Перетворювач напруги для радіокерованої моделі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоуправление

 Коментарі до статті

Бортові джерела живлення радіокерованих моделей мають, як правило, номінальну напругу 4,5...12 В. Високоякісні електродвигуни на таку напругу бувають у продажу досить рідко і за неабиякою ціною. У той же час асортимент доступних електродвигунів на напругу 24...27 досить широкий, але для них необхідний перетворювач напруги, подібний до запропонованого автором статті.

Істотна перевага використання електродвигунів на підвищену напругу – зменшений споживаний струм, що полегшує вимоги до транзисторів вихідних каскадів сервоприводів кермових машинок та регуляторів ходу. Підвищується ККД вузлів управління двигунів, що заощаджує обмежені енергетичні ресурси, що є на борту моделі.

Розроблений перетворювач напруги дозволяє застосовувати електродвигуни з номінальною напругою 24...27 спільно з апаратурою радіоуправління [1]. Для кермових машинок моделей непогано підходять, наприклад, двигуни серії ДПР з порожнім ротором, що мають малу інерційність при торканні з місця та реверсуванні. Сервопідсилювачі регулятора ходу та кермової машинки повинні бути побудовані відповідно до рекомендацій, наведених у [2]. Як автономний пристрій даний перетворювач напруги можна використовувати і в інших цілях.

Схема пристрою зображено на рис. 1. Це - так званий зворотноходовий інвертор із широтно-імпульсною стабілізацією вихідної напруги, що відрізняється високим ККД. При вхідній напрузі 4,5...9 стабілізована вихідна напруга може бути встановлена ​​будь-яким в межах 18...27, змінюючись не більше ніж на 0,1 В при збільшенні струму навантаження від 1 до 500 мА. ККД перетворювача з повним навантаженням – 85 %.

(Натисніть для збільшення)

Епюри напруги у характерних точках схеми, наведені на рис. 2 отримані на комп'ютерній моделі пристрою за допомогою програми Micro-Cap 6.22 і повністю збігаються з осцилограмами сигналів в реальному перетворювачі.

Задає генератор на елементах DD1.1 та DD1.2 виробляє прямокутні імпульси. На входи 8, 9 елемента DD1.3 вони надходять продиференційованим ланцюгом C3R2R3. Номінали резисторів R2 та R3 обрані з таким розрахунком, що постійна складова напруги в точці їх з'єднання дещо перевищує пороговий рівень Un, при якому елемент DD1.3 змінює свій стан. Негативні викиди, перетинаючи поріг, формують на виході елемента DD1.3 (висновок 10) позитивні короткі імпульси. Останні заряджають конденсатор С5 через мале пряме опір ділянки база-емітер транзистора VT2.

Після закінчення імпульсу ліва (за схемою) обкладка конденсатора С5 виявляється з'єднаною із загальним дротом, а напруга, до якого зарядився конденсатор, - прикладеним до бази транзистора VT2 в негативній полярності, закриваючи його. Далі починається перезаряджання конденсатора С5 колекторним струмом транзистора VT1. Швидкість цього залежить від напруги з урахуванням VT1. Транзистор VT2 залишається закритим, поки напруга з його базі досягне приблизно 0,8 У. У результаті тривалість позитивних імпульсів на колекторі VT2 і входах 12, 13 елемента DD1.4 залежить від режиму роботи транзистора VT1. Двічі проінвертовані елементом DD1.4 та транзистором VT3 імпульси відкривають силовий ключ - польовий транзистор VT4.

При відкритому транзисторі VT4 струм у котушці індуктивності L1 наростає за лінійним законом. Після закривання транзистора цей струм не переривається, продовжує текти, спадаючи через діод VD1 і заряджає накопичувальний конденсатор С8. Напруга на цьому конденсаторі, що встановилася, перевищує напругу живлення в стільки разів, у скільки час накопичення енергії в магнітному полі котушки L1 (тривалість позитивних імпульсів на затворі транзистора VT4, див. рис. 2) перевищує час її передачі в конденсатор С8 (тривалість пауз між ж).

Частина вихідної напруги з двигуна підстроювального резистора R14 надходить на вхід підсилювача постійного струму, що інвертує, на ОУ DA2. На його вхід, що не інвертує, подано з резистивного дільника R4R5 зразкову напругу. Вихідна напруга ОУ, пропорційна різниці зразкового та вихідного (з урахуванням дільника R13R14) напруги, надходить на базу транзистора VT1 і керує тривалістю імпульсів, що відкривають транзистор VT4. Таким чином утворюється замкнутий ланцюг автоматичного регулювання.

Якщо вихідна напруга знизилася (наприклад, в результаті збільшення струму навантаження), напруга на вході, що інвертує, ОУ зменшиться, а на його виході - збільшиться. В результаті впаде емітерний струм транзистора VT1, що протікає через резистор R8, а разом з ним - колекторний. Конденсатор С5 перезаряджатиметься повільніше. Тривалість відкритого стану транзистора VT4 зросте, вихідна напруга перетворювача збільшиться.

Напруга живлення основних вузлів перетворювача стабілізована інтегральним стабілізатором DA1.

