Remontnouta.ru

ПК Ремонт техники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

2 Схемы

Преобразователь напряжения на микросхеме 555 — схема и детали

Иногда нужно получить более высокое напряжение, чем дают батарейки или обычный низковольтный БП, намного более высокое. Вариантов схем немало, но самая простая, стабильно работающая и часто повторяемая — флайбек преобразователь на связке таймер 555 + ключевой транзистор с трансформатором. Также понадобятся высоковольтные (на нужное напряжение) конденсаторы. На транзистор нужен небольшой радиатор. Трансформатор можно снять с блока питания ATX.

Содержание

Летом 1970 года США находились в экономическом кризисе. Микроэлектронная компания Signetics сократила половину персонала. Среди уволенных оказался и схемотехник Ганс Камензинд, разрабатывавший на Signetics микросхемы ФАПЧ. Камензинд продолжил работу над аналоговыми схемами у себя в гараже. Вначале он отладил схему интегрального ГУН с частотой, не зависевшей от напряжения питания. Схема ФАПЧ, впоследствии выпускавшаяся под именем NE566, содержала все структурные блоки будущего таймера 555 — делитель напряжения, компараторы, триггер и аналоговый ключ [1] . Она вырабатывала колебания треугольной формы, амплитуда которых была задана внутренним делителем, а частота — внешней частотозадающей RC-цепью.

Камензинд сумел продать разработку бывшему работодателю, а затем предложил доработать ИС 566, превратив её в ждущий мультивибратор — генератор одиночных импульсов. Идея встретила сопротивление: оппоненты полагали, что дешёвый интегральный таймер подорвёт сложившийся рынок операционных усилителей и стабилитронов, и только благодаря вмешательству руководителя продаж Арта Фьюри проект получил одобрение. Фьюри и придумал ему название NE555 (NE — префикс Signetics) [2] . Долгое время Камензинду не удавалось упаковать схему в дешёвый восьмивыводной корпус — модифицированный 556 получался девятивыводной. Решением стала замена встроенного генератора стабильного тока, заряжавшего времязадающий конденсатор, на обычный резистор. В микросхеме ГУН такая замена была недопустимой, в микросхеме таймера она оказалась оправданной. Ещё пять месяцев заняла подготовка отлаженной на макете схемы к производству. За это время сотрудники Signetics, ушедшие к конкурентам вместе с разработкой Камензинда, успели запустить её в серию, но с началом продаж настоящего NE555 отказались от этого проекта. По настоянию Фьюри NE555 продавался по беспрецедентно низкой для своего времени стартовой цене в 75 центов — в 1971 году никто из конкурентов не был готов к соперничеству на такой отметке [3] . Микросхема содержала 23 транзистора, 16 резисторов и 2 диода [4] .

Читайте так же:
Глухой звук в колонках

По мере удешевления производства выпуск 555 освоили и конкуренты. Российскими аналогами таймеров типа 555 являются КР1006ВИ1, КР1008ВИ1 и КР1087ВИ2. КР1087ВИ3 — сдвоенный таймер (аналог 556); КР1087ВИ1 — счетверённый таймер (аналог 558). Следует заметить, что таймер КР1006ВИ1 по своей логике работы имеет одно отличие от прототипа NE555, а именно вход останова R отечественной микросхемы имеет приоритет над входом запуска S, тогда как у других микросхем — наоборот. Данное обстоятельство не отражено в официальной документации к микросхеме КР1006ВИ1 и потому нередко становилось причиной проблем у неискушённых радиолюбителей. К счастью, в большинстве конструкций, где используется таймер, приоритеты входов R и S не играют роли. Также выпускаются различные экономичные модификации таймера, выполненные по КМОП-технологии, например это микросхемы ICM7555IPA, GLC555 и их отечественный аналог КР1441ВИ1. Первую КМОП-версию начали выпускать ещё в 1970-е годы на Intersil [5] .

Простейший вариант импульсного ЛБП с применением таймера изображен на схеме 8. Никаких особенностей, если не считать, что в качестве элемента, следящего за напряжением в средней точке делителя P1-R8, применен маломощный полевой транзистор КП501А, который справляется со многими задачами в приведенных схемах лучше своих биполярных собратьев. Он же гораздо дешевле своих зарубежных прототипов.

Режимы работы NE555

У микросхемы возможны три режима работы. Каждый из них используется в различных электронных устройствах.

Одновибратор

В этом режиме микросхема формирует одиночные импульсы. Эта способность реализуется в охранной сигнализации, таймерах включения/выключения.

Мультивибратор

В режиме мультивибрации происходит генерация одинаковых по амплитуде и частоте импульсов прямоугольной формы. Это свойство реализуется в электронных метрономах или в конструкциях блоков питания для светодиодных лент.

Прецизионный триггер Шмидта с RS триггером

Способность делить компаратором входное напряжение на три части, по достижении пикового значения каждой го из которых происходит очередное переключение. Это свойство реализуется в системах автоматического регулирования различных устройств.

Сборка блока питания Nixie

#1 Пользователь офлайнRyuzaki

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 321
  • Регистрация: 01 September 10

*
Популярное сообщение!

