Питание микросхемы ШИМ контроллера и драйверов затвора стабилизированным напряжением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Во многих практических конструкциях автомобильных ПН микросхема ШИМ контроллера (например TL494, SG3524 и т.п.) питается непосредственно от входа REMOTE (смотри описания ПН усилителей MTX и Jensen) через прямо включенный защитный диод. При наличии внешнего драйвера затвора (инвертора, повторителя) - ток потребления от шины REMOTE не превышает 20 мА и таким образом укладывается в возможности любого головного устройства. При работе ИС контроллера напрямую на затворы МДП ключей ее средний ток потребления возрастает до 50-80 мА (тепловой предел для ИС в DIP16 корпусе - 1 Вт при 45С). Что также вряд ли способно перегрузить источник REM-сигнала. Тогда зачем выдумывать отдельный стабилизатор или ключ для питания ИС контроллера?

А вот зачем. Затвор МДП-транзистора - это просто нелинейная емкость. Причем нелинейна она только до момента полного открытия канала (насыщения), далее ее можно уверенно считать простым конденсатором. В зависимости от температуры, обычный МДП транзистор начинает открываться при Uзи=2-4В, насыщение - в зависимости от Т, Iс и Uси происходит при напряжении порядка 5-10В. Например, для IRFI 1010N (прекрасный низкоомный ключ) при 25С предельный паспортный ток 49А достигается при 6В, при 175С - при 6.5В на затворе (заряд на затворе около 60 нКл).

Если же напряжение на затворе продолжает расти, то ... предел по току и тепловой мощности от этого точно не изменится. Зато на затворе появится избыточный положительный заряд - порядка 6 нКл на каждый вольт, и при +12В на затворе достигает 100 нКл.

А вот при закрытии транзистора избыточный заряд нам точно не нужен. Ведь пока сквозь драйвер затвора не стекут на землю те самые 100-60=40 нКл "лишнего" заряда, транзистор все еще открыт в полную силушку. Это и ненужная задержка выключения, и лишняя нагрузка на драйвер затвора (вынуждающая ставить неоправданно мощные повторители).

Давайте прикинем. Напряжение бортсети на ходу - 14В. На выходе Remote - 13В. Минус 0.6В на диоде = 12.4В питания микросхемы. Если ее выходные транзисторы (Дарлингтоны) включены эмиттерным повторителем, импульс на выходе достигает 11.0В. Внешний повторитель отнимет еще 1В. Итого - 11В без внешнего драйвера, 10В с таковым. Избыток налицо.

Что же делать? Питать всю цепь возбуждения (ИС+драйверы) от линейного стабилизатора, дающего ровно столько вольт питания сколько нужно. А нужно: 7В на затворе + 0.7В на повторителе + 1.3В на транзисторе ИС = итого 9В. А чтоб с запасом было - 10В.

Причем желательно ток питания брать от АКБ, а включать стабилизатор - слабым током от шины Remote. И чтоб поменьше лишних деталей.

Для решения задачи идеально подходит LM2931, советский аналог 1156ЕН5. Но только в 5-выводном транзисторном корпусе! (есть варианты с фиксированным Uвых, с 3 выводами).

Эта схема специально разработана для автомобильного примения. Особенности по сравнению с обычными 3-выводными стабилизаторами:

- Регулировка выходного напряжения 1.2-36В, выходной ток до 100 мА.

- Падение напряжения при токе 100 мА - типовое 300 мВ, максимум 600 мВ.

- Отключение нагрузки при переполюсовке питания и аварийном превышении питания (защита от импульсов -50 ... +60В, постоянного напряжения -30...+36В).

- Дистанционный запуск положительным логическим сигналом (требуется 1 внешний n-p-n транзистор, управляющий ток до 50 мкА).

- Ток потребления не выше 1 мА

Вот так выглядит простейшее типовое включение:

Выходное напряжение задается делителем R4/R5 : U=1.2В * (R4+R5) / R4. Значение R4 (на нем падает 1.2В опорного напряжения) - до 51 кОм, можно и меньше. R3 - от 10 до 51 кОм. Транзистор - любой маломощный с малым обратным током коллектора.

ИС включается, когда напряжение на входе Adj (коллектор Q1) падает ниже 2В. Конденсаторы, показанные на схеме, обеспечивают устойчивость стабилизатора и должны располагаться непосредственно рядом с выводами ИС. Импульсную нагрузку (ШИМ контроллер, повторители) - шунтировать локальными керамическими конденсаторами.

Входной транзистор можно заменить на транзисторный оптрон (с малым током утечки), с подходящим балластным резистором в первичной цепи - тогда гарантирована устойчивость от помех по управляющему входу.

Литература

1. "Микросхемы для линейных источников питания", Додэка, Москва 1999

Публикация: klausmobile.narod.ru

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Перспективный материал для литий-ионных аккумуляторов 21.06.2013 Ученые из Мюнхенского технического университета разработали материал, который открывает путь для создания аккумуляторов с большой емкостью и длительным сроком службы. Самое главное, что создан этот материал на основе бора и кремния, которые дешевы и доступны. Материал, из которого изготовлены электроды литий-ионных аккумуляторов, имеет решающее значение для емкости батареи. До сих пор отрицательный электрод обычно изготавливают из графита, слои которого способны хранить атомы лития. Однако емкость графита ограничена принятием 1 атома лития на 6 атомов углерода. Для сравнения, кремний может принять до 10 раз больше лития, но, к сожалению, в ходе этого процесса кремний сильно расширяется, что резко снижает такие важнейшие характеристики литий-ионных аккумуляторов, как долговечность, способность быстро заряжаться и отдавать мощный ток. В поисках альтернативы чистому кремнию, немецкие ученые синтезировали особые трехмерные структуры, состоящие из бора и кремния (LiBSi2). Как и атомы углерода, атомы бора и кремния соединены в особую структуру в форме тетраэдра, но в отличие от алмаза они образуют каналы, способные хранить атомы лития. Электрод на основе данной структуры должен быть уникальным и по емкости, и по прочности. Особенно важен последний параметр, так как литий-ионные аккумуляторы довольно хрупкие и чувствительные к перепадам температуры и перегреву. Электроды из LiBSi2 устойчивы к воздействию воздуха, воды и выдерживают нагрев до 800 градусов по Цельсию. Пока ученые еще не определили точно, сколько именно атомов лития может хранить новая структура, и будет ли она расширяться во время зарядки. Тем не менее, разработчики уверены, что их новый материал превзойдет кремний и, тем более, графит и станет отличным сырьем для изготовления электродов аккумуляторов нового поколения. Надо отметить, что немцы изготовили свой новый тип электрода в лаборатории Университета штата Аризона, где была возможность создать давление в 100 тысяч атмосфер и температуру около 900 градусов по Цельсию. Благодаря этому, удалось изготовить "алмаз", способный удерживать литий.

Другие интересные новости:

▪ Вольтметр для живой клетки

▪ Бактерии на электродах из нановолокна очистят сточные воды

▪ ADXL311 - микросхема акселерометра

▪ Однокристальная система Broadcom BCM43907

▪ Женский контрацептив с дистанционным управлением

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Смелость, смелость и еще раз смелость. Крылатое выражение

▪ статья Кто был единственным жителем Земли, почтовый адрес которого можно было составить из названий химических элементов? Подробный ответ

▪ статья Работа в кабинете химии. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Антенна-пеленгатор UB5UG. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. Испытательные напряжения промышленной частоты изоляции полупроводниковых преобразователей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026