|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Uruchomienie przetwornicy napięcia MAX756 przy obniżonym napięciu wejściowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki W niektórych małych urządzeniach elektronicznych zasilanych ogniwami galwanicznymi lub bateriami w układzie MAX756 i jego analogach stosowane są przetwornice napięcia podwyższającego. Uruchomienie ich z podłączonym obciążeniem i obniżonym napięciem zasilania może być trudne. Ten artykuł jest poświęcony rozwiązaniu tego problemu. Nowoczesne przetwornice podwyższające napięcie umożliwiają uzyskanie wymaganego napięcia wyjściowego przy bardzo niskim napięciu wejściowym, często mniejszym niż 1 V. W zdecydowanej większości przypadków obciążenie przetwornicy jest stale podłączone do jej wyjścia. Utrudnia to uruchomienie przetwornicy i uzyskanie na jej wyjściu napięcia o wymaganej wartości, zwłaszcza gdy napięcie zasilania jest bliskie minimalnej dopuszczalnej wartości. Nowoczesne przetwornice podwyższające napięcie umożliwiają uzyskanie wymaganego napięcia wyjściowego przy bardzo niskim napięciu wejściowym, często mniejszym niż 1 V. W zdecydowanej większości przypadków obciążenie przetwornicy jest stale podłączone do jej wyjścia. Utrudnia to uruchomienie przetwornicy i uzyskanie na jej wyjściu napięcia o wymaganej wartości, zwłaszcza gdy napięcie zasilania jest bliskie minimalnej dopuszczalnej wartości. Uproszczony schemat blokowy mikroukładu przetwornicy podwyższającej napięcie MAX756 [1] oraz jej podłączenie przedstawiono na rys. 1.
Mikroukład zawiera jednostkę sterującą kluczem wyjściowym tranzystora polowego i samego tranzystora VT1. Tak rozmieszczonych jest mikroukładów przetwornic podwyższających napięcie. Oprócz układu DA1 przetwornica napięcia zawiera cewkę indukcyjną L1, diodę Schottky'ego VD1 i dwa kondensatory tlenkowe C1 i C2 odpowiednio na wejściu i wyjściu. Jednostka sterująca pobiera energię z wyjścia przetwornicy i dokonuje regulacji szerokości impulsu. Gdy tranzystor VT1 jest otwarty, obciążenie podłączone do wyjścia jest zasilane przez kondensator C2, dioda VD1 jest zamknięta, cewka indukcyjna L1 jest podłączona do zasilania. Prąd płynący przez cewkę indukcyjną wzrasta i magazynuje energię. Po zamknięciu tranzystora VT1 impuls EMF własnej indukcyjności przepustnicy jest dodawany do napięcia zasilania i ładuje kondensator C1 przez otwartą diodę VD2. W ten sposób energia zgromadzona przez cewkę indukcyjną L1 jest przekazywana do obciążenia. Gdy napięcie zasilania jest zbliżone do dopuszczalnego minimum, uruchomienie przetwornicy napięcia może być trudne, ponieważ tranzystor VT1 nie otwiera się całkowicie. Urządzenie sterujące jest zasilane napięciem wyjściowym, które po uruchomieniu przetwornicy jest mniejsze niż napięcie zasilania o spadek napięcia na diodzie VD1 i rezystancję czynną cewki indukcyjnej L1. Niewystarczająco otwarty kanał tranzystora VT1 ma większą rezystancję, co ogranicza wartość szczytową impulsów prądu przez cewkę indukcyjną L1. W efekcie przetwornica nie będąc w stanie jednocześnie dostarczyć prądu obciążenia i naładować kondensator wyjściowy C2, nie może osiągnąć znamionowego napięcia wyjściowego. Opisana sytuacja sugeruje, że w momencie uruchomienia przetwornicy konieczne jest odłączenie od niej obciążenia, co pozwoli na osiągnięcie przez przetwornicę nominalnego trybu pracy na biegu jałowym. Po osiągnięciu określonej wartości napięcia wyjściowego i naładowaniu kondensatora wyjściowego można podłączyć obciążenie. W przyszłości konwerter będzie działał normalnie. Tą drogą poszli twórcy Maxima, pokazując w [2] jak uruchomić przetwornicę podwyższającą napięcie MAX756 przy podłączonym obciążeniu i niskich napięciach zasilania. Układ MAX756 pozwala uzyskać jedno stałe napięcie 3,3 V lub 5 V na wyjściu przy maksymalnych prądach obciążenia odpowiednio 300 lub 200 mA. Minimalne napięcie zasilania, przy którym konwerter uruchamia się na biegu jałowym, wynosi 0,7 V. Konwerter posiada detektor spadku napięcia wejściowego (piny LBI/LBO; Low Battery Input, Low Battery Output - odpowiednio wejście i wyjście detektora niskiego napięcia wejściowego). MAX756 został zaprojektowany specjalnie do użytku w przenośnych urządzeniach zasilanych bateryjnie, więc wykrywacz służy do ostrzegania, gdy napięcie na wejściu LBI spadnie poniżej określonej wartości progowej wybranej przez projektanta układu 1,25 V. W tym przypadku LBO wyjście jest podłączone do wspólnego przewodu przez otwarty wewnętrzny tranzystor mikroukładu. Jeśli napięcie na wejściu LBI jest wyższe niż 1,25 V, wewnętrzny tranzystor jest zamknięty, a wyjście IBo jest w stanie wysokiej impedancji. Napięcie pracy czujki można ustawić za pomocą dzielnika napięcia wejściowego podłączonego do akumulatora zasilającego konwerter. Sygnał na wyjściu LBO służy zarówno do powiadamiania użytkownika o rozładowaniu akumulatora, jak i do siłowego odłączenia np. akumulatora od urządzenia w celu zapobieżenia jego nadmiernemu rozładowaniu. Niskie minimalne napięcie wyzwalające mikroukładu MAX756 (0,7 V) umożliwia budowanie na jego bazie przetwornic napięciowych zasilanych z pojedynczego ogniwa galwanicznego o napięciu 1,5 V lub akumulatora Ni-Cd lub Ni-MH o napięciu 1,2 V V. Niestety w tym drugim przypadku wartość wewnętrznego napięcia odniesienia U wybrana przez producenta mikroukładuп = 1,25 V nie pozwala określić momentu rozładowania akumulatora do napięcia 1 V, poniżej którego producenci akumulatorów nie zalecają ich rozładowywania. Obwód przetwornicy oparty na mikroukładzie MAX756, w którym eliminowane są trudności rozruchu przy niskim napięciu zasilania poprzez odłączenie obciążenia na czas rozruchu [2], pokazano na rys. 2. Zastosowano typowe włączenie układu MAX756 (DA1). Po przyłożeniu napięcia zasilania napięcie na wejściu LBI mikroukładu jest poniżej progu przełączania (1,25 V), napięcie na wyjściu LBO jest niskie, tranzystory VT1 i VT2 są zamknięte.
Gdy napięcie na wyjściu przetwornika osiągnie wartość Ułączyć=UPete(R1+R2)/R2, tranzystory VT1 i VT2 otwierają się, a obciążenie jest podłączone do wyjścia konwertera. Przy rezystancji rezystorów R1 i R2 wskazanych na schemacie obciążenie jest podłączone do przetwornicy, gdy na jego wyjściu zostanie osiągnięte napięcie 3,75 V. Wykresy zależności maksymalnego prądu obciążenia od napięcia rozruchowego przekształtnika [2] przedstawiono na rys. 3. Linia górna - z odłączeniem obciążenia na czas startu, linia dolna - bez odłączenia. Wykresy pokazują, że przy napięciu zasilania 1 V wartości te wynoszą odpowiednio 65 i 2,5 mA. A przy napięciu zasilania konwertera 0,8 V maksymalny prąd obciążenia przy uruchomieniu wzrasta z 45 μA do 45 mA.
pokazany na ryc. 2 schemat ma jedyną wadę: detektor spadku napięcia wejściowego LBI/LBO nie może być używany zgodnie z jego przeznaczeniem: do sygnalizowania spadku napięcia zasilania, zwykle akumulatora, poniżej pewnego progu. Schemat pokazany na ryc. 4 pozbawiona jest wady wskazanej powyżej. Różni się on od proponowanego w artykule [2] częścią wyjściową urządzenia. Po zasileniu przetwornicy napięcie na jej wyjściu jest poniżej wartości progowej czujnika spadku napięcia DA2. Na wyjściu detektora (pin 3) występuje niskie napięcie, tranzystory VT1.1 i VT1.2 są zwarte, a obciążenie jest odłączone od wyjścia przetwornika. Po przyłożeniu zasilania napięcie na kondensatorze wyjściowym C3 zaczyna rosnąć. Gdy osiągnie wartość 4,7 V, wyjście 3 DA2 przechodzi w stan wysokiej impedancji, napięcie wyjściowe konwertera jest dostarczane do bramki tranzystora VT1.1 przez rezystor R1. W tym przypadku tranzystory VT1.1 i VT1.2 otwierają się, podłączając obciążenie do wyjścia konwertera.
na ryc. 5 przedstawia prostszą wersję włączania konwertera na układzie MAX756, która rozpoczyna się od podłączonego obciążenia. Jednocześnie niewykorzystane piny LBI/LBO pozwalają na wykorzystanie detektora spadku napięcia wejściowego mikroukładu przetwornicy zgodnie z jego przeznaczeniem. W odróżnieniu od schematu na ryc. 4, podłączenie obciążenia do wyjścia przekształtnika następuje nie po osiągnięciu określonej wartości napięcia wyjściowego, ale z pewnym opóźnieniem czasowym po podaniu zasilania. Po przyłożeniu zasilania do przetwornicy kondensator C4 jest rozładowany, napięcie między bramką a źródłem tranzystora VT1 wynosi zero, więc tranzystor jest zamknięty, obciążenie podłączone do wyjścia jest pozbawione napięcia. Gdy kondensator C4 jest ładowany przez rezystor R1, napięcie na nim osiąga wartość progową izip, przy której tranzystor VT1 otwiera się, a obciążenie jest zasilane z wyjścia przetwornicy.
Czas trwania opóźnienia załączenia obciążenia tB (w milisekundach) bez uwzględnienia czasu ładowania kondensatora wyjściowego C3 przekształtnika oblicza się ze wzoru (1.10) z książki [3]: t3=R1 C4 ln(UO/(UO - Uzamek błyskawiczny)), gdzie R1 jest rezystancją rezystora R1 w kiloomach; C4 to pojemność kondensatora C4 w mikrofaradach; uO - napięcie wyjściowe przetwornicy (w woltach). Przy obliczeniach należy mieć na uwadze, że wartość Izip dla wskazanego tranzystora [4] może mieścić się w przedziale 1,5...czasu ustalenia się napięcia wyjściowego przetwornicy przy minimalnym dopuszczalnym napięciu zasilania. Przetwornica napięcia podwyższającego MAX756 ma domowy analog KR1446PN1. Zamiast tranzystora ZVP2110A [4] można zastosować inny, zaprojektowany na prąd co najmniej 200 mA, na przykład ZVP2106, BSP315, MMBF2202PT1. A MMDF2P02E to zespół dwóch tranzystorów polowych z kanałem p, z których w urządzeniu zgodnie z obwodem na ryc. 2 korzysta z jednego z nich. Można go również zastąpić wymienionymi powyżej tranzystorami. Wymienimy tranzystor 2N3904 na importowane 2N3903, 2N4400, 2N4401 lub krajowe KT315, KT3102 z dowolnym indeksem literowym. Zespół tranzystora IRF7307 jest wymienny z IRF7317 lub IRF7507. Diodę 1N5817 można zastąpić 1N5819, 1 N5820. literatura
Autor: W. Oleinik
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Domowy falownik solarny LG Micro Inverter LM320KS-A2 ▪ Rowery elektryczne Himiway modele Pony, Rambler i Rhino ▪ Rewolucyjna metoda odsalania wody
▪ sekcja serwisu Dla początkującego radioamatora. Wybór artykułu ▪ artykuł Słowniczek terminów. sztuka wideo ▪ artykuł Monter. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Ścieżka odwracalna w transceiverze. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Fototranzystory. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony