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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива DC/DC-конверторы L598x 29.10.2010 L598x - новое семейство импульсных понижающих преобразователей STMicroelectronics, которое характеризуется малыми размерами и низкой ценой. Преобразователи широко применяются в индустриальных, потребительских сегментах, персональных компьютерах и для передачи данных. Имея выходной ток до 2 А, нижнюю границу выходного напряжения от 0,6 и широкий диапазон входных напряжений от 2,9 до 18 В, данное семейство обладает большой гибкостью и универсальностью. Встроенный р-канальный MOSFET-транзистор (150 мОм) с низким сопротивлением сток-исток позволяет преобразователю управлять периодом рабочего цикла до 100%. Частота переключения может конфигурироваться в диапазоне от 250 кГц до 1 МГц при помощи внешнего резистора. Семейство имеет дополнительные функции мониторинга и защиты: контроль перегрузки по току, контроль напряжения питания (UVLO), контроль от перегрева и встроенный цифровой режим "мягкого старта". Комбинированные в теплостойком корпусе DFN3x3-8L эти функции позволяют реализовывать надежные и компактные приложения с минимальным количеством внешних компонентов. Регуляторы семейства L598x могут быть синхронизованы от внешнего сигнала друг с другом в конфигурации "master/slave" с фазовым смещением 180°C, и существует возможность их применения с многослойными керамическими конденсаторами (MLCCs) в качестве выходного фильтра. Семейство L598x состоит из четырех микросхем: L5980, L5981, L5983 и L5985, отличающихся параметрами выходного тока.

Другие интересные новости:

▪ Создан самый мощный в мире магнит

▪ Будет построена крупнейшая плавучая ветроэлектростанция

▪ Студенческий спутник

▪ Ветродвигатели под водой

▪ Биометрическая банковская карта Mastercard

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Типовые инструкции по охране труда (ТОИ). Подборка статей

▪ статья Мысль изреченная есть ложь. Крылатое выражение

▪ статья Где стояла первая ветряная мельница? Подробный ответ

▪ статья Карта поясного времени. Советы туристу

▪ статья Усилитель с согласующим трансформатором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Осциллографическая приставка к телевизору. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026