Джерела живлення
Блог про електроніку
Тобто у тебе на виходіШИМ контролера, наприклад, спочатку протягом десяти мікросекунд напруга, наприклад, дванадцять вольт, потім йде пауза. Скажімо, ті самі десять мікросекунд, коли на виході напруги взагалі немає. Потім все повторюється, ніби ми швидко-швидко вмикаємо і вимикаємо рубильник.
Таким чином, у нас виходять прямокутні імпульси. Якщо згадати матан, саме інтегрування, то після інтегрування цих імпульсів ми отримаємо площу під фігурою окресленої імпульсами. Таким чином, змінюючи ширину імпульсів і пропускаючи їх через інтегратор, можна плавно змінювати напруги від нуля до максимуму з будь-яким кроком практично без втрат. В якостіінтегратора служить конденсатор, він заряджається на піку, а на паузах віддаватиме енергію в ланцюг. Також туди завжди послідовно ставлять дросель, який теж є джерелом енергії, тільки він запасає і віддає струм. Тому такі перетворювачі при невеликих габаритах легко мають потужне навантаження і при цьому майже не витрачають енергію на зайве нагрівання.
Якщо не наздогнав, то я для простоти переклав це у зрозуміле «каналізаційне русло». Дивись на картинку, де ключовий транзисторШИМ контролера схожий навентиль, він відкриває та закриває канал.Конденсатор це банка, що накопичує енергію.Дросель це масивна турбіна, яка, будучи розігнаною потоком, при відкритому вентилі, за рахунок своєї інерції проганяє воду по трубах і після закриття вентиля.
Звичайно, самостійно розробити таке джерело живлення складно, потрібна неслабка освіта в галузі електроніки, але не варто напружуватися з цього приводу. Розумні дядьки зMotorola, STM, Dallas та іншихPhilips 'ів придумали всі за нас і випустили вже готові мікросхеми містять у собі ШИМ контролер. Тобі залишається його лише припаяти і додати обважування, яке задає параметри роботи, причому винаходити самому нічого не треба, у datasheet'ах докладно розписано, що і як підключати, які номінали вибирати, а іноді навіть дають готовий малюнок друкованої плати. Треба лише трохи знати англійську :)
Аналізуємо завдання Отже, за техзавданням, у нас на вході напруга може бути як постійною, так і змінною. А на входіDC-DC має бути завжди постійне. Що робити? Правильно, випрямляти! Перечитай про випрямлячі в першій частині статті та застроми на вході схеми діодний міст. Можна і без нього, але тоді джерела змінного струму відпадають як клас, та й тобі доведеться щоразу визначати полярність джерела живлення, а це моветон. Оскільки після мосту напруга все одно буде пульсуючим, то повісь у паралель конденсатор. Він його трохи згладить. Далі ШИМ контролер, я рекомендую широко поширений і улюблений усіма електронникамиМС34063х, де на місці «х» може бути будь-яка літера, зазвичай «А». Тобі він потрібен уDIP-8 корпусі, з довгими висновками який. Сподіваюся, ти вже вивчив усі популярні типи корпусів і тепер одразу уявляєш собі як він виглядає. Далі відкриваємо з диска даташитину і дивимося схему понижуючого перетворювача, зветься вонаStep-Down. Підключаємо її як є, не змінюючи нічого. Спільний або земля у нас це зазвичай мінус, а плюс Vin. Виходом служить Vout як плюс, а як мінус все той же загальний провід. Ось тут головне не переплутати підключення до мобільного телефону. Тому подивися тестером полярність подачі напруги на роз'єм твоєї мобіли.
Точний розрахунок - головна якість інженера! Такс, схему ми накидали, залишилося тільки її сконфігурувати. Це не цифровий пристрій, томуконфігурація тут визначається установкою необхідних номіналів резисторів. РезисторRsc я зазвичай заміняю на перемичку зі шматка дроту. Його величина визначає перевантажувальну здатність. При перемичці перетворювач видасть усе, на що він здатний, але може згоріти, якщо від нього вимагати неможливо. Наявність там резистора на0.33 ома змусить перетворювач заглухнути при граничному для нього перевантаженні, чим вищий опірRsc тим при меншому навантаженні заглухне перетворювач. Іноді корисно, коли потрібно обмежити максимальний вихідний струм з боку джерела.
Дросель L1 вибирається тільки виходячи з індуктивності та перевантажувального струму. На схемі вказаний дросель індуктивністю220 мікроГенрі, а струм у нього повинен бути не менше500-600 міліампер (середній струм зарядки будь-якого сучасного стільникового). Дросель можна купити готовий, можна намотати самому. У принципі величина індуктивності може дуже сильно змінюватись від 50 до 300 мікроГенрі, працювати буде, алеККД можливо знизиться. Головне, щоб по струму проходив, інакше сильно грітиметься, а потім і зовсім згорить.
Діод купи той же, який і вказаний у схемі, благо він не рідкість. Якщо не знайдеш точно такий, то візьми будь-який діодШоттки з розрахунковим струмом не менше одного ампера. Діод Шоттки відрізняється від звичайного діода тим, що має дику швидкодію. При зміні напряму напруги він закривається в порядку швидше, ніж звичайний, не допускаючи навіть найменших витоків струму у зворотний бік. Через нього замикатиметься ланцюг котушка – конденсатор – навантаження, коли транзистор у мікросхемізакриється.
Тепер требазадати вихідну напругу. Для цього тобі треба взяти тестер і поміряти, скільки вольт видає твій зарядник для стільникового. У мене всі зарядники видають приблизно 7 вольт. Порившись у даташите знаходжу формулу залежності вихідної напруги від резисторівR1 іR2 ДляStep-Down схеми виглядає вона так:Vout=1.25( 1+R2/R1). Щоб отримати напругу в 7 вольт опірR2 повинен бути 4.7 кОм, аR1 повинен дорівнювати 1 кОм. Отримаємо 7.125 вольта, але це не страшно, невелика похибка і ці надлишки все одно впадуть де-небудь на втратах у проводах. Власне, ось і все, ось ми і розробили з тобою універсальний перетворювач для своїх девайсів. Тепер залишилося тільки протруїти плату та спаяти.
Головне НІ В ЯКОМУ РАЗІ НЕ СУТИ цей зарядник в розетку, т.к. там напруга 220 вольт, а наша схема розрахована на 40 вольт максимум!
Саме два таких перетворювачі на 3.3 та на 5 вольт стоять у силовому блоці мого робота.