Сборка блока питания Nixie

Чтобы собирать схемы на радиолампах, требуется постоянное напряжение в районе 170 вольт. Но как получить данное напряжение? Этот простой преобразователь выдаёт нужное напряжение с достаточным током, для сборки большинства проектов.
Данная схема позволяет вам собрать очень простой импульсный (повышающий) преобразователь, для питания ламп, запрашивающих от 100 до 200 вольт постоянного напряжения. Для её сборки подходят очень распространённые компоненты, которые могут быть куплены почти в любом радиомагазине, и в случае необходимости, заменены аналогами.

Читайте так же:
Инверторное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора отзывы

Как работает схема.
Прикрепленное изображение: Снимок.PNG
Схема основана на одной из самых распространённых микросхем — таймере 555. Уже десятки лет данный чип находит применение во множестве схем, и простенький преобразователь — одна из них.
555 работает как нестабильный генератор с частотой (около 45 кГц) задаваемой резисторами R1 и R2, и конденсатором C2. Выход микросхемы подключён к высоковольтному полевому транзистору Q1, который переключает ток через индуктивность L1. Когда транзистор открыт, ток течёт через индуктивность на землю. Когда ток в катушке накапливается, транзистор закрывается.
Когда транзистор закрыт, ток протекая через индуктивность пытается продолжить течь через транзистор. Поэтому напряжение с транзистора сливаемое на сверхбыстрый диод D1 становится прямосмещённым. Это позволяет энергии из катушки копится в конденсаторе C4.
Данный цикл продолжается, пока напряжение проходящее через C4 не достигнет значения заданное потенциометром VR1. R4, R5 и VR1 нужны для создания обратной связи делителя и выбираются так, чтобы нижнее напряжение на C4 было в районе 0,7 вольт. Это напряжение подаётся на транзистор Q2. Когда напряжение C4 достигает достаточного уровня, чтобы делитель открыл Q2, он отправляет ногу Control микросхемы 555 на землю, останавливает его колебания и отключает преобразователь.
Как только это произойдёт, напряжение на C4 начнёт падать, так же как и напряжение на базе транзистора Q2, Q2 отключится, перезапустив преобразователь. Так работает данная схема и как показывает практика, работает довольно неплохо.
Резистор R6 и конденсатор C3 составляют простой фильтр, в то время как C1 представляет собой главное хранилище тока для схемы. И вот собственно всё!

Собираем схему.
Прикрепленное изображение: Снимок1.PNG
В общем, нужно всего лишь найти компоненты, правильно развернуть их (касается диодов, электролитов, транзисторов и микросхемы) и припаять в нужные места. Проверьте, чтобы не было короткого замыкания между ножек микросхемы или в других местах платы. Если всё проверено, можно приступать к тестированию.

Тестирование.
Расположите плату на изолированную поверхность (чистую, из сухого дерева или пластика) и, после установки потенциометра примерно по центру, присоедините 9-12-вольтный источник постоянного напряжения к входу устройства. Лучше использовать питание с небольшим током, чтобы избежать дальнейших проблем. Не подключайте источники с большим током не проделав предварительного тестирование! Далее подключите мультиметр к выходу устройства. Напряжение должно колебаться от 100 до 200
вольт. Если нет напряжения на выходе, проверяйте таймер 555. Если всё же опять нет, найдите проблему и устрание её.
Как только вы получите высокое напряжение на выходе, убедитесь, что оно варьируется от 100 до 200 вольт. Нижний предел может плавать из за различия в компонентах.
Несмотря на то, что MOSFET используемый в схеме держит до 400 вольт, не поднимайте выходное напряжение выше 200 вольт.
Заключительный тест предусматривает подключение ламп через резистор 22к. Если всё работает нормально, то вы молодец!

Читайте так же:
Видеокарта amd radeon r9 290

Предупреждение

Список деталей:
U1 555 таймер
Q1 IRF740
Q2 BC547
D1 UF4004
C1 330uF 16V
C2 2.2nF
C3 100pF
C4 2.2uF 250V
R1 56k
R2 10k
R3 1k
R4 470ohm
R5 220k
R6 2.2k
VR1 1k потенциометр
L1 100uH
TB1, TB2 двойные клеммы
SOC1 8-пиновая панель для микросхемы

За сим отклоняюсь. С вами был Ryuzaki. Оригинал статьи тут. Надеюсь мои старания не прошли даром.

P.S.: Первый раз пробую себя в переводе технической литературы.

#2 Пользователь офлайнPulemeT

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 85
  • Регистрация: 07 April 13

#3 Пользователь офлайнmishman

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 425
  • Регистрация: 25 October 10

#4 Пользователь офлайнRyuzaki

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 321
  • Регистрация: 01 September 10

Просмотр сообщенияPulemeT (16 June 2013 — 20:46) писал:

Вообще, на практике, у меня наводок было меньше чем от самонамоточного силовика. И при этом вообще отсутствовала фильтрация после схемы.

