Przetwornica napięcia dla modelu sterowanego radiowo. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / sterowanie radiowe

 Komentarze do artykułu

Pokładowe zasilacze do modeli sterowanych radiowo mają z reguły napięcie nominalne 4,5 ... 12 V. Wysokiej jakości silniki elektryczne na takie napięcie są dość rzadkie i mają znaczną cenę. Jednocześnie gama dostępnych silników elektrycznych na napięcie 24...27 V jest dość szeroka, lecz wymagają one przetwornika napięcia podobnego do zaproponowanego przez autora artykułu.

Istotną zaletą stosowania silników elektrycznych na podwyższone napięcie jest zmniejszony pobór prądu, co ułatwia wymagania dla tranzystorów stopni wyjściowych serwonapędów maszyn sterujących i regulatorów prędkości. Zwiększona zostaje wydajność jednostek sterujących silnikiem, co pozwala zaoszczędzić ograniczone zasoby energii dostępne na pokładzie modelu.

Opracowana przetwornica napięcia pozwala na zastosowanie silników elektrycznych o napięciu znamionowym 24...27 V w połączeniu ze sprzętem sterowania radiowego [1]. Na przykład do maszyn sterujących modeli dobrze nadają się silniki serii DPR z wydrążonym wirnikiem, które mają niską bezwładność podczas ruszania i cofania. Serwowzmacniacze sterownika jazdy i maszyny sterującej należy budować zgodnie z zaleceniami podanymi w [2]. Jako urządzenie samodzielne, ten konwerter napięcia może być używany do innych celów.

Schemat urządzenia pokazano na ryc. 1. Jest to tak zwany falownik typu flyback ze stabilizacją szerokości impulsu i wysoką wydajnością. Przy napięciu wejściowym 4,5 ... 9 V stabilizowane napięcie wyjściowe można ustawić na dowolne w zakresie 18 ... 27 V, zmieniając się o nie więcej niż 0,1 V wraz ze wzrostem prądu obciążenia od 1 do 500 mA. Sprawność konwertera przy pełnym obciążeniu - 85%.

(kliknij, aby powiększyć)

Wykresy napięć w charakterystycznych punktach obwodu pokazane na ryc. 2 uzyskano na komputerowym modelu urządzenia przy pomocy programu Micro-Cap 6.22 i całkowicie pokrywają się one z przebiegami sygnałów w rzeczywistym przetworniku.

Główny oscylator na elementach DD1.1 i DD1.2 generuje impulsy prostokątne. Na wejściach 8, 9 elementu DD1.3 znajduje się obwód różnicowany C3R2R3. Wartości rezystorów R2 i R3 dobiera się tak, aby składowa stała napięcia w miejscu ich podłączenia nieznacznie przekraczała poziom progowy Un, przy którym element DD1.3 zmienia swój stan. Emisje ujemne, przekraczające próg, tworzą krótkie dodatnie impulsy na wyjściu elementu DD1.3 (pin 10). Te ostatnie ładują kondensator C5 przez niewielką bezpośrednią rezystancję sekcji baza-emiter tranzystora VT2.

Pod koniec impulsu lewa (zgodnie ze schematem) płytka kondensatora C5 jest podłączona do wspólnego przewodu, a napięcie, do którego ładowany jest kondensator, jest przykładane do podstawy tranzystora VT2 z polaryzacją ujemną, zamykając To. Następnie rozpoczyna się ładowanie kondensatora C5 prądem kolektora tranzystora VT1. Szybkość tego procesu zależy od napięcia u podstawy VT1. Tranzystor VT2 pozostaje zamknięty, dopóki napięcie u jego podstawy nie osiągnie około 0,8 V. W rezultacie czas trwania dodatnich impulsów na kolektorze VT2 i wejściach 12, 13 elementu DD1.4 zależy od trybu pracy tranzystora VT1. Dwukrotnie odwrócone przez element DD1.4 i tranzystor VT3, impulsy otwierają klucz zasilania - tranzystor polowy VT4.

Gdy tranzystor VT4 jest otwarty, prąd w cewce indukcyjnej L1 rośnie liniowo. Po zamknięciu tranzystora prąd ten nie zostaje przerwany, nadal płynie, opadając, przez diodę VD1 i ładuje kondensator akumulacyjny C8. Napięcie w stanie ustalonym na tym kondensatorze przekracza napięcie zasilania tyle razy, ile czas akumulacji energii w polu magnetycznym cewki L1 (czas trwania dodatnich impulsów na bramce tranzystora VT4, patrz ryc. 2) przekracza czas jest przekazywany do kondensatora C8 (czas trwania przerw między impulsami jest tam taki sam).

Część napięcia wyjściowego z rezystora trymera R14 jest podawana na wejście odwracające wzmacniacza prądu stałego we wzmacniaczu operacyjnym DA2. Przykładowe napięcie jest przykładane na jego nieodwracające wejście z dzielnika rezystancyjnego R4R5. Napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego, proporcjonalne do różnicy między napięciem odniesienia a napięciem wyjściowym (biorąc pod uwagę dzielnik R13R14), jest podawane do podstawy tranzystora VT1 i kontroluje czas trwania impulsów otwierających tranzystor VT4. W ten sposób powstaje zamknięty obwód automatycznego sterowania.

Jeśli napięcie wyjściowe spadnie (na przykład w wyniku wzrostu prądu obciążenia), napięcie na wejściu odwracającym wzmacniacza operacyjnego spadnie, a na jego wyjściu wzrośnie. W rezultacie prąd emitera tranzystora VT1 spadnie, przepływając przez rezystor R8, a wraz z nim prąd kolektora. Kondensator C5 będzie ładował się wolniej. Czas trwania stanu otwartego tranzystora VT4 wzrośnie, napięcie wyjściowe konwertera wzrośnie.

Napięcie zasilania głównych podzespołów przetwornicy stabilizowane jest za pomocą zintegrowanego stabilizatora DA1.

Urządzenie zmontowano na jednostronnej płytce drukowanej o wymiarach 70x55 mm, pokazanej na rys. 3. 14. Rezystor trymera R38 - SPZ-1B lub RP63-XNUMXM. Pozostałe elementy pasywne są dowolnego typu, odpowiedniego pod względem parametrów i wymiarów.

(kliknij, aby powiększyć)

Jako mikroukład DD1, z wyjątkiem K561LA7, można zastosować K561TL1, inne mikroukłady serii K561 przy napięciu zasilania 3 V są niestabilne. Z tego samego powodu nie należy zastępować układu K140UD608 (DA2) innymi wzmacniaczami operacyjnymi. Tranzystory VT2, VT3 mogą być dowolną serią KT315 lub KT3102, aVT1 - seria KT361, KT3107.

Sprawność konwertera w znacznym stopniu zależy od spadków napięcia na diodzie VD1 i na otwartym tranzystorze VT4. Ta ostatnia jest proporcjonalna do rezystancji otwartego kanału tranzystora podanej w podręcznikach. Dlatego przy wyborze zamienników wskazanego tranzystora i diody należy zwrócić szczególną uwagę na te parametry, wybierając urządzenia, dla których są one minimalne. Napięcie odcięcia tranzystora polowego powinno wynosić nie więcej niż 4 V. Wartość amplitudy przełączanego przez niego prądu jest w tym przypadku znacznie większa niż prąd obciążenia, dlatego należy dobierać tranzystor o dopuszczalnym prądzie drenu wynoszącym co co najmniej 6 A. Jeżeli tranzystor VT4 zauważalnie nagrzewa się pod obciążeniem, musi być wyposażony w radiator, miejsce przewidziane na płycie. Dioda VD1 musi być zaprojektowana na prąd stały co najmniej 10 A. Wskazany na schemacie KD2998V można zastąpić KD213A.