Пристрій зібрано на односторонній платі розмірами 70x55 мм, показаної на рис. 3. Підстроювальний резистор R14 - СПЗ-38Б або РП1-63М. Інші пасивні елементи - будь-якого типу, що підходять за параметрами та габаритами.

(Натисніть для збільшення)

Як мікросхеми DD1, крім К561ЛА7, можна використовувати К561ТЛ1, інші мікросхеми серії К561 при напрузі живлення 3 працюють нестійко. З тієї ж причини слід замінювати мікросхему К140УД608 (DA2) іншими ОУ. Транзистори VT2, VT3 можуть бути будь-якими серіями КТ315 або КТ3102, aVT1 - серій КТ361, КТ3107.

ККД перетворювача помітно залежить від падіння напруги на діоді VD1 і на відкритому транзисторі VT4. Останнє опору каналу відкритого транзистора, що пропорційно приводиться в довідниках. Тому, підбираючи заміни вказаним транзистору та діоду, слід звертати особливу увагу на ці параметри, вибираючи прилади, у яких вони є мінімальними. Напруга відсічення польового транзистора має бути не більше 4 В. Амплітудне значення комутованого ним струму в даному випадку значно більше струму навантаження, тому транзистор слід вибирати з допустимим струмом стоку не менше 6 А. Якщо під навантаженням транзистор VT4 помітно нагрівається, його необхідно забезпечити тепловідведенням. місце для якого на платі передбачено. Діод VD1 повинен бути розрахований на прямий струм не менше 10 А. Зазначений на схемі КД2998 можна замінити на КД213А.

Котушка L1 індуктивністю 18...20 мкГн повинна мати малий магнітний потік розсіювання, тому для неї обраний броньовий магнітопровід Б-26 з фериту М1500НМ. Обмотку з п'яти витків жорсткого ізольованого дроту діаметром 1,5...2 мм намотують на оправці відповідного діаметра, знявши з оправки, захищають шаром ізоляційної стрічки та поміщають у магнітопровід. Між його чашками необхідний немагнітний проміжок 0,2 мм. Ізоляційну прокладку відповідної товщини укладають між центральними кернами. Це запобігає поломці чашок при стягуванні магнітопроводу гвинтом. Щоб зменшити площу плати, котушку L1 кріплять до неї на боці. Висновки обмотки вставляють у відповідні отвори та припаюють до контактних майданчиків.

Конденсатори С7 та С9 показані на схемі (див. рис. 1) та кресленні плати (рис. 3) штриховими лініями. Зазвичай у них немає необхідності, але якщо транзистор VT4 сильно гріється, а на осцилограмі напруги на його затворі видно "паразитні" позитивні імпульси в інтервалах між основними, установка цих конденсаторів може допомогти. Їхню ємність підбирають досвідченим шляхом.

Приступаючи до перевірки зібраного перетворювача, слід мати на увазі, що при вихідній напрузі 27 В і струмі навантаження 0,5 А первинне джерело живлення напругою 6 повинен бути розрахований на струм не менше 2,5 А. Перед першим включенням перетворювача двигун підстроювального резистора R14 повинен бути в середньому положенні, надалі з його допомогою встановлюють необхідну вихідну напругу.

Якщо перетворювач не працює, слід тимчасово випаяти котушку L1 і, подавши у вихідний ланцюг напругу +27 від зовнішнього джерела, домогтися, щоб форма сигналів в точках, вказаних на рис. 2 відповідала наведеній на цьому малюнку.

При необхідності перетворювач можна перерахувати на іншу вхідну та вихідну напругу за методикою, викладеною в [3]. Вихідні дані: мінімальна напруга первинного джерела – Uмін; вихідна напруга - Uвих; максимальний струм навантаження – Iн.

Розрахунок ведуть у такому порядку:

1. Потужність, що віддається в навантаження,

2. Потужність, споживана точника,

(передбачається, що ККД перетворювача - щонайменше 80 %).

3. Середнє значення струму, що споживається від джерела,

4. Струм котушки L1 (амплітудне значення),

5. Вибираємо польовий транзистор VT4 з допустимим струмом стоку не менше lm та мінімальним опором відкритого каналу rок.

6. Вибираємо діод VD1 з допустимим прямим струмом не менше lm та мінімальним падінням напруги Uпр при цьому струмі.

7. Падіння напруги на відкритому транзисторі VT4

8. Тривалість відкритого стану транзистора VT4

(якщо конструкція котушки не змінюється, L1=20 мкГн).

9. Тривалість закритого стану транзистора VT4

10. Період повторення імпульсів генератора, що задає

Розрахункового значення Тn домагаються добіркою номіналу резистора R1. Далі, не встановлюючи в перетворювач котушку L1 і залишивши її ланцюг розірваною, базу транзистора VT1 тимчасово відключають від виходу ОУ і з'єднують з двигуном змінного резистора номіналом 47 кОм, один з крайніх висновків якого з'єднують з виходом інтегрального стабілізатора DA 1 . Знову введеним змінним резистором встановлюють тривалість позитивних імпульсів на затворі VT4 t1. Вимірюють напругу на базі транзистора VT1 і встановлюють таке ж на вході 3 ОУ DA1, підбираючи номінал резистора R5. Відновивши всі з'єднання, підстроювальним резистором R14 домагаються потрібної напруги на виході перетворювача.

