Стабилизированные источники питания в схемах на микроконтроллере

February 1, 2014 by admin Комментировать »

Речь пойдёт о ключевых стабилизированных DC/DC-преобразователях напряжения, которые управляются от MK. Выходные импульсы формируются каналом ШИМ, а входное напряжение оцифровывается каналом АЦП. В итоге получается следящая «аналогово-цифровая» обратная связь (Рис. 3.2, а…л).

Рис. 3.2. Схемы ключевых стабилизированных источников питания на базе MK (начало):

а) стабилизированный DC/DC-преобразователь повышающего типа. Напряжение обратной связи снимается с делителя R2, R3 и измеряется АЦП MK. Если напряжение +12 В выходит за допуск, то скважность импульсов в канале ШИМ корректируется в нужную сторону. При коротком замыкании в нагрузке напряжение АЦП снижается до нуля, генерация импульсов программно прекращается и транзистор VT1 закрывается. Общее правило — чем больше ток нагрузки, тем дольше в процентном отношении должен быть открыт транзистор VT1 за период ШИМ;

б) аналогично Рис. 3.2, а, но на полевом транзисторе VT1, что повышает КПД;

в) источник высоковольтного напряжения (регулируемый DC/DC-преобразователь). Ёмкость конденсатора C1 низкая, поскольку ток нагрузки небольшой и частота ШИМ высокая;

г) аналогично Рис. 3.2, б, но с повышенным выходным напряжением, с большой ёмкостью накопительного конденсатора C1 и с закрывающим «pull-down» резистором R1 в цепи затвора транзистора VT1;

д) использование аналогового компаратора МК для организации обратной связи, при этом выходные импульсы MK с частотой 15…31 кГц могут формироваться не только каналом ШИМ, но и обычной цифровой линией MK;

е) обратная связь по току организуется через нагрузку RH и низкоомный резистор R2. При высокой частоте генерации следует заменить диод Шоттки VD1 более высокочастотным;

ж) сигнал обратной связи в ключевом DC/DC-преобразователе напряжения снимается с низкоомного резистора R2. Следовательно, стабилизируется выходной ток, а не выходное напряжение. Это сделано для того, чтобы схема была не критичной к количеству последовательно включаемых светодиодов HL1…HL4 белого или синего цвета (от одного до четырёх);

 Рис. 3.2. Схемы ключевых стабилизированных источников питания на базе MK (продолжение):

з) КМОП-вход драйвера DA1 (фирма International Rectifier) имеет уровни переключения +0.8/+3 В. На выходе DA1 находится двухтактный каскад на полевых транзисторах, что позволяет быстро включать/выключать силовой транзистор VT1 Цепочка R3, C2 — демпфирующая. Выходное напряжение +£п зависит от отношения сопротивлений резисторов R4, R5;

и) ШИМ-управление яркостью свечения мощных светодиодов HL1…HL6 (1…6 Вт). Обратная связь через резисторы R3, R5…R7. Питание +4.8 В от аккумуляторов ёмкостью 4.5 А/ч. Трансформатор T1 содержит 26 и 36 витков провода ПЭВ-0.63 в ферритовой чашке FX2240;

к) зарядное устройство для NiCd/NiMH аккумуляторов с общим напряжением 1.2…12 В. Светодиод HL1 индицирует процесс заряда. Выходное напряжение измеряется АЦП MK через делитель R6, R7. Выходной ток заряда зависит от резистора R3 (в данном случае 750 мА);

 Рис. 3.2. Схемы ключевых стабилизированных источников питания на базе MK (окончание):

л) аккумуляторы GB1…GB4 предназначены для питания аппаратуры напряжением +4.8 В. Периодически они подзаряжаются от внешнего источника +9…+18 В через ключевой преобразователь напряжения (K77, VT2, VD2, L1, C4, R4, R5), который запускается в работу импульсами ШИМ от MK. Стабилизатор напряжения DA1 ограничивает питание MK на уровне +5 В при свежезаряженных аккумуляторах, когда напряжение на конденсаторе C4достигает +7 В. Микросхему DA1 можно заменить аналогичной, имеющей напряжение стабилизации +3.3 В. Катушка L/содержит 36 витков провода ПЭВ-0.63, намотанных в ферритовой чашке FX2240.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты