Типичное дифференциальное выходное напряжение 340 мВ на 50-нагрузочную интегрированную 110-линейную оконечную нагрузку на `LVDM1677 Распространение продукции Время задержки: Водитель: 2.5 нс тип. Приемник: 3 нс тип. Рекомендуемая максимальная передача.
SN75LVDT388 : Приемник. Высокоскоростные дифференциальные линейные приемники. Восемь линейных приемников соответствуют или превосходят требования стандарта ANSI TIA / EIA-644, встроенные оконечные резисторы на 110 линий в изделиях LVDT, рассчитанные на скорость передачи сигналов до 630 Мбит / с. Время задержки 2,6 нс (тип.) Перекос на выходе 100 пс (тип.) Перекос между частями меньше.
UDN5713 :. ДВОЙНЫЕ ПЕРИФЕРИЙНЫЕ И ПЕРЕХОДНЫЕ ЗАЩИЩЕННЫЕ ВЫХОДЫ ДРАЙВЕРА ПИТАНИЯ Напряжение питания, VCC. Входное напряжение 7,0 В, VIN. Выходное напряжение в закрытом состоянии 30 В, VOFF. Выходной ток потребления в открытом состоянии 80 В, ION. Напряжение в выключенном состоянии подавляющего диода 600 мА, VOFF. Ток открытого состояния подавляющего диода 80 В, ION. Рассеиваемая мощность 600 мА 25C, корпус PD. 1,5 Вт * на каждый драйвер. 0,8 Вт в рабочем состоянии.
MAX9150 : 10-портовый повторитель LVDS с низким уровнем джиттера 10-портовый повторитель низковольтной дифференциальной сигнализации (LVDS) с низким уровнем джиттера разработан для приложений, которые требуют высокоскоростного распределения данных или синхронизации при минимальном потреблении энергии, пространство и шум.Устройство принимает один вход LVDS и повторяет сигнал на 10 выходах LVDS. Каждый дифференциальный выходной привод.
(PDF) Экспериментальная установка для изучения беспроводной передачи энергии с использованием магнитной связи во вспомогательных системах кровообращения
Трансплантация сердца пациентам с неизлечимым диагнозом
диактериальных заболеваний ограничена недостаточностью донорских органов.
Альтернативная терапия, направленная на восстановление функции сердца пациента
перед трансплантацией, весьма актуальна.
Эффективность такой терапии, обеспечиваемой системами вспомогательного кровообращения
(ACS), выше, чем эффективность лекарственного средства
apy [1–4].
В настоящее время в клиниках используется несколько десятков СКУД.
Имплантированные модели ACS считаются наиболее перспективными
, поскольку они обеспечивают более высокое качество жизни пациентов, как
по сравнению с системами кроватей. Электроснабжение имплантированной СКУД
— серьезная проблема. Отсутствуют компактные источники питания мощностью
мощностью 1 Вт, обеспечивающие длительную работу.
Внешние источники питания подключаются к СКУД с помощью транслирующих проводов
. Недостатком такой технологии являются локальные очаги воспаления и дополнительные
каналов инфекции. Годовая вероятность заражения составляет 4045%.
Такое инфицирование часто приводит к летальному исходу [1, 3].
Система чрескожной беспроводной передачи энергии (WET)
Темы способны решить эту проблему. Требуется передача электроэнергии в реальном времени
на СКУД.Индуктивная связь
способна решить эту проблему, поскольку альтернативные варианты
(ИК-излучение или ультразвуковые волны) не обеспечивают необходимой мощности.
Модель искусственного сердца AbioMed AbioCor (США)
была первым коммерчески доступным аппаратом WET, основанным на индуктивной связи
. Этот аппарат разрабатывался
более 10 лет [5, 6]. Первая коммерческая имплантация
была произведена в 2009 году [7].
Целью данной работы является описание экспериментальной установки
для исследования беспроводной передачи энергии с использованием магнитной связи
. Представлены результаты экспериментального исследования беспроводной передачи энергии
с использованием магнитной связи в диапазоне
60190 кГц. Показано, что КПД передачи энергии
с использованием магнитной муфты
находится на уровне 20%.
Структура экспериментальной установки
Система WET для имплантированного портативного ACS con
состоит из трех блоков: внешнего источника питания, детектора и
катушек передатчика, а также выпрямителя для нагрузки.Переносная батарея DC
в качестве источника питания является отличительной особенностью этой системы
Biomedical Engineering, Vol. 45, № 6, март 2012 г., стр. 221–224. Перевод из Медицинской техники, Т. 45, No. 6, ноябрь — декабрь 2011 г., стр. 21–25.
Оригинальная статья отправлена 16 октября 2011 г.
221 00063398 / 12 / 45060221 © 2012 Springer Science + Business Media, Inc.
1 Национальный исследовательский университет электронных технологий, Зеленоград,
Москва, Россия; Электронная почта: realswat @ rambler.ru
2ФГБУ «ФНИЦ трансплантологии и искусственного интеллекта имени Шумакова»
Органы, Москва, Россия.
* Кому адресовать корреспонденцию.
Экспериментальная установка для изучения беспроводной передачи энергии
с использованием магнитной связи во вспомогательных циркуляционных системах
А.А. Данилов1 *, Г.П. Иткин2 и А.О. Устинов1
Предлагается экспериментальная установка для исследования беспроводной передачи энергии с использованием магнитной связи. Приведены результаты
экспериментального исследования беспроводной передачи энергии с использованием магнитной связи в диапазоне 60190 кГц
.Показано, что эффективность передачи энергии с помощью магнитной муфты находится на уровне 20%.
Рис. 1. Блок-схема САУ системы беспроводной передачи энергии
fer с использованием магнитоиндуктивной связи.
Переменное
магнитное поле
Преобразователь
Источник постоянного тока
(аккумулятор)
Стабилизатор,
выпрямительНагрузка
| IR2233S | Infineon Technologies | ДРАЙВЕР ИС 3-ФАЗНЫЙ МОСТ 28-SOIC | 3616 | 0 руб.00000 / u | Запрос предложений saskira gehitu nahi duzu? | |
| IR2166S | Infineon Technologies | IC PFC / BALLAST CONTROL 16-SOIC | 3606 | 0 руб.00000 / u | Запрос предложений saskira gehitu nahi duzu? | |
| IR2131JTRPBF | Infineon Technologies | ДРАЙВЕР ИС МОСТ 3-ФАЗНЫЙ 44-PLCC | 15899 | 5 долларов США.88178 / u | Запрос предложений saskira gehitu nahi duzu? | |
| IR2110STRPBF | Infineon Technologies | ДРАЙВЕР IC HIGH / LOW SIDE 16SOIC | 69801 | $ 1.33980 / u | Запрос предложений saskira gehitu nahi duzu? | |
| IR2152STR | Infineon Technologies | IC DRVR HALF BRDG SELF-OSC 8SOIC | 3602 | 0 руб.00000 / u | Запрос предложений saskira gehitu nahi duzu? | |
| IR2106STRPBF | Infineon Technologies | ДРАЙВЕР IC ВЫСОКАЯ / НИЗКАЯ СТОРОНА 8SOIC | 156084 | 0 руб.59917 / u | Запрос предложений saskira gehitu nahi duzu? | |
| IR2114SSTRPBF | Infineon Technologies | IC DVR HALF BRIDGE 600V 24-SSOP | 25325 | $ 3.69264 / u | Запрос предложений saskira gehitu nahi duzu? | |
| IR21531 | Infineon Technologies | IC DRVR HALF BRDG SELF-OSC 8-DIP | 3594 | 0 руб.00000 / u | Запрос предложений saskira gehitu nahi duzu? | |
| IR2108STRPBF | Infineon Technologies | IC ДРАЙВЕР ПОЛОВИНА МОСТ 8SOIC | 74971 | $ 1.24740 / u | Запрос предложений saskira gehitu nahi duzu? | |
| IR2101S | Infineon Technologies | ДРАЙВЕР IC HIGH / LOW SIDE 8-SOIC | 3585 | 0 руб.00000 / u | Запрос предложений saskira gehitu nahi duzu? |