література

1. Дніщенко В. Апаратура пропорційного радіокерування. - Радіо. 2001 № 11, с. 24-26; №12, с. 31-33.
2. Дніщенко В. Апаратура пропорційного радіоуправління (повертаючись до надрукованого). – Радіо, 2002, № 6, с. 31.
3. Щербина А. та ін. Застосування мікросхемних стабілізаторів серій 142, К142.КР142. - Радіо. 1991 № 5, с. 68-70.

Автор: В.Днищенко, м.Самара

Дивіться інші статті розділу Радіоуправление.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

У світі сучасної технології звуку виробники прагнуть не тільки бездоганної якості звучання, але й поєднання функціональності з естетикою. Одним із останніх інноваційних кроків у цьому напрямку є нова бездротова акустична система Samsung Music Frame HW-LS60D, представлена ​​на заході 2024 World of Samsung. Samsung HW-LS60D – це не просто акустична система, це мистецтво звуку у стилі рамки. Поєднання 6-динамічної системи з підтримкою Dolby Atmos та стильного дизайну у формі фоторамки робить цей продукт ідеальним доповненням до будь-якого інтер'єру. Нова колонка Samsung Music Frame оснащена сучасними технологіями, включаючи функцію адаптивного звуку, яка забезпечує чіткий діалог на будь-якому рівні гучності, а також автоматичну оптимізацію приміщення для насиченого звукового відтворення. За допомогою з'єднань Spotify, Tidal Hi-Fi і Bluetooth 5.2, а також інтеграцією з розумними помічниками, ця колонка готова задовольнити ...>>

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Випадкова новина з Архіву Отримано нову форму аморфного льоду 07.02.2023 Команда британських хіміків змолола в кульовому млині звичайний лід при температурі 77 кельвінів і набула нової форми аморфного льоду. Так називають кригу, що на відміну від кристалічного льоду Ih не має впорядкованої молекулярної структури. Відкрита форма виявилася стабільною при атмосферному тиску до позначки 1,1 гігапаскаля. Вчені дали їй назву аморфний лід середньої густоти. На фазовій діаграмі води виявляється близько 20 кристалічних її форм, а також дві аморфні фази, що характеризуються відсутністю порядку розташування молекул. Останні поділяють на два види: аморфний лід високої та низької густоти. При атмосферному тиску і температурі в 77 кельвінів перша має щільність 1,13 г на кубічний сантиметр, а друга - 0,94 г на кубічний сантиметр. При цьому вони відомі ще з минулого століття, а жодних аморфних форм льоду за цей час у проміжку густини між ними знайти не вдалося. Проте цікавість вчених не слабшає, адже саме аморфний лід, як вважається, є найпоширенішим у Всесвіті. І у своїй роботі хіміки з Університетського коледжу Лондона змогли набути невідомої раніше форми аморфного льоду. У своїх експериментах вчені використовували популярний для дослідження аморфних форм матеріалів метод із використанням кульового млина. З його допомогою аморфізація відбувається через взаємодію з кулями, що впливають на кристали силами стиснення та зсуву, вносячи дефекти. Для льоду раніше цей метод не використовували, тому у своїй роботі хіміки стали першими, хто вирішив змолоти звичайний лід Ih у такому млині. Для цього його охолодили до температури рідкого гелію - 77 кельвінів - додали в кригу кульки з нержавіючої сталі, а потім труснули їх разом. За 80 циклів такого подрібнення вчені отримали зразок, аналіз якого зазначив, що їм вдалося набути нової аморфної форми льоду. Загальний вид одержаного в млині льоду є великими шматками щільно утрамбованого порошку, щільність якого вчені оцінили в 1,06 г на кубічний сантиметр. Це значення знаходиться якраз у проміжку між вже відомим аморфним льодом низької та високої щільності, тому вчені дали новій формі назву аморфний лід середньої густоти. Порівняння дифракційних характеристик всіх трьох форм вказують, що відкритий хіміками лід має унікальну структуру. При підвищенні тиску (і при постійній температурі 77 кельвінів), після позначки 1,1 гігапаскаля, лід починає переходити в аморфний лід високої густоти. Перемелювання таким же способом інших фаз льоду (II, IX і V) нових форм ученим не принесло, що може говорити про те, що саме "звичайний" лід особливо піддається аморфізації.

Інші цікаві новини:

▪ Рік комп'ютерного вірусу

▪ Малошумний LDO LDLN030

▪ Гравітація може створювати світло

▪ Новий винахід знизить вартість гнучких гаджетів

▪ Галактика-ізгой

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Домашня майстерня. Добірка статей

▪ стаття Усьому свій час. Крилатий вислів

▪ стаття З чого шили форму німецьких солдатів у Першу світову війну? Детальна відповідь

▪ стаття Робота на копіювально-розмножувальному обладнанні. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Антени діапазону 27 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Блукаюче кільце. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

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

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024