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:

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 Телевизоры GIGABYTE 26.05.2004 Наверное, самой последней из известных компьютерных компаний, которая заинтересовалась, наконец, таким перспективным направлением как производство жидкокристаллических телевизоров, стала компания Gigabyte. Быстро растущий рынок, который успел привлечь как мух на мед всех сколько-нибудь значительных игроков, показался достаточно привлекательным и для известного производителя материнских плат. По словам представителей Gigabyte, производство телевизоров начнется уже в третьем квартале этого года. Рыночные аналитики полагают, что потенциальными клиентами Gigabyte станут японские производители бытовой электроники, в частности такие компании как Toshiba, NEC, Fujitsu Siemens Computers и Hitachi Displays.

Другие интересные новости:

▪ Транскраниальная магнитная стимуляция улучшила кратковременную вербальную память

▪ Мягкие роботы-медузы

▪ У растений имеется аналог нервной системы

▪ Подслащенные напитки вызывают ожирение и износ зубов

▪ Феномен полиплоидии обнаружен у насекомых

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Фрэнк Герберт. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое губная помада? Подробный ответ

▪ статья Машинист комбайна. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Устройство для обнаружения движущихся металлических предметов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ракета из чайного пакетика. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026