% PDF-1.3 % 1 0 объект > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 4 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] / XObject> >> / Содержание [35 0 R 36 0 R 37 0 R] / Аннотации [38 0 R] >> эндобдж 5 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 42 0 руб. >> эндобдж 6 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 45 0 руб. >> эндобдж 7 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 46 0 руб. >> эндобдж 8 0 объект > / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 49 0 руб. >> эндобдж 9 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 50 0 руб. >> эндобдж 10 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 52 0 руб. >> эндобдж 11 0 объект > / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 54 0 руб. >> эндобдж 12 0 объект > / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 56 0 руб. >> эндобдж 13 0 объект > / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 60 0 руб. >> эндобдж 14 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 61 0 руб. >> эндобдж 15 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 62 0 руб. >> эндобдж 16 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 64 0 руб. >> эндобдж 17 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 65 0 руб. >> эндобдж 18 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 66 0 руб. >> эндобдж 19 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 67 0 руб. >> эндобдж 20 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 68 0 руб. >> эндобдж 21 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 69 0 руб. >> эндобдж 22 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 70 0 руб. >> эндобдж 23 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 71 0 руб. >> эндобдж 24 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 72 0 руб. >> эндобдж 25 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 73 0 руб. >> эндобдж 26 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 74 0 руб. >> эндобдж 27 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] >> / Содержание 75 0 руб. >> эндобдж 28 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > эндобдж 31 0 объект > эндобдж 32 0 объект > эндобдж 33 0 объект > эндобдж 34 0 объект > транслировать x
Học ting Anh онлайн — Học tiếng Anh trực tuyến tại nhà qua Skype
Учитель Ник
«Привет! Меня зовут Моник, но вы можете называть меня учителем Ником.Мне 24 года, я живу на Филиппинах. Я работаю онлайн-учителем английского языка уже 2 года. Изучение английского языка очень важно. Это может помочь нам во многих отношениях… »
Учитель Крис
«Я учитель Крис. Я получил диплом бакалавра гуманитарных наук по специальности «Английский язык» в 2003 году. Я преподаю английский язык более 10 лет. У меня есть студенты из Филиппин, Южной Кореи, Японии, Китая, Вьетнама, Индии, Бразилии, России, Италии, Испании, Франции,… »
Учитель Раиса
«Привет! Вы хотите выучить английский, но теряете уверенность в себе ??? Вы пришли в нужное место! Я учитель Раиза, 25 лет, из Филиппин.У меня степень бакалавра сестринского дела и бакалавра среднего образования… »
Và còn rất nhiều giáo viên nước ngoài nữa ang chờ bạn!100% больше нет
100% играю в E-talk được la chọn từ Филиппины, t nước dùng tiếng Anh như tiếng mẹ đẻ. Được ào tạo trình độ cao, trình độ tiếng Anh của giáo viên Филиппины đã được các nước yêu cầu khắt khe như Mỹ, Nhật Bn thừa nhận. Qua ó i ngũ giáo viên tại E-talk cam kết không chỉ giúp bn tiến bộ mà còn giúp bạn s dụng tiếng Anh như người bản xứ.
i ngũ giáo viên giàu kinh nghiệm
Đội Ngu Giao VIEN TAI E-ток được Lua ЧОН Gioi Ve chuyên MON vÀ có nhiều Nam кинь Нгьем Чонг việc Жанг DAY Tiếng Ань онлайн với Нхунг Chung CHI Quốc tế Ve Жанг DAY Tiếng Ань TESOL, CELTA Dje Nham đàm Bảo chất Лыонга Жанг день. Giáo viên tại E-talk cam kết giúp bạn vượt qua rào cản ngại giao tiếp bằng tiếng Anh một cách nhanh chóng và hiu quả nhất.
Ý kiến học viên
«Giờ học hiu quả, chất lượng tốt, giáo viên nhiệt tình.Mong muốn cô giáo sẽ giúp mình sửa lỗi sai nhiều hơn nữa »
Nguyễn Thị Thuỳ Liên — Giảng Viên, Hà Nội
«Giáo viên và trung tâm rất nhiệt tình giúp đỡ. Tư vấn cho học viên rất nhiệt tình ».
Nguyễn Xuân Trưởng — Kỹ Sư, Hà Nam
«Giáo viên rất nhiệt tình, sửa li ngữ âm và ngữ pháp tiếng Anh cho mình rất nhiều. Mình nhận thấy thoải mái và tự tin hơn trong giao tiếp ».
Lưu Thị Hương Giang — Sinh Viên, Tp.HCM
Экспериментальная установка для изучения беспроводной передачи энергии с использованием магнитной связи во вспомогательных системах кровообращения
Трансплантация сердца пациентам с терминальными сердечными заболеваниями ограничена дефицитом донорских органов.Альтернативная терапия, направленная на восстановление сердечной функции пациента перед трансплантацией, весьма актуальна. Эффективность такой терапии, обеспечиваемой системами вспомогательного кровообращения (ОКС), выше, чем эффективность медикаментозной терапии [14].
В настоящее время в клиниках используется несколько десятков ACS. Имплантированные модели ACS считаются наиболее перспективными, поскольку они обеспечивают более высокое качество жизни пациентов по сравнению с системами кроватей. Подача энергии к имплантированной СКУД — серьезная проблема. Компактные источники питания мощностью 1 Вт, обеспечивающие длительную работу, отсутствуют.Внешние источники питания подключаются к СКУД чрезкожными проводами. Недостатком такой технологии являются локальные очаги воспаления и дополнительные каналы заражения. Годовая вероятность заражения составляет 40–45%. Такое заражение часто приводит к летальному исходу [1, 3].
Системы чрескожной беспроводной передачи энергии (WET) способны решить эту проблему. Требуется передача энергии в ACS в реальном времени. Индуктивная связь может решить эту проблему, поскольку альтернативные варианты (ИК-излучение или ультразвуковые волны) не обеспечивают необходимой мощности.
Модель искусственного сердца AbioMed AbioCor (США) была первым коммерчески доступным аппаратом WET, основанным на индуктивной связи. Этот аппарат разрабатывался
более 10 лет [5, 6]. Первая коммерческая имплантация была произведена в 2009 г. [7].
Целью данной работы является описание экспериментальной установки для изучения беспроводной передачи энергии с использованием магнитной связи. Представлены результаты экспериментального исследования беспроводной передачи энергии с использованием магнитной связи в диапазоне 60190 кГц.Показано, что эффективность передачи энергии с помощью магнитной связи находится на уровне 20%.
Структура экспериментальной установки
Система WET для имплантированной переносной СКУД состоит из трех блоков: внешнего источника питания, катушек детектора и передатчика, а также выпрямителя для нагрузки. Портативная батарея постоянного тока в качестве источника питания является отличительной особенностью данной системы
Biomedical Engineering, Vol. 45, № 6, март, 2012 г., с. 221224. Пер. Из Медицинской техники.45, No. 6, Nov.Dec., 2011, pp. 2125. Оригинальная статья представлена 16 октября 2011 г.
22100063398/12/45060221 2012 Springer Science + Business Media, Inc.
1 Национальный исследовательский университет электронных технологий , Зеленоград, Москва, Россия; Электронная почта: [email protected]
2 Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов им. А.В. Шумакова, Москва, Россия.
* Кому адресовать корреспонденцию.
