Стабилизированный VIPER-коммутируемый ИИП - из зарядного устройства

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

В статье автора "ViPer-100A и "карманное" зарядное устройство на его основе" ("Радио", 2002, № 11) было описано устройство для зарядки автомобильных аккумуляторных батарей. Как путем несложной доработки превратить его в стабилизированный источник питания, рассказано в предлагаемой статье.

В [1] было описано зарядное устройство на микросхеме VIPer-100A, обеспечивающее необходимый зарядный ток для аккумуляторной батареи в начале и напряжение на ней в конце зарядки. При разработке особых требований к его параметрам не предъявлялось.

Однако существует возможность путем несложной доработки превратить это зарядное устройство в стабилизированный источник питания с весьма высокими показателями.

Для этого обратимся к программе автоматизированного проектирования ИИП на основе VIPer-микросхем [2] и на этапе определения выходного фильтра Output Type (см. рис. 9 в [2]) взамен установленного Direct выберем Self - стандартный П-образный LC-фильтр. Следовательно, придется ужесточить требования к значению пульсаций напряжения на выходе устройства - в разделе Output Ripple в окне First Cell Ripple установим 0,5 В и Second Cell Ripple - 0,02 В. На панели инструментов программы

DS (см. рис. 6 в [2]) изменим способ регулирования Primary Regulation на Secondary Regulation. В результате схема ИИП, изображенная на рис. 2 в [1], несколько изменится. Фрагмент доработанной схемы показан на рис. 1. Нумерация элементов продолжает ранее принятую. Резисторы R5R6 и микроамперметр РА1 исключают.

Суть изменений сводится к введению в ИИП вторичного контура регулирования, благодаря которому параметры источника значительно улучшаются: при выходном напряжении 13,6 В и номинальном токе нагрузки 6 А амплитуда пульсаций выходного напряжения не превысит 15 мВ. Это достигается добавлением в устройство микросхемы DA2 и оптрона U1. Особенно заметно улучшение стабилизирующих свойств ИИП по его нагрузочной характеристике, показанной на рис. 2 (сравните с рис. 4 в [1]).

Быстродействие во вторичном контуре регулирования (оно зависит от коэффициента усиления оптрона Gain Optocoupler) определяет резистор R8. Возникает также и принципиально новое свойство доработанного ИИП - возможность регулирования времени "мягкого" пуска Soft Start Time, зависящего в первую очередь от емкости конденсатора С6. По умолчанию DS ycтанавливает значения коэффициента усиления оптрона и время "мягкого" пуска равными 1 и 10 мс соответственно. Оставим время "мягкого" пуска для модернизируемого ИИП без изменения, а коэффициент усиления оптрона увеличим до 2, для чего обратимся к окну VIPer and Regulation Parameters (см. рис. 8 в [2]) и переустановим требуемый параметр. Номиналы элементов вторичного контура регулирования, рассчитанные программой, а затем уточненные в ходе налаживания устройства, приведены на рис. 1.

В процессе регулирования в зависимости от выходного напряжения ИИП изменяется коэффициент усиления усилителя сигнала ошибки в ШИМ-контроллере. Для этого излучающий диод оптрона U1 через последовательно соединенные токоограни-чивающий резистор R8 и микросхему DA2 подключают к выходу устройства. Резистор R12 - балластный в цепи питания стабилизатора DA2, а конденсатор С12 - помехоподавляющий в цепи управления. Резистивным делителем R9 - R11 устанавливают рабочую точку, выбирая начальный ток диода оптрона. Световой поток, излучаемый диодом, регулирует ток, а соответственно, и эквивалентное сопротивление участка коллектор - эмиттер фототранзистора, подключенного параллельно цепи компенсации R2C6.

Предположим, что под воздействием дестабилизирующих факторов увеличится выходное напряжение ИИП. Соответственно увеличится напряжение на управляющем входе (вывод 1) микросхемы DA2 и протекающий через нее ток. Поэтому ток излучающего диода также возрастет, а эквивалентное сопротивление участка коллектор - эмиттер фототранзистора уменьшится. В справочных материалах [3] на рис. 10 приведен график, иллюстрирующий зависимость коэффициента усиления по напряжению усилителя сигнала ошибки A3 (см. рис. 1 в [1]), который при снижении сопротивления в цепи компенсации может уменьшаться на 27 дБ и более по сравнению с первоначально установленным. Таким образом, при изменении результирующего сопротивления в цепи компенсации усилитель сигнала ошибки корректированием параметров коммутирующих импульсов восстанавливает прежнее значение напряжения на выходе ИИП.

Дополнительный узел обратной связи ИИП собран на небольшом (17,5x25 мм) отрезке платы для макетирования. Подключают его к ЗУ через дроссель L2, а конденсатор С9 на плате ЗУ заменяют другим, большей (6800 мкФ) емкости. Дроссель содержит 22 витка провода ПЭВ-2 1,5, намотанных виток к витку на оправке диаметром 3,8 мм, его магнитолровод - две ферритовые трубки диаметром 3,5 и длиной 20 мм, применяемые в высокочастотных дросселях. Верхний по схеме вывод дросселя запаивают в отверстие на плате ЗУ, предназначенное для резистора R6. Кроме того, проводником соединяют минусовые выходы ЗУ и дополнительного узла. Коллекторную и эмиттерную цепи фототранзистора соединяют соответственно с входом компенсации (вывод 5) и выводом 4 ШИМ-контроллера витой парой проводников МГТФ. Подстроечный резистор R10 - СПЗ-19А или другой малогабаритный, конденсаторы С6-К53-30 или К53-19, С12 - КМ-5, резисторы - ОМЛТ. Отечественная микросхема КР142ЕН19А заменима зарубежным аналогом TL431.

Стабилизированный источник питания налаживания почти не требует. Перед первым после доработки включением ИИП движок подстроечного резистора R10 устанавливают в нижнее по схеме положение, к выходу источника подключают эквивалент нагрузки, а затем включают его в сеть. Плавно перемещая движок вверх по схеме, измеряют напряжение на нагрузке, и как только оно скачком уменьшится с 15,3 до 13,6 В, регулировку прекращают. В дальнейшем напряжение на нагрузке будет стабильно поддерживаться на этом уровне. Ток излучающего диода оптрона в этот момент должен быть равен 1...2 мА, что намного меньше предельно допустимого (15 мА). Это позволяет надеяться на высокую надежность разработанного устройства.

Заметим, что для повышения помехоустойчивости DS "рекомендует" между выводами 4 и 5 микросхемы DA1 подключить конденсатор емкостью 1000...2000 пФ.

На сайте компании STMicroelectronics по адресу <us.st.сom/stonline/prodpres/discrete/vipower/faq/vipfaq.htm> помещен раздел FAQ (Frequently Asked Questions - часто задаваемые вопросы), в котором желающие могут найти ответы на вопросы, связанные с расчетом ИИП на основе микросхем серии VIPer. Этот же раздел, переведенный автором на русский язык, с некоторыми дополнениями.

Литература

1. Косенко С. VIPer-100A и "карманное" зарядное устройство на его основе. - Радио, 2002, № 11, с. 30-32.
2. Косенко С. Эволюция обратноходо-вых импульсных ИП. - Радио, 2002, № 8, с. 32-35.
3. VIPerSwich Mode Elyback Power Supply DESIGNE SOFTWARE/Documentation/Data-sheet/Viper100 - ViPer100A: p. 1-20, February 2001.

Автор: С.Косенко, г.Воронеж

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

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 Современные подростки отстают в развитии 29.09.2017 Современные подростки развиваются более медленно, чем их ровесники из предыдущих поколений, как показало исследование. Также они реже принимают участие в разного рода активностях вроде вождения автомобиля и работы, поскольку этим занимаются взрослые. Американские ученые решили выяснить, с какой скоростью растут современные подростки. Оказалось, что этот показатель существенно уменьшился по сравнению со скоростью роста подростков из предыдущих поколений. Современные молодые люди значительно реже занимаются какими-либо серьезными делами вроде работы или управления автомобилем, предпочитая, чтобы их брали на себя взрослые. Ученые из Университета Сан-Диего исследовали, как часто подростки занимаются какими-либо делами, которыми также занимаются взрослые, но не занимаются дети, включая романтические свидания, оплачиваемую работу, вождение автомобиля, поездки без родителей и занятия сексом. В их сферу внимания попали 8,3 млн подростков в возрасте от 13 до 19 лет в период с 1976 по 2012 годы. Скорость развития, увлечения, а также досуг среди подростков 2000-х, 1990-х, 1980-х и 1970-х сравнивали между собой. В целом, доказано, что нынешнее поколение подростков гораздо меньше любит работать, ходить на свидания, употреблять алкоголь, куда-либо выбираться без родителей или заниматься сексом по сравнению с подростками из предыдущих поколений. Этот тренд не может быть объяснен тем, что подростки проводят больше времени за выполнением домашней работы, поскольку ее объем и затраченное на занятия время также уменьшаются от поколения к поколению. Вполне возможно, как полагают авторы исследования, что эти изменения могут объясняться тем временем, которое подростки проводят в интернете. Именно этот показатель продемонстрировал самый мощный рост в последние 20 лет. Кроме того, в последние годы наблюдается значительный инфантилизм, когда подростки предпочитают дольше оставаться на шее у своих родителей. Возможно, это связано с повышением общей продолжительности жизни, тенденцией женщин рожать детей в более позднем возрасте, а также более поздним получением образования. Многие подростки просто не хотят брать на себя ответственность, предпочитая оставлять ее на взрослых.

Другие интересные новости:

▪ Самое холодное место в космосе

▪ Как победить зависимость от смартфонов

▪ Ультразвуковой микрофон

▪ Бесшумный дрон на ионном двигателе

▪ Кухонную губку нужно менять еженедельно

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микрофоны, радиомикрофоны. Подборка статей

▪ статья Бизнес-планирование. Конспект лекций

▪ Как складывается культура западных стран в первой половине ХХ в.? Подробный ответ

▪ статья Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

▪ статья Радиоканал охранной сигнализации на базе радиостанции УРАЛ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Мечта о небе. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026