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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Гибкая солнечную панель для лодок 19.02.2023 Компания Lightleaf разработала новый фотоэлектрический модуль мощностью 110 Вт из углеродного волокна для лодок. "Наш последний продукт предназначен для морского рынка, ориентированного на парусные и моторные лодки с ограниченным пространством, где важны вес, функциональность и внешний вид", - сказал представитель компании. "Мы разработали панель seaLeaf со встроенным оборудованием, но также есть панели со сменными монтажными комплектами, предназначенными для работы в морской среде". Канадский производитель солнечной энергии заявил, что SeaLeaf имеет жесткую основу из пеноматериала из углеродного волокна вместо стекла. Его размеры 1073 x 575 мм, толщина 9 мм и вес 2,5 кг. Изогнутая солнечная панель включает два быстроразъемных зажима, установленных на расстоянии 50 см друг от друга. Предполагается, что они могут прикрепляться к любому однодюймовому рельсу и возвращаться на 180 градусов, чтобы отслеживать движение солнца. Новый модуль имеет напряжение холостого хода 22,9 В и ток короткого замыкания 6,35 А. В нем используются 32 монокристаллических солнечных элемента SunPower Maxeon GIII Premium ME3 с КПД 25,1%. Распределительная коробка герметизирована, в ней используются два шунтирующих диода Шоттки и степень защиты IP67. Устройство включает в себя 3-метровый круглый кабель морского класса 14 AWG с гладким концом для простой установки сальника на переборке. SeaLeaf стоит 650 долларов и поставляется с трехлетней гарантией качества производства и пятилетней гарантией выходной мощности. Leightleaf ранее разрабатывала солнечные панели из углеродного волокна для рынка жилых автофургонов, но в основном ориентировалась на небольшие прицепы с ограниченным пространством. Особенность панелей позволяет устанавливать их во время транспортировки и снимать/развертывать во время парковки.

Другие интересные новости:

▪ В состав пара вейпов входят токсичные металлы

▪ Магнитная система, превращающая тепло в механическое движение

▪ Печень вынули, починили, вставили обратно

▪ Мозговой чип для восстановления зрения

▪ Лишить пиратов MP3

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта История техники, технологии, предметов вокруг нас. Подборка статей

▪ статья Подгузник. История изобретения и производства

▪ статья Каков возраст Земли? Подробный ответ

▪ статья Калина обыкновенная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Автоматическое отключение радиоаппаратуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья USB зарядное устройство для LiIon аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025