Cd4047 схема применение. CD4047: Применение и схемы для создания инвертора и источника питания счетчика Гейгера

Как работает микросхема CD4047 в качестве генератора прямоугольных импульсов. Какие схемы можно построить на ее основе для инвертора и источника питания счетчика Гейгера. Какие преимущества имеет CD4047 по сравнению с другими схемами.

Что такое микросхема CD4047 и каковы ее основные характеристики

CD4047 представляет собой маломощный мультивибратор, который может работать как в моностабильном, так и в астабильном режимах. Основные характеристики микросхемы:

• Напряжение питания: 3-15 В
• Низкое энергопотребление
• Возможность работы в астабильном режиме с частотой до 1 МГц
• Программируемая длительность импульса в моностабильном режиме
• Выходы с прямым и инверсным сигналом

Благодаря этим характеристикам CD4047 часто используется в качестве генератора прямоугольных импульсов в различных схемах, где требуется формирование сигналов с заданными временными параметрами.

Применение CD4047 для создания простого инвертора

Одно из интересных применений CD4047 — создание простого инвертора для преобразования постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В. Рассмотрим принцип работы такой схемы:

1. CD4047 настраивается на генерацию прямоугольных импульсов частотой 50-60 Гц
2. Выходы микросхемы управляют силовыми транзисторами через драйверы
3. Транзисторы попеременно коммутируют первичную обмотку повышающего трансформатора
4. На вторичной обмотке формируется переменное напряжение 220 В

Преимущества такого инвертора на CD4047:

• Простота схемы
• Низкая стоимость компонентов
• Возможность регулировки частоты выходного напряжения
• Небольшие габариты

Однако стоит учитывать, что выходное напряжение будет иметь форму модифицированной синусоиды, что подходит не для всех нагрузок.

Схема высоковольтного источника питания для счетчика Гейгера на CD4047

Еще одно интересное применение CD4047 — создание высоковольтного источника питания для счетчика Гейгера. Основные компоненты такой схемы:

• CD4047 в качестве генератора
• Силовые MOSFET-транзисторы
• Повышающий трансформатор
• Умножитель напряжения на диодах и конденсаторах
• Стабилизатор напряжения на стабилитронах

Принцип работы:

1. CD4047 генерирует прямоугольные импульсы частотой около 1 кГц
2. Импульсы управляют MOSFET-транзисторами, коммутирующими первичную обмотку трансформатора
3. Умножитель напряжения преобразует выходное напряжение трансформатора в 400-500 В постоянного тока
4. Стабилизатор на стабилитронах обеспечивает требуемое напряжение для трубки Гейгера-Мюллера

Преимущества использования CD4047 в схемах инвертора и источника питания счетчика Гейгера

Использование CD4047 в качестве генератора имеет ряд преимуществ по сравнению с другими схемами:

• Простота настройки частоты с помощью одного резистора и конденсатора
• Стабильность частоты выходных импульсов
• Низкое энергопотребление
• Широкий диапазон напряжений питания (3-15 В)
• Наличие комплементарных выходов для управления силовыми ключами
• Невысокая стоимость микросхемы

Эти факторы делают CD4047 отличным выбором для построения компактных и экономичных схем инверторов и источников питания.

Расчет параметров схемы на CD4047

При проектировании схем на основе CD4047 важно правильно рассчитать номиналы времязадающих компонентов. Основные формулы для расчета:

• Для астабильного режима: f = 1 / (4.40 * R * C)
• Для моностабильного режима: t = 2.48 * R * C

где:

• f — частота генерации в Гц
• t — длительность выходного импульса в секундах
• R — сопротивление в Омах
• C — емкость в Фарадах

При выборе компонентов следует учитывать:

• Минимальное значение R — 10 кОм
• Максимальное значение R — 1 МОм
• Рекомендуемый диапазон C — от 100 пФ до 1 мкФ

Правильный расчет этих параметров обеспечит стабильную работу схемы на требуемой частоте.

Практические советы по сборке и настройке схем на CD4047

При сборке и настройке схем на основе CD4047 рекомендуется соблюдать следующие правила:

1. Использовать качественные компоненты с малым разбросом параметров
2. Обеспечить хорошую развязку по питанию, установив керамические конденсаторы 0.1 мкФ рядом с выводами питания микросхемы
3. При работе на высоких частотах минимизировать длину проводников
4. Использовать подстроечный резистор для точной настройки частоты
5. Проверять форму выходных импульсов осциллографом
6. При использовании в инверторе обеспечить хороший теплоотвод для силовых транзисторов

Соблюдение этих рекомендаций поможет собрать надежно работающую схему и избежать проблем при ее эксплуатации.

