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 R_H 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»).

Нравится

Стабилизированные источники питания в схемах на микроконтроллере

Похожие посты:

Оставить комментарий