Автомобильный блок питания ноутбука на таймере КР1006ВИ1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Электронные устройства

Комментарии к статье

Для питания ноутбука необходимо напряжение около 19 В. Чтобы получить его от бортовой сети автомобиля требуется повышающий преобразователь напряжения. Пример конструкции такого устройства на микросхеме КР1156ЕУ5 и порядок его расчета описаны в статье С. Муралева "Преобразователь напряжения для питания ноутбука от автомобильного аккумулятора" ("Радио", 2008, № 12, с. 29-31).

Предлагаемое устройство выполнено на основе микросхемы таймера КР1006ВИ1. Оно отличается от прототипа более широким интервалом входного напряжения и высоким значением максимального выходного тока

Основные технические характеристики

• Входное напряжение, В ......10.. 15
• Выходное напряжение, В .......19
• Максимальный выходной ток, А.......4,7
• КПД, % .......88
• Частота преобразования, кГц .......55...84
• Габариты, мм.......80x65x50
• Вес, кг..... =0,3

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема устройства показана на рис. 1. На микросхеме DA1 собран генератор прямоугольных импульсов длительность которых зависит от управляющего напряжения на выводе 5. Длительность паузы между импульсами постоянная. Номиналы времязадающих элементов R1, R2, С1 выбраны так, что пауза между импульсами продолжается около 9,1 мкс, а длительность импульсов варьируется ориентировочно от 2,8 до 9 мкс при уменьшении входного напряжения от 15 до 10 В При этом напряжение на выводе 5 микросхемы изменяется в интервале 4,1...6 В Этот интервал определяется сопротивлением резистора R1. Импульсы, формируемые на выходе микросхемы (вывод 3), управляют мощным ключевым полевым транзистором VT1.

Когда транзистор VT1 открыт, через дроссель течет нарастающий ток, в результате чего он накапливает энергию магнитного поля. Когда транзистор VT1 закрыт, ток дросселя течет через диод VD1 и заряжает накопительный конденсатор С4. Так энергия, накапливаемая в дросселе, передается в конденсатор С4, на котором формируется выходное напряжение. Конденсатор С2 подавляет низкочастотные импульсные помехи во входной цепи питания, конденсатор C3 - высокочастотные. Эти конденсаторы препятствуют проникновению импульсных помех, генерируемых преобразователем, в бортовую сеть автомобиля. Конденсатор С5 подавляет всплески выходного напряжения, которые образуются на внутренней последовательной индуктивности конденсатора С4.

Цепь стабилизирующей обратной связи выполнена на транзисторе VT2 и стабилитроне VD2. Разность выходного напряжения преобразователя и напряжения стабилизации стабилитрона VD2 сравнивается с напряжением открывания эмиттерного перехода транзистора VT2. Сигнал рассогласования усиливается транзистором VT2 и определяет управляющее напряжение на его коллекторе, соединенном с выводом 5 микросхемы DA1 Конденсатор С6 уменьшает влияние пульсаций выходного напряжения на управляющее напряжение. Резистор R4 ограничивает ток базы транзистора VT2 на безопасном уровне. Резистор R5 задает ток через стабилитрон VD2 около 2 мА. При увеличении выходного напряжения выше номинального значения ток базы транзистора VT2 также увеличивается, напряжение на выводе 5 микросхемы DA1 снижается. В результате скважность импульсов увеличивается, что приводит к снижению выходного напряжения преобразователя. Следовательно, при снижении выходного напряжения меньше номинального значения ток базы транзистора VT2 также уменьшается, а напряжение на выводе 5 микросхемы DA1 повышается В результате скважность импульсов уменьшается, что приводит к увеличению выходного напряжения

Вывод 5 микросхемы соединен с выводом 4, через который можно отключать генератор Такая необходимость бывает при работе преобразователя с малым током нагрузки или в режиме холостого хода. В этом случае из-за наличия пульсаций тока через дроссель за время, пока транзистор VT1 открыт, дроссель успевает запасти больше энергии, чем необходимо нагрузке, что приводит к росту выходного напряжения. Обратная связь стремится скомпенсировать повышение напряжения увеличением скважности импульсов путем снижения управляющего напряжения на выводе 5 примерно до 0,7 В. Однако этого недостаточно поскольку минимальная длительность импульсов ограничена, и если бы вывод 4 не был бы соединен с выводом 5, то произошел бы рост выходного напряжения, не компенсируемый цепью обратной связи. Снижение напряжения на выводе 4 примерно до 0,7 В обрабатывается микросхемой как сигнал сброса, приостанавливающий работу генератора. Поэтому соединение вывода 4 с выводом 5 обеспечивает стабильную работу обратной связи цепи даже в режиме холостого хода.