Возможные проблемы при использовании CD4047 и способы их решения

При работе со схемами на основе CD4047 могут возникать следующие проблемы:

• Нестабильность частоты генерации
• Искажение формы выходных импульсов
• Самопроизвольный запуск в моностабильном режиме
• Выход микросхемы из строя

Причины и способы решения этих проблем:

1. Нестабильность частоты:
   • Проверить качество компонентов времязадающей цепи
   • Обеспечить стабильное напряжение питания
   • Использовать термостабильные резисторы и конденсаторы
2. Искажение формы импульсов:
   • Проверить правильность подключения нагрузки
   • Уменьшить емкость нагрузки
   • Использовать буферные каскады на выходе
3. Самопроизвольный запуск:
   • Проверить подключение входов управления
   • Установить подтягивающие резисторы на входы
4. Выход из строя:
   • Проверить правильность подключения питания
   • Обеспечить защиту от статического электричества
   • Не превышать максимально допустимые параметры

Внимательный подход к проектированию и отладке схемы поможет избежать большинства проблем и обеспечить надежную работу устройства на основе CD4047.

Простой инвертор (12В -230В, 100Вт) на CD4047 и RF540 – Поделки для авто

Инверторам называют устройство, которое преобразует постоянный ток (DC) в другое значение переменного тока(AC). Инвертор только преобразует DC сигнал от батареи в AC сигнал для питания разнообразной техники, в то время как мощность системы зависит от используемого источника DC (батареи).

Типичный инвертор для дома должен использовать источник стабильного постоянного тока, способного обеспечить потребности системы.

Блок-диаграмма простого инвертора

Постоянный ток от батареи преобразуется в переменный с помощью полевых генератора прямоугольных импульсов на базе микросхемы, затем сигнал усиливается с помощью транзисторов, переменный ток высокой частоты в некоторой частотой поступает на первичную обмотку силового трансформатора. Ну а дальше, всем хорошо знакомым методом индукции происходит трансформация и на вторичной обмотке трансформатора получаем напряжения уровня 220-230 вольт, которое пригодно для запитки многих сетевых нагрузок.

Форма выходного сигнала у такого инвертора – модифицированная синусоида, но не смотря на это инвертор может питать персональный компьютер, телевизор, проигрыватели DVD и многие другие нагрузки пассивного типа и нагрузки. которые в своей конструкции содержат импульсный или бестрансформаторный источник питания.

Микросхема CD4047

CD4047 представлеяет собой мультивибратор низкой мощности (моностабильный / нестабильный) фирмы Texas Instruments. Нестабильный режим обеспечивается высоким уровнем сигнала на входе Astable. Моностабильный режим запускается передним фронтом импульса (от НИЗКИЙ к ВЫСОКИЙ) на триггерном входе.

В нестабильном режиме CD4047 может работать как с синхронизацией, так и в автоколебательном режиме с хорошо стабилизированной частотой прямоугольной формы (50% цикл). Эта микросхема часто применяется в схемах таймеров, для умножения или деления частоты и т.д.

IRF540

IRF540 N-канальный полевой транзистор (MOFSET). Имеет большое входное сопротивление и малый рабочий ток затвора, что позволяет использовать его в качестве высокоскоростного переключателя без использования дополнительных драйверов, которые иногда нужны для управления затворами полевых транзисторов.

Транзисторы могут быть иные, но обязательно полевые, хотя схема работает и с биполярными, но мощность инвертора будет в разы ниже. В случае замены транзисторов (на иные полевые ключи) советуется использовать ключи с рабочим напряжением 100 и выше вольт, более низковольтные транзисторы могут выйти из строе из за высокого обратного напряжения от трансформатора.

Транзисторы нужно подобрать с током выше 50 Ампер, чем больше, тем лучше, но подберите транзисторы с малой емкостью затвора, поскольку с тяжелыми затворами могут возникнуть проблемы ибо нет отдельного драйвера для управления ключами.

Принципиальная схема

Описание работы инвертора

CD4047 работает в нестабильном (автоколебательном) режиме. На выходах 10 и11 имеем импульсы прямоугольной формы (меандр) длительностью 0.01 сек со сдвигом фазы 180 градусов. Выходы 10 и11 соединены с затворами транзисторов через резисторы для предотвращения перегрузки выходов микросхемы.

Когда на выходе 10 имеем ВЫСОКИЙ уровень, 1-ый транзистор открывается и ток течет по верхнему плечу первичной обмотки трансформатора, что формирует на выходе положительную полуволну переменного тока. Аналогично, со 2-го транзистора получаем отрицательную полуволну переменного тока.

Повышающий трансформатор увеличивает напряжение, а диод Зенера является защитой от обратного тока.
Процесс переключения транзисторов сопровождается их нагревом, поэтому требуется установить их на радиаторы.
Этот инвертор имеет выходную мощность в 100Вт при преобразовании 12В в 230В.

Однако он выдает не синусоидальное напряжение, поэтому не рекомендуется питать через него телевизоры, радиоприемники и т.д. Но его можно использовать для питания осветительных приборов и зарядки мобильных телефонов.

Архивы Схемы электрические — РадиоСхема

Просмотр архива категории

Apple iPad Jailbreak Apple iPhone обои Apple iPhone прошивка и разблок. Apple настройка и помощь Apple прошивки iOs Arduino Cydia iphone & ipad iOS Приложения Software Видео

Alex Фев 2, 2018

Схема звуковой карты через USB Проектирование и построение звуковой карты USB больше не является головной болью, потому что у нас есть интегральная схема PCM 2702.  PCM2702 — это интегрированный 16-разрядный цифро-аналоговый…

Alex Фев 2, 2018

12-вольтовый источник питания постоянного тока от USB-порта Схема, приведенная ниже, представляет собой преобразователь от 5 до 12 вольт . Он использует 5 вольт от USB-порта и преобразует его в 12 вольт постоянного тока с помощью IC…

Alex Фев 2, 2018

Простая схема светодиодной лампы на USB и с батареей, которая может использоваться для освещения рабочего стола во время сбоев питания. Схема работает от 5 вольт USB-порта. 5В от USB-порта передается через токоограничивающий резистор R2…

Alex Окт 1, 2016

Низкая цена изготовления Электронного отпугивателя крыс и мышей На самом деле принципы работы электронных отпугивателей комаров и отпугивания мышей точно так же, используют эхолокацию испытывая неприязненное отношение животных. Как…

Alex

Июн 6, 2016

Схема отпугивателя комаров Это простая схема ультразвукового отпугивателя комаров и разных насекомых, собранная на микросхеме CD4047 СК. Это ультразвуковое средство применяется для борьбы с насекомыми. Схема прибора от комаров основана на…

Alex Июн 5, 2016

Электронный отпугиватель комаров Эта схема построена для отражения комаров с помощью высокочастотного звука. Конструкция состоит на таймере LM555, который обеспечивает генерацию импульса и точность сроков. Это также стабилизированный…

Alex Апр 4, 2016

Это электронная схема для велосипеда направленного света, в которой используются недорогие компоненты, и являются хорошей заменой для многих коммерчески доступных версий на рынке.

Схема цепи индикаторов работает от 9В pp3 (щелочной)…

Alex Мар 31, 2016

Попал как то данный аппарат на ремонт, но при тщательном осмотре и проверке светильник оказался рабочим. Сделал фото обзор светодиодного светильника от Лидер Лайт 16Вт 220В, может кому пригодится.

Alex Мар 1, 2016

Светодиодная подсветка для знака «Дети», «Шипы» В данной статье хочу продемонстрировать, как можно сделать своими руками светодиодную подсветку для знака «Дети», «Шипы» или любой другой. Делалось для того, чтобы была видна наклейка с…

Alex Фев 2, 2016

В данной статье расскажу, как купить светодиодные лампы из Китая и не приобрести товар у не честного продавца. Светодиодные лампы на 220В цоколь E14 для дома из Китая выбирал для люстры в зале, в которой стояли 5 штук по 15 Вт…

CD4047 Схема моностабильного мультивибратора

Рис. 1 CD4047 Схема моностабильного мультивибратора.

Льюиса Лофлина

Моностабильный мультивибратор определяется как:

Моностабильные мультивибраторы или «одновибраторы», как их также называют, используются для генерации одиночного выходного импульса заданной длительности, либо «ВЫСОКОГО», либо «НИЗКИЙ» при подаче соответствующего внешнего триггерного сигнала или импульса T.

Другое определение:

Моностабильный мультивибратор, в котором одно из состояний стабильно, а другое состояние нестабильно (переходное). Триггерный импульс переводит схему в неустойчивое состояние. После входа в нестабильное состояние схема вернется в стабильное состояние через заданное время. Такая схема полезна для создания временного периода фиксированной продолжительности в ответ на какое-либо внешнее событие. Эта схема также известна как однократная.

Для упрощения это схема, которая при получении входного импульса формирует выходной сигнал, время включения которого основано на комбинации конденсатор-резистор, после чего он выключается.

Они могут быть построены с использованием логических вентилей, транзисторов или специализированных интегральных схем. Я рассмотрю базовую теорию и сосредоточусь на нестабильном/моностабильном мультивибраторе CD4047.

CD4047 легко настроить для любого режима, он маломощный и работает в диапазоне напряжений 3-15 вольт, но лучше всего работает при 5 вольтах. Цепь прямая, как показано на рисунке.

Рис. 2 Форма сигнала моностабильного мультивибратора CD4047.

На рис. 2 показан выход CD4027 в моностабильном режиме. Вход представляет собой прямоугольную волну, но дифференциатор, образованный конденсатором емкостью 22 пФ, создает положительный «всплеск», который запускает ВЫСОКИЙ выход, время включения которого зависит от значений C1 и R1. Формула Q = 2,48 * R1 * C1. в приведенном выше примере Qon = 2,48 * 0,0000001 * 90 000 = 22,34 мс

Изменение C1 на 2200 пФ и R1 на 10 000, Qon = 2,48 * 0,0000000022 * 10 000 = ~ 55 мкс

Моностабильный может быть полезен для формирования сигналов или схем временной задержки. Мой тест с использованием поляризованных конденсаторов показывает, что полярность не имеет значения.

• Быстрая навигация по этому сайту:
• Базовое обучение электронике и проекты
• Основные проекты твердотельных компонентов
• Проекты микроконтроллеров Arduino
• Электроника Raspberry Pi, Программирование

• Нестабильный источник питания высокого напряжения CD4047
• CD4047 Схема моностабильного мультивибратора
• Счетчик Гейгера и радиоактивность
• Введение в счетчики Гейгера-Мюллера и электронику
• Реальные мифы и опасности радиации
• Хайп-факты об уране и уран Вирджинии
• Основы урана и изотопы
• Изменение климата и вулканы
• Приключения счетчика Гейгера в литературе о радиоактивности

• Цифровые схемы:
• Простой триггер Шмитта SN74HC14 Генератор прямоугольных импульсов
• Введение в схемы RC-дифференциаторов и их использование
Генератор прямоугольных импульсов
• SN74HC14 использует триггер JK SN7476
• Генератор цифровых импульсов с тремя выходами
• Нестабильный блок питания счетчика Гейгера CD4047
• CD4047 Схема моностабильного мультивибратора
• Примеры базовой схемы буфера с тремя состояниями TTL
• Учебное пособие NOR Gate SR Latch Circuits
• Учебное пособие NAND Gate SR Latch Circuit
• Учебное пособие OR-NOR Circuits Monostable Multivibrator
• Учебное пособие по логическим элементам XOR и XNOR
• LM555-NE555 Однотактный мультивибратор Регулятор мощности переменного тока
• H-мост с тремя состояниями, использующий схему CD4093B CMOS
• Упрощенная схема Н-моста КМОП-МОП-транзистор

Веб-сайт Copyright Lewis Loflin, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, укажите ссылку на мой сайт.

 

Нестабильный высоковольтный источник питания CD4047

Рис. 1 Внутренний вид Radalert50 ^TM Счетчик Гейгера

Льюис Лофлин

Видео на YouTube CD4047 Высоковольтный источник питания

Здесь я расскажу об источниках питания для ламп Гейгера-Мюллера, которые может собрать каждый. Они требуют высокого напряжения, но низкого тока питания. На рис. 1 показана внутренняя плата моего счетчика Гейгера Radalert50 ^TM .

Здесь в центре нашего внимания источник питания для трубки Гейгера-Мюллера в правом верхнем углу. Он состоит из некоторого типа генератора, управляющего небольшим повышающим трансформатором, цепочки диодов и конденсаторов, образующих умножитель напряжения, и ряда стабилитронов, которые действуют как регулятор напряжения.

Рис. 2 Транзисторно-трансформаторная схема генератора выдает 480 вольт.

Первая проблема — это переключающий трансформатор — его нелегко найти, а предлагаемые на Ebay стоят в среднем 30 долларов. На рис. 2 используется обычный небольшой силовой трансформатор, используемый со схемой транзисторного генератора. Для получения дополнительной информации об этой схеме см. Простой инвертор постоянного тока с 12 В на 120 В переменного тока.

Я использовал эту схему для управления 4-футовой люминесцентной лампой даже с балластом. Он производит много энергии, а высокая частота легко ионизирует газ внутри трубки.

Использование 12,6-вольтового трансформатора с центральной лентой для T1 при 12-13 вольт дает выходное напряжение более 270 вольт при частоте в несколько тысяч герц. Это использует то, что обычно является выходным, в качестве входного, таким образом, действуя как повышающий трансформатор. Частота зависит от физической конструкции самого трансформатора.

Нам не нужна такая мощность, а эта схема потребляет много энергии. Предположим, что T1 выдает 250 вольт, после фильтрации и выпрямления получается 250 вольт =~ 250 постоянного тока. вольт. Этого недостаточно для работы большинства известных мне трубок Гейгера-Мюллера.

C1, C2, D1 и D2 образуют цепь удвоителя напряжения, производящую выходное напряжение 620 вольт между точками A и B. Большинство ламп Гейгера-Мюллера рассчитаны на 400-500 вольт, и это напряжение может повредить трубку.

Напряжение регулируется до 480 вольт с помощью четырех последовательных стабилитронов на 120 вольт. Резистор Rx рассчитан на номинал от 220К до 470К при 1 Вт. Из-за высокой частоты выходного напряжения и малого тока C1, C2 и C3 могут быть 1 мкФ или ниже. Номинальное напряжение должно быть 600В.

Лампа Гейгера-Мюллера LND712, используемая в Radalert50 ^TM , рассчитана на 450–650 вольт. Нагрузочный резистор 10 МОм.

Обратите внимание, что при построении и тестировании этих цепей проверка напряжения переменного тока будет такой же, как и выходное напряжение постоянного тока после фильтрации и выпрямления. Это не то же самое, что 60 Гц. где мы должны умножить RMS * 1,41, чтобы получить пик. Радалерт

На этих частотах мы считываем пик постоянного тока со стороны переменного тока. DVM откалиброваны для 60 Гц и, вероятно, не так точны при 1000 Гц.

Рис. 3 Схема учетверенного умножителя напряжения.

Что, если на выходе T1 было 120 вольт? Помните, что эти конденсаторы заряжаются до пика, который составляет 110 * 1,41 = 151 вольт — удвоитель напряжения не даст 400-500 вольт. Дальше делаем то, что сделал Radalart50 ^TM с учетверителем напряжения — 155*4=620 вольт. Затем мы можем использовать стабилитроны и Rx, чтобы получить достаточно регулируемое напряжение.

Это дает нам гибкость в отношении трансформаторов, но что делать с транзисторами? Намного лучше нестабильный/моностабильный мультивибратор CD4047.

Обратите внимание, что конденсаторы не обязательно должны быть поляризованы. В случае рис. 5 может быть 0,5 мкФ на 200 вольт.

Рис. 4 Внутренняя блок-схема CD4047.

На рис. 4 показана внутренняя блок-схема CD4047. Эта деталь недорогая, моя стоит 40 центов каждая. Он имеет номинальное напряжение 3-15 вольт, а выходная частота определяется одним конденсатором и резистором.

Выходные сигналы CD4047 в нестабильном режиме.

Для этого приложения контакты 10 и 11 создают прямоугольную волну с рабочим циклом 50% — Q и QNOT сдвинуты по фазе на 180 градусов. В нестабильном режиме период (P) out = 4,40 * C * R. Например, если c = 1 мкФ и R = 10 000; P = 0,000001 * 10 000 * 4,40 = 44 мс. Частота = 1/0,044 = 22,73 Гц.

Регулировкой R можно изменять выходное напряжение.

Рис. 5 CD4047 Нестабильный режим мультивибратора с двумя силовыми МОП-транзисторами, управляющими силовым трансформатором.

На рис. 5 мы заменили генератор на биполярных транзисторах на CD4047, управляющий двумя N-канальными МОП-транзисторами. Используя список значений, выходная частота рассчитывается как 1147 Гц, когда я построил схему, мой счетчик частоты показывал 1160 Гц.

Так что используйте схему CD4027 с T1, затем любую схему умножителя напряжения, затем схему регулятора напряжения Rx-Zener. Обязательно ознакомьтесь с требованиями к напряжению вашей конкретной трубки Гейгера-Мюллера.

Тот, который я купил, рассчитан на 400-500 вольт. См. Введение в счетчики Гейгера-Мюллера и электронику

Рис. 6 Основные электрические соединения Трубка Гейгера-Мюллера.

Выше приведены основные электрические соединения для трубки Гейгера-Мюллера. Выход поступает на любое количество цепей для воспроизведения звукового щелчка или с некоторым формированием сигнала на Arduino или другой микроконтроллер для подсчета импульсов и т. д. Это будет рассмотрено на отдельной странице.

Maxim MAX4162 Блок питания счетчика Гейгера использует умножитель напряжения.

Наконец, я представляю Maxim Semiconductor MAX4162, предназначенный только для получения напряжения счетчика Гейгера без силового трансформатора.