Экспериментальная установка для изучения беспроводной передачи энергии с использованием магнитной связи во вспомогательных циркуляционных системах
A.А. Данилов1 *, Г. П. Иткин2, А. О. Устинов1
Предлагается экспериментальная установка для исследования беспроводной передачи энергии с использованием магнитной связи. Представлены результаты экспериментальных исследований беспроводной передачи энергии с использованием магнитной связи в диапазоне 60190 кГц. Показано, что эффективность передачи энергии с помощью магнитной муфты находится на уровне 20%.
Рис. 1. Блок-схема АСУ ТП беспроводной передачи энергии с использованием магнитоиндуктивной связи.
Переменное магнитное поле
Преобразователь
Источник постоянного тока (аккумулятор)
Стабилизатор, выпрямитель
Нагрузка
222 Данилов и др.
тем. Катушка передатчика создает переменное магнитное поле. Для системы требуется преобразователь постоянного тока в переменный. Для системного детектора требуется преобразователь переменного тока в постоянный. Регулятор необходим для обеспечения источника питания постоянного тока для ACS. Блок-схема системы СКУД для беспроводной передачи энергии с использованием магнитоиндуктивной связи представлена на рис.1.
Источник постоянного тока обеспечивает напряжение 24 В. Принципиальная электрическая схема передающего модуля
с преобразователем постоянного / переменного тока представлена на рис. 2. Генератор построен на полевых транзисторах IR2153 [8, 9]. Драйвер генерирует два прямоугольных противофазных сигнала на частоте, определяемой RC-цепью. Эти сигналы обеспечивают включение / выключение триггеров Q1 и Q2 с использованием сигналов конденсатора и индуктивности шины питания. Заряд / разряд конденсатора Cr1 обеспечивает синусоидальный сигнал. Частота сигнала выбирается с помощью специального триггера и драйвера.
Потери энергии зависят от полевых транзисторов и правильного расчета R1 и Cboot. Низкое сопротивление транзистора (1) увеличивает ток в цепи и энергию магнитного поля. Используются транзисторы (IRF740) с импедансом 0,48.
Значение Cboot зависит от рабочей частоты. Cboot вычисляется из [10]:
(1)
где Qg — заряд транзистора верхней ветви; f — несущая частота; VDD — напряжение шины; Vf — падение напряжения на диоде D1; Vls — падение напряжения на транзисторе нижнего ответвления; Igbs — статический ток затвора; Icbs (утечка) — ток утечки Cboot; Qls — заряд за импульс.
Компоненты Igbs / f и Icbs (утечка) / f в диапазоне частот 50300 кГц незначительны. В этом случае уравнение. (1) можно преобразовать в:
(2)
Максимальное значение резистора R1 оценивается по току и напряжению цепи [11]:
(3)
где VCLAMP — напряжение стабилитрона; IQCC — ток покоя драйвера; IG — ток срабатывания Q1 и Q2; IRT — ток резистора Rt; ILS — ток переключения водителя; ICLAMP — это ток источника питания драйвера.
Ток срабатывания зависит от частоты драйвера и тока затвора транзистора, который рассчитывается по формуле:
IG = 2Qg f.(4) Ток резистора
Rt оценивается как:
IRT = 0,25VCLAMP / Rt. (5)
Средний ток сдвига микросхемы можно рассчитать по формуле:
ILS = (ILS1 + ILS2) TLS f, (6)
, где ILS1 и ILS2 — амплитуды импульсов; TLS — время импульса, эти значения можно взять из документации микросхемы.
Мощность генератора измеряется с помощью шунтирующего резистора Rshunt. Мощность P рассчитывается по формуле:
P = VDDURshunt / Rshunt, (7)
Рис.2. Принципиальная электрическая схема передающего модуля.
Рис. 3. Принципиальная схема детекторного модуля.
Беспроводная передача энергии с использованием магнитной муфты во вспомогательных системах циркуляции 223
где URshunt — падение напряжения на шунтирующем резисторе; Ршунт — это сопротивление.
Выпрямитель — диодный мост (рис. 3). Рабочая частота диодов 200 кГц. Повышается эффективность преобразования энергии за счет низкого падения напряжения. Использовались диоды Шоттки BAT54 (Fairchild Semiconductor, США).
Сила тока измерялась резистором Rn. Мощность рассчитывалась по формуле:
P = U 2Rn / Rn, (8)
, где URn — напряжение нагрузочного резистора; Rn — сопротивление входного контура.
Экспериментальная проверка беспроводной передачи энергии
Геометрические размеры катушек детектора и передатчика были идентичны: длина 17,5 мм; диаметр 22,5 мм, площадь сечения провода 0,12 мм2; диаметр изоляции 0,8 мм. У них было 50 обмоток. Индуктивность катушки передатчика измерялась с использованием иммитанса E722 на частоте 1 кГц.Индуктивность катушки передатчика составляла 48 Гн. Собственная индуктивность катушки детектора составляла 45,5 Гн. Эта разница была обусловлена неоднородной обмоткой. Расстояние между центрами катушек составляло 20 мм.
Была проведена тройная серия экспериментов при различных значениях резонансной емкости в контурах детектора и передатчика; Cres1 и Cres2. Для Cres1 эти значения составили 125, 45 и 18 нФ. Для Cres2 эти значения составили 132,48 и 19 нФ. Измерены напряжение и мощность резистора детектора
, а также частотная зависимость эффективности передачи энергии.Результаты экспериментов представлены на рис. 46.
Максимальная эффективность передачи энергии составляла 24%. Максимальное напряжение и мощность резистора детектора составляли 7,3 В и 5,3 Вт. Оптимальная частота катушки составляла 72 кГц. Эффективность передачи энергии снижалась с увеличением резонансной частоты в резонансных контурах. На высокой резонансной частоте максимумы результирующих кривых были более плавными, что делало систему более стабильной в результате смещения катушки.
Рис. 4. Частотная зависимость напряжения резистора детектора при различных значениях Cres1 и Cres2: 125 и 132 нФ (), 45 и 48 нФ (o), 18 и 19 нФ ().
Рабочая частота, кГц
Напряжение, В
Рис. 5. Частотная зависимость мощности резистора детектора при различных значениях Cres1 и Cres2: 125 и 132 нФ (), 45 и 48 нФ (o), 18 и 19 нФ ().
Рабочая частота, кГц
Мощность, Вт
Рис. 6. Частотная зависимость эффективности передачи энергии при различных значениях Cres1 и Cres2: 125 и 132 нФ (), 45 и 48 нФ (o), 18 и 19 нФ ().
Рабочая частота, кГц
Эффективность передачи энергии, а.u.
224 Данилов и др.
Заключение
Беспроводная передача энергии с использованием магнитной связи эффективна при условии, что:
передача энергии эффективна; передача энергии стабильна; система термически безопасна. Система WET должна быть испытана как теоретически
, так и экспериментально. Нагрев системы и окружающих биологических тканей также следует проверить в экспериментах.
Тестирование системы WET проводилось на специально разработанной экспериментальной установке.Эта установка предоставила модель WET: генератор, обеспечивающий преобразование постоянного / переменного тока для катушки передатчика; детектор, обеспечивающий преобразование переменного / постоянного тока для нагрузки системы. Результаты работы показали, что мощность установки составляла 1 Вт, что соответствовало энергоснабжению ACS. Максимальная эффективность передачи энергии составила 24%. Эффективность передачи энергии снижалась при увеличении резонансной частоты в резонансных контурах, тем самым делая систему WET более стабильной.
Дальнейшие исследования будут сосредоточены на эффекте смещения катушки, эффективности передачи энергии, оптимальной топологии катушки и нагревании системы и окружающих биологических тканей.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России, проект № 14.740.11.0124 (8 сентября 2010 г.).
ССЫЛКИ
1. К. Л. Франко и Э. Д. Верье, Adv