Рис. 2

Внешний вид собранной платы устройства показан на рис. 2. Транзистор VT1 и диод VD1 установлены на теплоотводах площадью по 50 см2. Транзистор КП727Б (VT1) можно заменить на КП723А-КП723В, КП746А-КП746В,

КП812 с любым буквенным индексом, а также на IRFZ34N, BUZ11 или другие аналогичные приборы, рассчитанные на постоянный ток не менее 15 А с возможно меньшим сопротивлением открытого канала.

Транзистор КТ201ГМ (VT2) можно заменить на КТ306Г, КТ312В, КТ342А, КТ342ГМ, КТ358В, КТ375Б, КТ3102А, КТ315Б КТ315Г, КТ315Е, КТ315Ж КТ340А, КТ340Б, КТ503Б, КТ503Г, ВС547А или другие n-p-n транзисторы с коэффициентом передачи тока базы не менее 100 при токе коллектора 1 мА.

Диод Шотки КД272А можно заменить на 2Д2998Б 2Д2998В КД2998В-

КД2998Д, MBR1635, MBR1645 и на любые из серий 2Д252, КД272, КД273, 2Д2992-2Д2997, 2Д2999, а также на другие диоды Шотки, рассчитанные на прямой ток не менее 15 А и обратное напряжение не менее 25 В.

Стабилитрон 2С218Ж (VD2) можно заменить на КС218Ж, КС518А, КС508Г, КС509Б, 1 N4746 или другим с напряжением стабилизации 18 В. Для более точной настройки выходного напряжения может потребоваться подбор стабилитрона.

Микросхема таймера КР1006ВИ1 (DA1) может быть заменена на КР1441ВИ1, КР1087ВИ2 NE555N Дроссель L1 намотан проводом ПЭВ-2 диаметром 1,25 мм на двух сложенных вместе кольцевых магнитопроводах КП27х15x6 из пермаллоя МП 140. Подойдет и несколько более тонких проводов, соединенных в жгут с общей площадью сечения около 1 мм2. Обмотка содержит 16 витков. Можно также применить желто-белый кольцевой магнитопровод Т106-26 фирмы Epcos от многообмоточного дросселя в блоке питания компьютера В этом случае оставляют имеющуюся на дросселе обмотку (24 витка провода диаметром 1 мм), остальные обмотки удаляют. При самостоятельной намотке она выполняется в один полный слой провода ПЭВ-2 диаметром 1...1,25 мм. Подойдут и другие дроссели с индуктивностью не менее 18 мкГн, рассчитанные на утроенный максимальный ток нагрузки. Индуктивность дросселя не должна быть слишком велика: при ее увеличении выше 100 мкГн стабилизатор может потерять устойчивость.

Оксидные конденсаторы С2 и С4 должны быть рассчитаны на допустимый ток пульсаций не менее 3 А и иметь по возможности малое эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС), т. е. относиться к категории "Low ESR". Это позволяет снизить пульсации выходного напряжения и повысить надежность устройства. Подойдут, например, конденсаторы Jamicon серий WL. При необходимости каждый конденсатор С2 или С4 можно заменить несколькими параллельно соединенными одинаковыми конденсаторами. В этом случае можно ориентировочно полагать что допустимый ток пульсаций растет пропорционально числу соединенных конденсаторов Конденсатор C3 устанавливают в непосредственной близости к микросхеме DA1. Конденсаторы С3 и С5 должны быть керамическими.

Соединения входа с бортовой сетью и выхода с ноутбуком выполнены так же, как в прототипе. Соединительные провода - гибкие, медные, многожильные в ПХВ изоляции сечением не менее 2,5 мм2. Для подключения к бортовой сети автомобиля применена вилка прикуривателя с внутренним предохранителем FU1 Следует иметь в виду, что входной ток устройства может достигать 10 А. Он не должен протекать через пружину внутри вилки прикуривателя. Для этого пружину дублируют проводом сечением не менее 1 мм2. Соединение преобразователя с ноутбуком осуществляется посредством соответствующей вилки. Например, для ноутбуков Acer обычно применяется цилиндрический штекер размерами 5,5x1,7x10,7 мм (внешний, внутренний диаметры и длина); для ноутбуков Asus - 5,5x2,5x10,7 мм. Центральный контакт штекера соединяют с выходом +19 В.

Автор: К. Гаврилов

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Электронные устройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Маргарин повышает риск старческого слабоумия 13.06.2025

Деменция, или старческое слабоумие, остается одной из самых серьезных и необратимых проблем современного здравоохранения. Несмотря на прогресс в медицине, эффективных методов лечения пока нет, поэтому особое внимание уделяется выявлению факторов риска и мерам профилактики. Среди них важную роль играют привычки питания, которые могут как снизить, так и повысить вероятность развития нейродегенеративных заболеваний. Одним из спорных продуктов, вызывающих все больше опасений, является маргарин - популярная замена сливочному маслу. Несмотря на свою распространенность, маргарин подвергается интенсивной химической обработке. По мнению Дэвида Винера, специалиста по фитнесу и здоровому образу жизни, работающего с приложением Freeletics на базе искусственного интеллекта, именно содержащийся в маргарине диацетил способен вызывать слипание белка бета-амилоида, который играет ключевую роль в патогенезе деменции и болезни Альцгеймера. Винер утверждает, что этот компонент не только способствует аг ...>>

Контактные линзы с инфракрасным зрением 13.06.2025

Инфракрасный свет представляет собой часть электромагнитного спектра с длиной волны более 700 нанометров - это волны, которые находятся за пределами видимого человеческому глазу диапазона. Благодаря своим свойствам инфракрасный свет широко используется в различных технологиях, от ночного видения до тепловизоров. Однако человеческий глаз не имеет способности воспринимать эти длинноволновые излучения, поэтому для наблюдения инфракрасного света до сих пор требовались громоздкие приборы, такие как ночные очки или камеры с инфракрасными детекторами. Это ограничивало их применение в повседневной жизни и профессиональной деятельности. Недавно команда ученых из Университета науки и технологий Китая под руководством нейроученого Тяня Сюэ разработала инновационные контактные линзы с наночастицами, способными преобразовывать инфракрасный свет в видимый. Этот процесс называется "восходящим преобразованием" (upconversion) - наноматериалы внутри линз меняют длинные инфракрасные волны на короткие ...>>

Ультратонкие водородные мембраны 12.06.2025

Водородные технологии приобретают все большее значение в глобальном переходе к экологически чистой энергетике. Одним из ключевых элементов таких систем являются мембраны, через которые происходит транспорт ионов в топливных элементах. Недавние разработки норвежской исследовательской лаборатории SINTEF открывают новые горизонты в этой области, предлагая ультратонкие мембраны, которые не только повышают эффективность, но и уменьшают затраты и вредное воздействие на окружающую среду. Новая мембрана, представленная специалистами SINTEF, имеет толщину всего 10 микрометров, что составляет примерно две трети от стандартной толщины в 15 микрометров. В пресс-релизе лаборатории описывается, что такой тонкий материал кажется сопоставимым с легчайшим листом бумаги формата А4, который при этом прочнее и тоньше многих аналогов. Этот значительный шаг вперед позволит существенно сократить себестоимость производства топливных элементов - примерно на 20%. При этом снижение толщины мембраны никак н ...>>

Случайная новость из Архива Водородное топливо из морской воды 30.03.2019 Водородное топливо приобретает все большее значение в современном мире. Потому ученые из Стэнфордского и Пекинского университетов выяснили, как превращать морскую воду в водородное топливо, используя химическую реакцию из курса средней школы. Так, по словам исследователей, если пропустить электрический ток через воду, она расщепляется на кислород и водород - последний может использоваться в качестве надежного источника топлива с нулевым уровнем выбросов. Специалисты разработали новое металлическое покрытие для электродов, используемых в эксперименте: оно позволило бы им противостоять химической реакции, происходящей в соленой воде. Поскольку для разделения воду на водород и кислород необходим электрический заряд, ученые постарались сделать свой аппарат максимально экологичным, установив на него солнечные батареи. Химик Хунцзе Дай (Hongjie Dai) заявил, созданная система может быть установлена на подводные лодки или снаряжение для подводного плавания. Водородные топливные элементы могут питать подводную лодку или снаряжение дайвера, в то время как кислород, образующийся в результате химической реакции, может поступать человеку, пополняя его запасы, чтобы тот мог дышать. Вместе с тем специалисты отмечают, что любое практическое применение возможно не скоро, так как исследование лишь демонстрирует, что подобная технология в принципе может работать. До сих пор процессы основывались на очищенной пресной воде, которая стоит довольно дорого. По словам ученых, производство водородного топлива из источников пресной воды может создать проблемы для тех, кто испытывает жизненную необходимость в этой жидкости. Это особенно верно, поскольку изменение климата может вскоре усугубить засуху во всем мире.

Другие интересные новости:

▪ Микрофон Razer Seiren

▪ Дирижабль без пилота

▪ Пивоварение в космосе

▪ Обучение иностранному языку полезно для мозга

▪ Доказано существование правила энтропии для квантовой запутанности

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Мартин Хайдеггер. Знаменитые афоризмы

▪ статья На какую высоту крокодилы могут лазать по деревьям? Подробный ответ

▪ статья Стилозантес зондский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Гетинакс и стеклотекстолит фольгированные. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ловушка фазы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025