Cewka L1 o indukcyjności 18...20 μH powinna charakteryzować się małym strumieniem magnetycznym rozproszenia, dlatego wybrano do niej pancerny obwód magnetyczny B-26 wykonany z ferrytu M1500NM. Uzwojenie składające się z pięciu zwojów sztywnego izolowanego drutu o średnicy 1,5 ... 2 mm nawinięte jest na trzpień o odpowiedniej średnicy, wyjęte z trzpienia, zabezpieczone warstwą taśmy izolacyjnej i umieszczone w obwodzie magnetycznym. Pomiędzy miseczkami wymagana jest niemagnetyczna szczelina o wielkości 0,2 mm. Pomiędzy rdzeniami środkowymi umieszczona jest uszczelka izolacyjna o odpowiedniej grubości. Zapobiega to pękaniu misek podczas dokręcania obwodu magnetycznego śrubą. Aby zmniejszyć powierzchnię płytki, mocuje się do niej cewkę L1 leżącą na boku. Przewody uzwojenia wkłada się w odpowiednie otwory i przylutowuje do podkładek.

Kondensatory C7 i C9 pokazano na schemacie (patrz rys. 1) i rysunku płytki (ryc. 3) liniami przerywanymi. Zwykle nie są one konieczne, ale jeśli tranzystor VT4 bardzo się nagrzeje, a na przebiegu napięcia na jego bramce w przerwach między głównymi są widoczne „fałszywe” dodatnie impulsy, pomocne może być zainstalowanie tych kondensatorów. Ich pojemność dobierana jest empirycznie.

Rozpoczynając sprawdzanie zmontowanego konwertera należy pamiętać, że przy napięciu wyjściowym 27 V i prądzie obciążenia 0,5 A, pierwotny zasilacz o napięciu 6 V musi być przystosowany do prądu o natężeniu co najmniej 2,5 A. A. Przed pierwszym włączeniem konwertera silnik rezystora strojenia R14 powinien znajdować się w położeniu środkowym, a następnie za jego pomocą ustawić wymagane napięcie wyjściowe.

Jeżeli przetwornica nie działa, należy tymczasowo odlutować cewkę L1 i przykładając do obwodu wyjściowego napięcie +27 V z zewnętrznego źródła, upewnić się, że kształt sygnałów w punktach wskazanych na rys. 2 odpowiadał pokazanemu na tym rysunku.

W razie potrzeby przetwornicę można przerobić na inne napięcie wejściowe i wyjściowe zgodnie z metodą opisaną w [3]. Dane wstępne: minimalne napięcie źródła pierwotnego - Umin; napięcie wyjściowe - Uout; maksymalny prąd obciążenia - In.

Obliczenia przeprowadza się w następującej kolejności:

1. Moc dostarczana do obciążenia,

2. Moc pobierana przez precyzję,

(Przyjmuje się, że sprawność konwertera wynosi co najmniej 80%).

3. Średnia wartość prądu pobieranego ze źródła,

4. Prąd cewki L1 (wartość szczytowa),

5. Wybieramy tranzystor polowy VT4 o dopuszczalnym prądzie drenu co najmniej lm i minimalnej rezystancji otwartego kanału rok.

6. Wybieramy diodę VD1 o dopuszczalnym prądzie przewodzenia co najmniej lm i minimalnym spadku napięcia Upr przy tym prądzie.

7. Spadek napięcia na otwartym tranzystorze VT4

8. Czas trwania stanu otwartego tranzystora VT4

(jeśli konstrukcja cewki nie zostanie zmieniona, L1=20 µH).

9. Czas trwania stanu zamkniętego tranzystora VT4

10. Okres powtarzania impulsów oscylatora głównego

Obliczoną wartość Tn uzyskuje się dobierając wartość rezystora R1. Ponadto, bez instalowania cewki L1 w konwerterze i pozostawiania przerwanego obwodu, podstawa tranzystora VT1 jest tymczasowo odłączona od wyjścia wzmacniacza operacyjnego i podłączona do silnika rezystora zmiennego o wartości nominalnej 47 kOhm, jeden którego skrajne zaciski są podłączone do wyjścia integralnego stabilizatora DA1, a drugie do wspólnego przewodu . Nowo wprowadzony rezystor zmienny ustawia czas trwania dodatnich impulsów na bramce VT4 równy t1. Napięcie mierzone jest na bazie tranzystora VT1 i ustawiane na wejściu 3 wzmacniacza operacyjnego DA1, wybierając wartość rezystora R5. Po przywróceniu wszystkich połączeń rezystor dostrajający R14 osiąga pożądane napięcie na wyjściu konwertera.

