|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Запуск перетворювача напруги MAX756 при зниженій вхідній напрузі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори У деяких малогабаритних електронних пристроях з живленням від гальванічних елементів або акумуляторів використовуються перетворювачі напруги, що підвищують, на мікросхемі МАХ756 і її аналогах. Їх запуск при підключеному навантаженні та зниженій напрузі живлення може бути утруднений. Вирішенню цієї проблеми присвячена пропонована стаття. Сучасні перетворювачі напруги, що підвищують, дозволяють отримувати необхідну вихідну напругу при дуже низькому вхідному, часто менше 1 В. У переважній більшості випадків навантаження перетворювача напруги постійно підключена до його виходу. Це ускладнює запуск перетворювача та досягнення його вихідною напругою необхідного значення, особливо при напрузі живлення, близькому до мінімально допустимого. Сучасні перетворювачі напруги, що підвищують, дозволяють отримувати необхідну вихідну напругу при дуже низькому вхідному, часто менше 1 В. У переважній більшості випадків навантаження перетворювача напруги постійно підключена до його виходу. Це ускладнює запуск перетворювача та досягнення його вихідною напругою необхідного значення, особливо при напрузі живлення, близькому до мінімально допустимого. Спрощена структурна схема мікросхеми підвищуючого перетворювача напруги МАХ756 [1] та її підключення показано на рис. 1.
Мікросхема містить вузол управління вихідним ключовим польовим транзистором і цей транзистор VT1. Так влаштовано багато мікросхем підвищуючих перетворювачів напруги. Крім мікросхеми DA1, перетворювач напруги містить накопичувальний дросель L1, діод Шоттки VD1 і два оксидні конденсатори C1 і C2 на вході та виході відповідно. Вузол управління отримує живлення від виходу перетворювача та здійснює широтно-імпульсне регулювання. Коли транзистор VT1 відкритий, підключене до виходу навантаження живиться від конденсатора C2, діод VD1 закритий, дросель L1 підключений до джерела живлення. Струм через дросель зростає, і він накопичує енергію. Після закриття транзистора VT1 імпульс ЕРС самоіндукції дроселя складається з напругою живлення і через відкритий діод VD1 заряджає конденсатор C2. Таким чином, накопичена дроселем L1 енергія передається навантаженню. Коли напруга джерела живлення близька до мінімально допустимого, запуск перетворювача напруги може бути утруднений, оскільки транзистор VT1 не повністю відкривається. Пристрій управління живиться вихідною напругою, яка при запуску перетворювача менше напруги живлення на величину падіння напруги на діоді VD1 та активному опорі дроселя L1. Недостатньо відкритий канал транзистора VT1 має більший опір, який обмежує пікове значення імпульсів струму через дросель L1. В результаті перетворювач, не маючи можливості одночасно забезпечити струм навантаження та зарядки вихідного конденсатора С2, не може вийти на номінальну вихідну напругу. Описана ситуація наводить на думку, що на час запуску перетворювача потрібно відключати від нього навантаження, що дозволить перетворювачу вийти на номінальний режим роботи на холостому ходу. Після того, як напруга на виході досягне певного значення, а вихідний конденсатор зарядиться, навантаження можна підключити. Надалі перетворювач працюватиме у штатному режимі. Таким шляхом пішли розробники компанії Maxim, які показали в [2], як можна запускати підвищуючий перетворювач напруги МАХ756 при підключеному навантаженні і низьких значеннях напруги живлення. Мікросхема МАХ756 дозволяє отримувати на виході одну фіксовану напругу 3,3 або 5 В при максимальних значеннях струму навантаження 300 або 200 мА відповідно. Мінімальна напруга живлення, при якому перетворювач запускається на холостому ході, - 0,7 Ст. У перетворювачі є детектор зниження вхідної напруги (висновки LBI/LBO; Low Battery Input, Low Battery Output - відповідно вхід та вихід детектора низької вхідної напруги). Мікросхема МАХ756 розроблена спеціально з розрахунком на використання в переносній апаратурі з батарейним живленням, тому детектор застосовується для оповіщення про те, що напруга на вході LBI стає нижчою від певного порогового значення, обраного розробником мікросхеми рівним 1,25 В. У цьому випадку вихід LBO з'єднується з загальним дротом через відкритий внутрішній транзистор мікросхеми. Якщо напруга на вході LBI вище 1,25, внутрішній транзистор закритий і вихід lBo знаходиться у високоімпедансному стані. Напругу спрацьовування детектора можна задати вхідним дільником напруги, підключеним до живильної перетворювач батареї. Сигнал на виході LBO використовують як для оповіщення користувача про розряд батареї, так і для примусового відключення, наприклад, батареї акумуляторів від пристрою з метою запобігання надмірній розрядки. Низька мінімальна напруга запуску мікросхеми МАХ756 (0,7 В) дозволяє будувати на його основі перетворювачі напруги з живленням від одного гальванічного елемента напругою 1,5 або Ni-Cd або Ni-MH акумулятора напругою 1,2 В. На жаль, в останньому у разі обране виробником мікросхеми значення внутрішньої зразкової напруги Uп = 1,25 В не дає можливість визначати момент розрядки акумулятора до напруги 1 В, нижче за який виробники акумуляторів не рекомендують їх розряджати. Схема перетворювача на основі мікросхеми МАХ756, в якому усунуті труднощі запуску при низькій напрузі живлення шляхом відключення навантаження на час запуску [2], показано на рис. 2. Використовується типове включення мікросхеми МАХ756 (DA1). При подачі напруги живлення напруга на вході мікросхеми LBI нижче порога перемикання (1,25 В), напруга на виході LBO низького рівня, транзистори VT1 і VT2 закриті.
Після того, як напруга на виході перетворювача досягає значення Uпідкл=Uпіт(R1+R2)/R2, транзистори VT1 і VT2 відкриваються і підключається навантаження до виходу перетворювача. При зазначених на схемі опір резисторів R1 і R2 підключення навантаження до перетворювача виконується при досягненні на його виході напруги 3,75 В. Графіки залежності максимального струму навантаження від напруги запуску перетворювача [2] показано на рис. 3. Верхня лінія – з відключенням навантаження на час запуску, нижня – без відключення. На графіках видно, що при напрузі живлення 1 ці значення рівні відповідно 65 і 2,5 мА. А при напрузі живлення перетворювача 0,8 максимальний струм навантаження при запуску зростає з 45 мкА до 45 мА.
Подана на рис. 2 схема має єдиний недолік: детектор зниження вхідної напруги LBI/LBO не може бути використаний за своїм прямим призначенням: сигналізувати про зниження напруги живлення, зазвичай батарейного, нижче за певний поріг. Схема показана на рис. 4, позбавлена зазначеного вище недоліку. Вона відрізняється від запропонованої у статті [2] вихідною частиною пристрою. При подачі на перетворювач живлення напруга з його виході нижче порогового значення детектора зниження напруги DA2. На виході детектора (висновок 3) є напруга низького рівня, транзистори VT1.1 і VT1.2 закриті, а навантаження відключена від виходу перетворювача. При подачі живлення напруга на вихідному конденсаторі С3 починає зростати. Коли воно досягає значення 4,7, вихід 3 DA2 переходить у високоімпедансний стан, на затвор транзистора VT1.1 через резистор R1 надходить вихідна напруга перетворювача. При цьому транзистори VT1.1 та VT1.2 відкриваються, підключаючи навантаження до виходу перетворювача.
На рис. 5 представлений простіший варіант включення перетворювача на мікросхемі МАХ756, при якому здійснюється запуск при підключеному навантаженні. При цьому незадіяні висновки LBI/LBO дозволяють використовувати детектор зниження напруги вхідної мікросхеми перетворювача за прямим призначенням. На відміну від схеми на рис. 4, підключення навантаження до виходу перетворювача здійснюється не по досягненню певного значення вихідної напруги, а з деякою затримкою часу після подачі живлення. При подачі живлення на перетворювач конденсатор С4 розряджений, напруга між затвором та витоком транзистора VT1 дорівнює нулю, тому транзистор закритий, підключене до виходу навантаження знеструмлено. У міру зарядки конденсатора С4 через резистор R1 напруга на ньому досягає порогового значення ізип, при якому транзистор VT1 відкривається, і навантаження подається напруга з виходу перетворювача.
Тривалість часу затримки підключення навантаження tB (у мілісекундах) без урахування часу зарядки вихідного конденсатора перетворювача С3 розраховують за формулою (1.10) з книги [3]: t3=R1·C4·ln(Uвих/ (Uвих - Узип)), де R1 - опір резистора R1 у кілоомах; C4 - ємність конденсатора C4 в мікрофарадах; Uвих - Вихідна напруга перетворювача (у вольтах). При розрахунках слід враховувати, що значення ІЗІП для зазначеного транзистора [4] може перебувати в межах 1,5...3,5 В. Варіюючи опір резистора R1 і ємність конденсатора С4, можна змінювати тривалість затримки підключення навантаження, яку підбирають експериментально свідомо більше часу встановлення вихідної напруги перетворювача при мінімально допустимій напрузі живлення. Підвищує перетворювач напруги МАХ756 має вітчизняний аналог КР1446ПН1. Замість транзистора ZVP2110A [4] можна застосувати інший, розрахований струм не менше 200 мА, наприклад, ZVP2106, BSP315, MMBF2202PT1. А MMDF2P02E – збірка з двох p-канальних польових транзисторів, з яких у пристрої за схемою на рис. 2 використовується один із них. Він може бути замінений транзисторами, переліченими вище. Транзистор 2N3904 замінимо імпортними 2N3903, 2N4400, 2N4401 чи вітчизняними КТ315, КТ3102 з будь-яким буквеним індексом. Транзисторна збірка IRF7307 замінна IRF7317 або IRF7507. Діод 1N5817 можна замінити на 1N5819, 1 N5820. література
Автор: В. Олійник
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Фотографії замість супутників для нової системи навігації ▪ Пекучий перець для схуднення ▪ Нейросеть самостійно повторила відкриття Коперника
▪ розділ сайту Електробезпека, пожежна безпека. Добірка статей ▪ стаття Тільки перший крок важкий. Крилатий вислів ▪ стаття Чи можуть дві особи мати однакові відбитки пальців? Детальна відповідь ▪ стаття Прибиральник виробничих приміщень харчоблоку. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Прості антена та конвертер ДМВ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Плавка металів індукційними струмами. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page