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:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Случайная новость из Архива Беспроводной микрофон Nikon ME-W1 Nikon 04.03.2015 Компания Nikon представила новый ненаправленный монофонический беспроводной микрофон ME-W1, который позволяет записывать звук на расстоянии до 50 м. Микрофон ME-W1 совместим с любой фотокамерой, в которой предусмотрено соответствующее соединительное гнездо, и речь идет не только о решениях от Nikon - для подключения микрофона к камерам других производителей следует использовать специальные кабели (приобретаются дополнительно). Система состоит из небольших передатчика и приемника с габаритами 23 х 74,6 х 23,3 мм, обмен данными между которыми осуществляется по каналу Bluetooth. По заявлению Nikon, одного заряда элемента питания типа ААА хватает на три часа непрерывной работы (емкость элемента питания не уточняется). Конструкция ME-W1 предусматривает запись звука с помощью как передатчика, так и приемника микрофона. Звук можно записать, воспользовавшись только микрофоном либо и микрофоном, и приемником. А это означает возможность сосредоточиться только на объекте звукозаписи или же записать двусторонний разговор. Устройство оснащено монофоническим звуковым входом, а если вам нужна запись со стереозвуком, то можно использовать стереомикрофон ME-1 (приобретается дополнительно), который подключается к специальному гнезду микрофона ME-W1. Степень защиты ME-W1 от влаги - IPХ5 (защита от водяных потоков с любого направления).

Другие интересные новости:

▪ Интеллектуальный банкомат Fujitsu

▪ Измеритель вибрации на процессоре ARM

▪ Компьютер для установки в сердце

▪ Жители Помпеи сортировали мусор для повторного применения

▪ Понижающий регулятор напряжения LM26001

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Эффектные фокусы и их разгадки. Подборка статей

▪ статья Монтажный практикум для профессионалов. Искусство видео

▪ статья Какой русский царь для взятия вражеского города приказал перенести по реке деревянный кремль? Подробный ответ

▪ статья Начальник операционного управления. Должностная инструкция

▪ статья Однотактный драйвер для бестрансформаторного усилителя (Circlotron). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Определение числа витков обмоток силового трансформатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026