literatura

1. Dnischenko V. Proporcjonalny sprzęt do sterowania radiowego. - Radia. 2001, nr 11, s. 24. 26-12; nr 31, s. 33. XNUMX-XNUMX.
2. Dnischenko V. Proporcjonalny sprzęt do sterowania radiowego (wracając do materiałów drukowanych). - Radio, 2002, nr 6, s. 31. XNUMX.
3. Shcherbina A. i wsp. Zastosowanie stabilizatorów mikroukładów serii 142, K142.KR142. - Radio. 1991, nr 5, s. 68-70.

Autor: V.Dnishchenko, Samara

Zobacz inne artykuły Sekcja sterowanie radiowe.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Wrażliwość imperiów 18.12.2023 Naukowcy z uniwersytetów w Wageningen (Holandia), Cambridge, Exeter (Wielka Brytania) i stanu Waszyngton (USA) przeprowadzili badania nad kwestią istnienia wzorców w dynamice niszczenia imperiów czy społeczeństw. Wyniki badania opublikowane w czasopiśmie PNAS wskazują na znaczenie czynników wewnętrznych w kontekście podatności państw na upadek. Wewnętrzne procesy polityczne odgrywają kluczową rolę w podatności państw na upadek. Zrozumienie tych wzorców może pomóc w opracowaniu skuteczniejszych strategii zarządzania potencjalnymi kryzysami we współczesnych społeczeństwach i zapobiegania im. Profesor Tim Kohler z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, jeden z autorów badania, podkreślił, że pomimo wpływu czynników zewnętrznych, takich jak klęski żywiołowe, ich rola jest zazwyczaj czynnikiem uruchamiającym wewnętrzną dynamikę państwa. Naukowcy przeanalizowali historię 324 starożytnych państw, obejmującą pięć tysiącleci. Podejście to, zwykle stosowane do badania ryzyka śmierci osób starzejących się, po raz pierwszy zostało zastosowane do badania prawdopodobieństwa upadku społeczeństw. Wyniki wykazały, że ryzyko upadku państwa gwałtownie wzrasta w ciągu pierwszych dwóch wieków po ich powstaniu, po czym się stabilizuje. Dzięki temu niektóre społeczeństwa mogą przetrwać znacznie dłużej niż inne. Wzorzec ten został zidentyfikowany zarówno w historii społeczeństw europejskich epoki nowożytnej, jak i we wczesnych cywilizacjach Ameryki Północnej i Południowej, a także w dynastiach chińskich. Na przykład w starożytnych dynastiach Chin średnia długość życia wynosiła około 300 lat w ciągu dwóch tysiącleci. Naukowcy uważają, że pomimo znacznych różnic między społeczeństwami współczesnymi i starożytnymi, to pierwsze może podlegać tym samym mechanizmom, które od tysiącleci wpływają na państwa. Niesprawiedliwość społeczna, niedobory i ekstremalne wyzwania klimatyczne, które zdestabilizowały starożytne społeczeństwa, mogą nadal powodować niezadowolenie i przemoc w dzisiejszych czasach.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Pełnokolorowy mikrowyświetlacz OLED WUXGA

▪ Grafen do kamizelki kuloodpornej

▪ Samsung Portable T7 Shield 4 TV SSD

▪ Księżyc rdzewieje

▪ Czołgi Kameleon

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Elektroniczne podręczniki. Wybór artykułów

▪ artykuł Uzbrojenie moralne. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jakie są dwa miejsca na planecie, gdzie można odwiedzić szklane plaże? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Personel do diagnostyki i konserwacji ciągników. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Układy nowoczesnych turbin wiatrowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Trzy eksperymenty z monetami. eksperyment fizyczny

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024