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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Умная кнопка для Интернета вещей 18.05.2016 Компания Amazon выпустила небольшое устройство AWS IoT Button - "умную" кнопку, предназначенную для управления устройствами Интернета вещей. Новинка является дальнейшим развитием концепции Dash Button - кнопок, предназначенных для заказа определенных товаров в одно касание. Изделие AWS IoT Button может быть запрограммировано на работу с определенными бытовыми приборами, компьютерными устройствами или элементами современного цифрового дома. Так, новинку можно использовать в качестве пульта дистанционного управления для Netflix, кнопки заказа продуктов, выключателя лампочки Philips Hue Light или кнопки обратной связи для гостей Airbnb. Написав необходимый код, можно настроить действия AWS IoT Button для разблокировки дверей автомобиля или запуска двигателя, вызова такси, открытия ворот гаража или удаленного управления домашними устройствами. Более того, кнопку можно подключить к различным онлайновым сервисам, например, к Twitter, Facebook, Twilio, Slack и даже к совершенно новым веб-службам. AWS IoT Button использует беспроводную связь Wi-Fi в диапазоне 2,4 ГГц. Заряда батареи хватит примерно на 1000 срабатываний. Стоит кнопка 20 долларов США.

Другие интересные новости:

▪ Мощный квантовый микроскоп

▪ Здоровье и суеверия

▪ Энергонезависимая память работает при напряжении 1,2 В

▪ Проведена первая в истории повторная пересадка лица

▪ На воздушном шаре - в стратосферу

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Светодиоды. Подборка статей

▪ статья Кто умеет, тот делает, кто не умеет, тот учит (других). Крылатое выражение

▪ статья Как ходят улитки? Подробный ответ

▪ статья Вест-индский арроурут. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Антенна или усилитель? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Хранение и монтаж микросхем КМОП. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025