Источник питания IR2153 500Вт — предлагаю ознакомится, а при желании и повторить схему импульсного блока питания для усилителя мощности реализованной на широко известной IR2153. Это самотактируемый полу-мостовой драйвер, усовершенствованная модификация драйвера IR2151, который включает в себя программу высоковольтного полу-моста с генератором эквивалентным интегральному таймеру 555 (К1006ВИ1). Отличительная особенность чипа IR2153 заключается в улучшенных функциональных возможностях и не требующий особых навыков в его использовании, очень простой и эффективный прибор относительно раннее выпускаемых микросхем.

Источник питания IR2153 500Вт -3

Отличительные свойства данного источника питания:

  • Реализована схема защита от возможных перегрузок, а также защита при коротком замыкании в обмотках импульсного трансформатора.
  • Встроена схема мягкого запуска блока питания.
  • Имеет функцию защиты устройства по входу, которую выполняет варистор предохраняющий БП от бросков напряжения в электросети и его чрезмерного значения, а также от случайной подачи на вход 380v.
  • Несложная в освоении и недорогая схема.

Характеристики, которыми обладает источник питания IR2153 500Вт
Номинальная выходная мощность — 200Вт, если использовать трансформатор с большей мощностью, то можно получить 500Вт.
Музыкальная или RMS мощность на выходе составляет — 300Вт. Можно получить 700Вт с трансформатором более высокой мощности.
Рабочая частота стандартная — 50кГц
Напряжение на выходе составляет — два плеча по 35v. В зависимости от того на какие напряжения намотан трансформатор можно снимать соответствующие значения выходного напряжения.
Коэффициент полезного действия составляет 92%, но также зависит от конструкции трансформатора.

Источник питания IR2153 500Вт -4

Схема управления БП является штатной для чипа IR2153 и заимствована из его даташита. Модуль защиты от короткого замыкания и перегрузки имеет возможность настройки тока, при котором будет происходить отсечка с одновременным включением сигнального светодиода. При переходе источника питания в режим защиты при нештатной ситуации, он может прибывать в таком состоянии неограниченное время, хотя потребление устройством тока останется сравнимым с током холостого хода не нагруженного БП. Что касается образца моей модификации, то там защита настроена на ограничение мощности потребления блоком питания от 300 Вт, что дает гарантию от чрезмерной нагрузки, а следовательно и от избыточного нагрева, что в свою очередь чревато выходом из стоя полностью всего блока.

Момент тестирования с нагрузкой

Источник питания IR2153 500Вт -5

Вот здесь лежит файл, там все относительно блока питания подробно расписано, а также имеются рекомендации как увеличить выходную мощность. Любой радиолюбитель прочитав этот материал в состоянии самостоятельно изготовить блок питания под необходимую ему мощность и соответственно напряжения на выходе.

Сжатая папка с методом расчета трансформатора и положенная к этому программа.
Скачать: Расчет трансформатора
Скачать: Lite-CalcIT(2000)

Программа для расчета номинальных значений компонентов для назначения необходимой частоты работы IR2153.
Скачать: Freq2153

Печатная плата.
Скачать: ИИП.zip

Печатная плата создана с расчетом установки в нее компьютерного трансформатора и выходных ультрабыстрых диодов типа MUR820 и BYW29-200, тем самым предоставляется возможность ее применения в источниках питания с мощностью в 250 Вт на выходе. Но имеется и уязвимое место — это площадка под конденсатор С3. Если не найдется подходящего по диаметру конденсатора, то тогда нужно будет плату незначительно раздвинуть.
Для ЛУТ печатную плату в зеркальном изображении делать не нужно.

Информационная статья по использованию драйверов IR.
Скачать: Использование драйверов IR.pdf

Здесь немного измененный блок питания. Принципиальное его отличие от вышеизложенной схемы в устройстве реализованной защиты.

2. Генератор прямоугольных импульсов.

Таймер генерирует последовательность прямоугольных импульсов определяемых RC цепочкой.

В начальном состоянии конденсатор С разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и как следствие этого на выходе таймера (вывод №3) устанавливается высокий уровень. Транзистор Т1 закрывается и конденсатор С начинает заряжаться через цепочку резисторов R1 и R2.

Когда, в результате зарядки, напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 переключает триггер, который в свою очередь устанавливает низкий уровень на выходе таймера (вывод №3). Транзистор Т1 открывается и через резистор R2 начинает разряжаться конденсатор С. Как только напряжение на конденсаторе достигнет 1/3 напряжения питания, компаратор №2 снова переключит триггер и на выходе таймера (вывод №3) снова появится высокий уровень. Транзистор Т1 закроется и конденсатор С снова начнет заряжаться.

Частота импульсов, зависит от величин C, R1 и R2, и рассчитывается по вышеприведенной формуле.

Сопротивления R1 и R2 подставляются в Омах;

Емкость конденсатора C — в фарадах;

Результат в получается в Герцах.

Время между началом одного и началом следующего импульса называется периодом (t). Оно состоит из длительности самого импульса (t1) и промежутком между импульсами (t2).

Значения t1 и t2 можно рассчитать по следующим формулам:

Файлы к данной схеме (1,4 MiB, скачано: 17 994)

Скачать Datasheet NE555 (1,1 MiB, скачано: 8 005)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector