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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Статическое электричество помогает клещам находить хозяев 03.04.2026 Взаимодействие живых организмов с физическими полями окружающей среды часто оказывается гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд. Особенно это касается паразитов, чьи механизмы поиска хозяина до сих пор продолжают удивлять биологов. Новые исследования показывают, что в этом процессе может участвовать не только запах или тепло, но и статическое электричество. Как сообщает Science News, клещи способны перемещаться к потенциальным жертвам, используя электрические заряды, возникающие естественным образом на поверхности тела животных и человека. Такой механизм позволяет паразитам "пересекать" небольшие воздушные промежутки, словно они притягиваются невидимой силой. Исследование, проведенное учеными из Бристольского университета, показало, что тело животных накапливает электрический заряд, достаточный для влияния на поведение клещей. В лабораторных условиях было зафиксировано, что нимфы легко перемещались в сторону заряженных объектов, даже не вступая с ними в физический контакт. По сути, паразиты могли преодолевать расстояния, значительно превышающие собственные размеры, используя электростатическое поле как своего рода "мост". В ходе экспериментов исследователи создавали контролируемые условия с заряженными поверхностями и наблюдали, как клещи буквально притягиваются к ним. При напряжении порядка 750 вольт, которое соответствует уровню электризации живых организмов в естественной среде, большинство паразитов успешно преодолевали воздушный промежуток и достигали цели. Особенно примечательным оказалось то, что реакция на электрическое поле сохранялась даже у погибших клещей. Они также начинали двигаться в сторону заряженной поверхности, что указывает на чисто физическую природу эффекта, не зависящую от биологических механизмов поведения. Эти наблюдения позволяют по-новому взглянуть на способы, которыми паразиты находят своих хозяев. Статическое электричество, возникающее при трении тела о воздух или поверхности, может играть гораздо более значимую роль в экологии клещей, чем считалось ранее. Если результаты исследования будут подтверждены в природных условиях, это может изменить представления о взаимодействии паразитов и их жертв. В частности, появится необходимость учитывать электростатические факторы при изучении распространения клещей и рисков заражения переносимыми ими заболеваниями.

Другие интересные новости:

▪ Комариный звон

▪ Эффективное охлаждение 3-D микросхем

▪ Бумажный монитор на основе E-Ink

▪ Микросхемы высоковольтных DC-DC-преобразователей напряжения

▪ Видеонаблюдение в московских школах

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовые электроприборы. Подборка статей

▪ статья Блажен, кто смолоду был молод... Крылатое выражение

▪ Какие были этапы развития революционного движения во Франции? Подробный ответ

▪ статья Мускулолет. Личный транспорт

▪ статья Автоматизация теплонасосных установок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Три блока питания с импульсными стабилизаторами. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026