РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ НА КР1006ВИ1 CAVR.ru
Рассказать в:В статье рассмотрен вариант построения регулятора мощности с широтноимпульсным управлением на основе таймера КР1006ВИ1. Благодаря своей “гибкости” эта микросхема успешно работает и в регуляторе мощности. Мощность выходного сигнала микросхемы КР1006ВИ1 достаточна для непосредственного управления такими тринисторами, у которых открывающий ток не превышает 200 мА. Кроме того, в составе таймера — два компаратора и RS-триггер, что дает возможность простыми средствами обеспечить режим управления, приближающийся к наиболее экономичному — импульсному, когда открывающий ток спадает до нуля сразу после открывания тринистора. С описанием таймера можно ознакомиться в [1—6].
Рассмотрим исходную функциональную схему включения таймера, изображенную на рис. 1 ,а. Здесь передаточная характеристика прибора имеет гистерезисный вид (рис. 1,б). Ширину гистерезиса (точнее, верхнее пороговое напряжение) можно изменять в широких пределах переменным резистором R1. Следует учитывать, что уровни переключения напрямую зависят от напряжения источника питания (5…15 В). На рис. 2 показана схема узла с таймером DA1, непосредственно управляющим тринистором VS1, а на рис. 3 — временные диаграммы, ил- люстрирующие его работу (они, кроме последней, сняты относительно минусового вывода диодного моста VD2). Управляющий сигнал подают на вход Е таймера, хорошо согласующийся с выходом многих цифровых микросхем, в том числе с открытым коллектором. Вытекающий ток низкого уровня — около 0,5 мА. Пока напряжение на управляющем входе таймера не превышает 0,3…0,4 В, на ее выходе (вывод 3) — сигнал низкого уровня. Поэтому трини-стор VS1 закрыт, и нагрузка в его анодной цепи обесточена. При входном напряжении более 1 В таймер формирует на выходе импульсы амплитудой не менее 3,8 В (при Uпит=5 В), следующие с частотой 100 Гц. Длительность этих импульсов определяется положением движка подстроечного резистора R1 и сопротивлением резистора R2. Пульсирующее напряжение с диодного моста VD2 поступает через делитель R2R1 на вход внутреннего компаратора таймера. Диод VD1 ограничивает напряжение на этом входе до уровня Uпит+0,6 В. Как только напряжение на входе S уменьшится до Uпит/3 (см. диагр. 2 на рис. 3), внутренний RS-триггер переключится в единичное состояние, и на выходе таймера возникнет импульс высокого уровня, который откроет тринистор и включит нагрузку. После того, как напряжение на входе R, пройдя через “нуль” и вновь увеличиваясь, достигнет уровня 2U пит/3, напряжение, поступающее на управляющий электрод тринистора, снизится до нуля, но он останется открытым. При очередном переходе сетевого напряжения через “нуль” тринистор закроется и обесточит нагрузку. Минимальную длительность импульса на выходе таймера, необходимую для открывания тринистора, устанавливают подстроечным резистором R1. Длительность управляющего импульса при верхнем по схеме положении движка резистора R1 равна 0,2 мс. Максимальная длительность импульса, при которой устройство работает устойчиво, — около 2 мс. При указанных на схеме номиналах резисторов R1 и R2 узел работоспособен при напряжении питания микросхемы более 6 В. Если сопротивление резистора R1 уменьшить до 220 кОм, минимальное напряжение питания снизится до 4 В. Несмотря на то что в описанном узле принцип импульсного управления тринистором реализован не в полной мере и формируемый импульс шире минимально необходимого, этот режим существенно экономичнее по сравнению с управлением постоянным током. Так, средний управляющий ток тринистора КУ202Н при указанном на схеме сопротивлении резистора R3 близок к 1 мА, тогда как для открывания того же тринистора постоянным током необходимо 10…20 мА. Собственный же потребляемый таймером ток при напряжении питания 5 В не превышает 3 мА. Удобство узла управления на таймере КР1006ВИ1 проявляется еще и в простоте его схемы. Довольно большая мощность на выходе микросхемы позволяет отказаться от дополнительного транзисторного усилителя управляющего тока тринистора. Отметим также, что описанный узел обеспечивает регулирование мощности без помех. Рассмотренный принцип практически применен при разработке регулятора мощности, принципиальная схема
которого показана на рис. 4. Устройство реализует широтно-импульсный способ управления. В результате, в зависимости от установленной мощности, в нагрузку поступает то или иное число целых полупериодов сетевого напряжения. Регулятор предназначен для работы с инерционными нагревательными приборами, паяльниками и т. п. Регулировать яркость ламп накаливания этим устройством нельзя, так как они будут мигать. Формирование управляющих импульсов для открывания тринистора выполняет таймер DA2, а сигнал, разрешающий его работу, формирует генератор прямоугольных импульсов на таймере DA1. Частота импульсов — около 5 Гц. Скважность, от которой зависит мощность, потребляемая нагрузкой, можно изменять переменным резистором R1. При крайнем левом по схеме положении его движка нагрузка будет отключена, а при крайнем правом — включена на полную мощность. Когда на выходе таймера DA1 присутствует напряжение высокого уровня, в нагрузку поступает пульсирующее напряжение частотой 100 Гц с выпрямителя VD5. Если же на выходе таймера низкий уровень, тринистор VS1 закрыт и напряжение на нагрузку не поступает. Микросхемы питаются от параметрического стабилизатора напряжения R6R7VD3. Регулятор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы представлен на рис. 5.
Диоды КД522Б заменимы на КД522А или любые из серии КД521. Диодный мост — любой из КЦ405А— КЦ405В. Если мощность нагрузки превышает 200 Вт, мост должен быть собран из более мощных диодов, напри- мер, из четырех КД202 с буквенными индексами Ж, К, М, Р. Тринистор VS1 может быть либо КУ201К, КУ201Л (для маломощной нагрузки), либо КУ202К—КУ202Н. Если во время работы тринистор будет сильно нагреваться, его необходимо установить на теплоотвод. Переменный резистор — СП-1. Следует заметить, что отдельные экземпляры тринисторов серии КУ202 в регуляторе могут работать нечетко, особенно при пониженной температуре. Такие тринисторы нужно заменить на другие, с меньшим значением тока открывания. Выход регулятора мощности гальванически связан с сетью, поэтому при его налаживании и эксплуатации необходимо соблюдать осторожность. ЛИТЕРАТУРА 1. Пецюх Е., Казарец А. Интегральный таймер КР1006ВИ1. — Радио, 1986, № 7, с. 57, 58. 2. Зельдин Е. Применение таймера КР1006ВИ1. — Радио, 1986, № 9, с. 36, 37. 3. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. — М.: Мир, 1993, т. 1,с. 303—307. 4. Коломбет Е. А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов. — М.: Радио и связь, 1991, с. 181—220. 5. Горошков В. И. Элементы радиоэлектронных устройств. — М.: Радио и связь, 1989, с. 118, 119. 6. Шитов А. Генераторы на таймере КР1006ВИ1. – Радио, 1999, № 8, с. 54, 55.
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:
www.cavr.ru
МИКРОСХЕМА КР1006ВИ1 В РЕЖИМЕ СВЕРХСТАБИЛЬНОГО ТАЙМЕРА – СДЕЛАЙ САМ
Микросхема КР1006ВИ1 давно приобрела известность среди радиолюбителей, интерес к ней не ослабевает и сегодня. Микросхема содержит два прецизионных компаратора, обеспечивающих погрешность сравнения напряжений не хуже 1%. У этой схемы репутация универсального таймера, поскольку ее можно использовать в качестве основы для построения различных устройств, таких, как мультивибраторы, преобразователи, узлы задержки времени.
Наряду с классическими (многократно описанными за прошедшие годы) способами включения КР1006ВИ1 автор предлагает узел, обладающий, на его взгляд, необычным способом включения. Его электрическая схема показана на Рис. 1.31. Эту схему включения КР1006ВИ1 отличает высокая стабильность временных интервалов.
Рис. 1.31. Электрическая схема включения КР1006ВИ1 в режиме таймера
Элементы схемы и их назначение
Устройство представляет собой таймер (микросхема DA1), управляемый входным импульсом высокого логического уровня по входу С (вывод 7). В нормальном состоянии, т. е. при низком уровне напряжения на выводе 7:
компаратор заблокирован;
оксидный конденсатор Ci не заряжается;
на выводе 3 напряжение высокого уровня.
Кнопка SB1 показана на схеме условно; вместо нее предполагается использовать управляющую схему с соответствующим выходным уровнем.
При поступлении на вывод 7 DA1 напряжения высокого уровня, например сигнала от схемы управления, или в результате размыкания контактов SB1 «вручную»:
оксидный конденсатор С\ начинает заряжаться через цепь R2,\D2;
на выходе (вывод 3) — напряжение высокого уровня.
Через некоторое время, приблизительно через 3 минуты, напряжение на обкладках конденсатора С\ достигнет величины, необходимой для срабатывания компаратора. Тогда на выходе микросхемы DA1 (вывод 3) установится низкий уровень напряжения, который будет оставаться неизменным до тех пор, пока не будет выключено, а затем вновь включено питание узла. Время задержки зависит от параметров С\ и R2 и изменяется пропорционально величине емкости и сопротивления.
Оксидный конденсатор С*. Тип конденсатора — К50-24 и аналогичные.
Диоды VD1, VD2. Введены в схему для уменьшения потерь энергии при заряде-разряде оксидного конденсатора Cj. Эти диоды, включенные встречно-параллельно, уменьшают влияние тока утечки конденсатора на стабильность временного интервала задержки выключения узла. Могут быть заменены Д220, Д310, КД503 и аналогичными.
Диод VD3. Препятствует протеканию обратного тока через реле К1.
Оксидный конденсатор С3. Сглаживает пульсации источника питания. Тип конденсатора — К50-24 и аналогичные.
Неполярный конденсатор С2. Тип конденсатора — КМ6.
Выход DA1 (вывод 3) соединен с входом сброса R (вывод 4) для предотвращения перехода устройства в автоколебательный режим. Чтобы таймером можно было управлять бесконтактным способом, допустим, с помощью согласующего каскада на входе узла достаточно установить простейший инвертор, например кремниевый п-р-п транзистор КТ315Б (на Рис. 1.31 показан пунктиром). При этом эмиттер инвертора подключается к общему проводу, коллектор — к выводу 7 DA1, а база (через ограничительный резистор с сопротивлением 1…3 кОм) — к выходу узла управления таймером. Остальные элементы схемы остаются без изменений. Напряжение питания узла находится в диапазоне 5…16 В.
Устройство может быть использовано в виде составной части узлов задержки выключения (таймеров). В качестве коммутирующего элемента на схеме условно показано реле К1, контакты которого замыкают цепь нагрузки. На практике, однако, исполнительным узлом может быть какое-то другое устройство, например звуковой капсюль, светодиод или оптоэлектронное МОП-реле.
Постоянные резисторы типа МЛТ-0,25.
Транзистор VT1. Выполняет функцию усилителя тока. Тип транзистора — КТ503, КТ504, КТ315 с любым буквенным индексом.
Узел не требует наладки.ПРОСТОЙ диполь
Источник: Кяшкаров А. П., Собери сам: Электронные конструкции за один вечер. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2007. — 224 с.: ил. (Серия «Собери сам»).
nauchebe.net
Регулятор мощности на КР1006ВИ1
Схема регулятора довольна проста, и не имеет дефицитных деталей, при этом имея большой потенциал в модернизации. Сердцем данного устройства является микросхема КР1006ВИ1 или ее китайский аналог NE555. А в роли регулятора выступает тринистор КУ202Н.
Итак, стабилитрон VD2 и резистор R8 образуют собой ограничитель напряжения сети, который остается на уровне 5,6 В. Резисторы R1, R2 и конденсатор C1 — представляют собой времязадающую цепь для работы таймера микросхемы DA1. С помощью переменного резистора R4 возможно изменять порог срабатывания компаратора высокого уровня таймера DA1 и как следствие осуществлять регулировку мощности.
Таймер микросхемы DA1 включен по схеме мультивибратора и в течение полупериода напряжения сети, пока на него поступает напряжение питания, он формирует пачку импульсов с отрицательной полярностью. Длительность этих импульсов определяется скоростью разрядки конденсатора C1 через внутренний выходной транзистор таймера и резистора R1, по следующей формуле:
T=0,7*R1*С1 ≈ 10 мкс.
С коллектора транзистора VT1 на управляющий переход тринистора VS1 приходят положительные импульсы. В начале полупериода, в момент когда сетевое напряжение начинает увеличиваться, конденсатор C1 разряжен, а напряжение порога срабатывания компаратора высокого уровня при верхнем по схеме положении движка резистора R4 равно 5,1 В, на выходе таймера (на выводе 3) высокий уровень напряжения (около 5,1 В) транзистор VT1 и тринистор VS1 закрыты, мост из диодов VD3-VD6 напряжение сети на нагрузку не пропускает.
Затем, примерно через 57 мкс, напряжение сети достигает 5,6 В. Постоянная времени зарядки конденсатора C1 рассчитывается по формуле:
t=(R1+R2)*C1 ≈ 3,6 мс.
С вычисленной постоянной времени, конденсатор C1 зарядится до напряжения порога срабатывания компаратора высокого уровня (5,1 В) за 9,9 мс. А напряжение на выходах таймера уменьшится до нуля и следственно конденсатор С1 начнет разряжаться до напряжения порога срабатывания компаратора низкого уровня ( примерно до 2,5 В). Транзистор VT1 откроется, и на управляющем электроде тринистора VS1 будет открывающее его напряжение амплитудой 5 В в течение примерно 100 мкс.
Напряжение на стабилитроне VD2 с момента t=9,9 мс начинает уменьшаться, так же будет уменьшаться и порог срабатывания компаратора низкого уровня, поэтому конденсатор С1 будет разряжен до нуля. Следующие циклы зарядки-разрядки будут повторяться в каждом полупериоде.
Тринистор открывается, однако напряжения сети и тока через нагрузку, к этому моменту уже недостаточно, чтобы удержать его в открытом состоянии. И поэтому, мощность в нагрузку поступать практически не будет.
Если резистором R4 уменьшить порог срабатывания компаратора высокого уровня, к примеру до 4 В, то конденсатор С1 зарядится до этого уровня примерно за 5 мс, а затем напряжение на нем будет колебаться между значениями 4 В и 2 В с периодом равным:
Т = 0,7*(2*R1+R2)*C1 ≈ 2,5 мс.
Соответственно таймер сформирует в пределах полупериода напряжения сети пачку импульсов, длительность которых 10 мкс начиная с середины полупериода. Первый импульс из пачки открывает тринистор VS1, и в нагрузку поступает половина полупериода напряжения сети. А остальные импульсы пачки, на работу регулятора уже не будут оказывать никакого влияния. Если случится так, что тринистор не откроется первым импульсом пачки, то его откроет второй или последующие.
Тринистор закроется в конце полупериода, в тот момент, когда напряжение на нем упадет до нуля. Формирование импульсов, будет продолжаться до тех пор, пока не начнут уменьшаться напряжение питания таймера и порог срабатывания компаратора низкого уровня и пока конденсатор C1 не разрядится до нуля.
Максимальная мощность будет поступать к нагрузке при пороговом напряжении около 0,4 В (при меньшем таймер начинает работать неустойчиво), конденсатор С1 зарядится до этого значения за время около 0,3 мс, за которое напряжение сети достигнет примерно 29 В.
Транзистор VT1 можно использовать любой из серий КТ361, КТ3107, а диод VD1 — из серий КД503, КД521. Переменный резистор R4 — СП3-9а (или СП4-1а) с функциональной зависимостью Б для обеспечения плавности регулирования при малых значениях мощности в нагрузке.
скачать архив
kiloom.ru
КР1006ВИ1 — Меандр — занимательная электроника
В статье описывается простое устройство для плавного регулирования оборотов электродвигателя, например, бытового вентилятора. Данная конструкция позволяет регулировать обороты асинхронного вентилятора, рассчитанного на переменное напряжение сети 230 В, в пределах 50…95% от номинала и представляет собой ШИМ регулятор. От длительности импульса открытия транзистора VT1 зависит напряжение на вентиляторе, а от этого, в свою очередь, зависит частота …
Читать далее
Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/36671
Сотовая связь достаточно прочно вошла в нашу жизнь. Многие из нас давно уже не представляют себя без связи, без телефона в кармане. Кому-то связь необходима для общения с родными и близкими, для кого-то это работа, бизнес. Хорошо, когда есть возможность вовремя зарядить телефон от сетевого блока питания или от бортовой сети автомобиля. А что делать, …
Читать далее
Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/36335
В том случае, если электронные устройства питаются от гальванических источников тока, например батарей, то всегда крайне желательно иметь информацию о степени их заряженности. Это позволит оперативно судить о возможности их дальнейшего использования. Даже простейший индикатор напряжения батареи под нагрузкой может оказать неоценимую услугу. В последние годы широко используются схемы контроля напряжения химических источников питания, где …
Читать далее
Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35293
- Опубликовано в Разное
-
27.12.2016
-
27.12.2016
В журнале «Радио» была опубликована статья автора (Юдин П. «Сувенир «Новогодняя ёлка». — Радио, 2011, № 10, с. 51—53), в которой было приведено описание новогоднего сувенира в виде ёлочки на основе бескорпусной микросхемы, смонтированной на печатной плате с маркировкой SY38, которая применялась в трёхцветной шариковой авторучке. В предлагаемой вниманию читателей статье приводится описание доработки этого …
Читать далее
Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/34613
- Опубликовано в Разное
-
15.06.2016
-
15.06.2016
Для лечения различных болезней можно использовать устройства, позволяющие использовать магнитные, световые, звуковые и электрические поля. Эти поля позволяют проводить обезболивание, избавляться от головных болей, лечить неврозы, ревматические и другие болезни. Известно, что собственные частоты колебаний органов человека находятся в пределах 0,5…100 Гц. Ниже в таблице представлены собственные (резонансные) частоты колебаний органов человека. Органы человека Резонансная …
Читать далее
Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/33449
meandr.org
Стабильный генератор инфранизкой частоты на микросхеме КР1006ВИ1
Что-то не так?
Пожалуйста, отключите Adblock.
Портал QRZ.RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Спасибо.
Как добавить наш сайт в исключения AdBlockДля радиолюбителей – конструкторов окажется полезной схема рис. 2.1. На микросхеме КР1006ВИ1 реализован генератор прямоугольных импульсов (меандр), который на выходе (выв. 3 D1) выдает стабильную частоту импульсов 1 Гц. При изменении напряжения питания схемы от 6 до 15 В (окно работоспособности КР1006ВИ1) частота выходных импульсов будет изменяться пропорционально напряжению питания.
Изменением значения элементов времязадающей цепи R1C1 можно добиться выходной частоты 1 Гц и при повышенном (относительно рекомендуемого на рис. 2.1) напряжении питания. Резистор R1 обеспечивает обратную связь выхода таймера со входом запуска, превращая схему в стабильный мультивибратор. Для термостабилизации частоты желательно в качестве конденсатора С1 применять емкость с малым током утечки, например, марки К50-20 или TESLA. Переключатель S1 показан на схеме символично. Он позволяет наглядно пояснить возможность управления мультивибратором, воздействуя на вход сброса (выв. 4 D1). Если схема используется в качестве неуправляемого генератора, то выв. 4 D1 соединяют с положительным полюсом источника питания. Тогда схема начинает работать сразу после подачи питания. Если необходимо предусмотреть управление работой схемы, то выв. 4 оставляют свободным (находится в высокоимпедансном состоянии) и генератор выдает импульсы, если же на выв. 4 (вход сброса) подать низкий логический уровень, то на выходе генератора импульсов нет (на выв. 3 окажется низкий логический уровень).
Рис. 2.1
Отличительная особенность схемы (например, от аналогичных генераторов на МОП-микросхемах 561 серии) – линейная зависимость частоты от напряжения питания и возможность адаптировать мощный выход КР1006ВИ1 к многовходовым микросхемам ТТЛ, ЭСЛ или КМОП-уровней.
Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов – Радиолюбителям схемы, Москва 2008
www.qrz.ru
Устройство таймера КР1006ВИ1 (NE555)
радиоликбез
Таймер (от англ. time — время)КР1006ВИ1 представляет особую разновидность универсальных микросхем, совмещающих в одном кристалле аналоговые и цифровые функции. Основное назначение таймеров — формирование импульсов различной длительности и периодичности. На их базе очень легко организовать одновибраторы, мультивибраторы, реле времени, формирователи, различные преобразователи и многие другие узлы аппаратуры. Отдельные типы таймеров различаются точностью, временным диапазоном, режимом питания, конструктивным оформлением и т. п. Таймеры широко используют в импульсных устройствах.
Отечественной промышленностью налажен выпуск таймера КР1006ВИ1 — аналога зарубежного типа 555. (Перед цифровым обозначением зарубежных микросхем обычно ставят буквы, характеризующие либо производителя, либо конструктивное исполнение, например NE555, SE555.) Кроме этого типа существуют и другие таймеры, в том числе — комбинированные (несколько приборов в одном корпусе), прецизионные, микромощные, программируемые. Программируемые таймеры, в частности, имеют на выходе цифровой счетчик-делитель, позволяющий «растянуть» цикл работы до нескольких суток.
Таймер КР1006ВИ1 выполнен на биполярных транзисторах. Его функциональная схема изображена на рис. 2.36. Он состоит из пяти основных узлов: двух компараторов напряжения DA1 и DA2, асинхронного RS-триггера DD1, транзисторного ключа VT1 с открытым коллектором и двухтактного выходного усилителя на транзисторах VT2 и VT3. Делитель напряжения Rl—R3 обеспечивает образцовое напряжение на входах компараторов. Сопротивления резисторов Rl—R3 выполняют с большой точностью, благодаря чему значения опорного напряжения у разных экземпляров таймеров одинаковы и равны соответственно 1/зUп и 2/зUп.
Компараторы в таймере служат для сравнения входного напряжения с образцовым. В зависимости от знака разности этих значений на выходе компаратора устанавливается либо высокое, либо низкое напряжение. До тех пор, пока напряжение на инверсном входе компараторов больше, чем на прямом, на их выходе будет низкий уровень напряжения, не вызывающий срабатывания триггера DD1. Когда напряжение на прямом входе компаратора окажется больше, чем на инверсном, триггер срабатывает по соответствующему входу. Входы компараторов практически не нагружают предшествующие узлы, так как потребляют ток менее 0,5 мкА.
Делитель напряжения выполнен так, чтобы иметь возможность изменять образцовое напряжение, например, подключением внешних резисторов параллельно резисторам R1 или R2, R3 таймера.
Отметим важную особенность таймера — при работе во временном режиме напряжение питания не влияет на длительность формируемых импульсов. Объясняется это тем, что с изменением питающего напряжения пропорционально меняется образцовое напряжение, а значит, и порог срабатывания компараторов.
Внешний вход R триггера («Прерывание») дает доступ к триггеру, минуя компараторы, и позволяет прерывать работу таймера независимо от напряжения на входах 2 и 6. Чтобы вызвать переключение триггера, напряжение на выводе 4 должно стать Uвх≤0,4 В. Когда это напряжение более или равно 1 В, вход R на работу триггера не влияет.
Выходной усилитель — двутактный, благодаря чему нагрузка, подключаемая к выходу 1, вторым выводом может быть присоединена как к общему проводу, так и к плюсовому проводу питания. Допустимый выходной ток (при обоих состояниях выхода) I вых mах = 100 мА. Выходное сопротивление Rвых≈10 Ом.
Транзистор VT1 с открытым коллектором работает синхронно с транзистором VT2. Выход 2 используют для подключения внешних цепей обратной связи, а также как дополнительный выход. Максимальный коллекторный ток транзистора VT1 — 100 мА.
Временные характеристики устройств, создаваемых на основе таймера, задаются параметрами внешней RC-цепи, конденсатор которой подключают к выводу 7 и к общему проводу, а резистор — выводам 8 и 7. При закрытом транзисторе VT1 происходит зарядка конденсатора, после открывания транзистора VT1 конденсатор разряжается.
Напряжение питания таймера КР1006ВИ1 Uп = 5…15 В. Таймер допускает сопряжение с микросхемами ТТЛ и КМОП, а также с мощными транзисторами, реле, светодиодами и т. д. В отсутствие нагрузки таймер потребляет ток =3,5 мА при Uп = 5 В и 10 мА при 15 В.
Как отмечалось, таймеры являются универсальными приборами. На основе таймеров может быть реализовано множество устройств, как связанных с временными процессами (одновибраторы, генераторы импульсов, реле времени и т. п.), так и мгновенного действия,— исполнительные устройства, триггеры и др.
Далее: Одновибратор на таймере КР1006ВИ1 (NE 555)
radiopolyus.ru
Автомобильный блок питания ноутбука на таймере КР1006ВИ1
Автомобильный блок питания ноутбука на таймере КР1006ВИ1
Для питания ноутбука от бортовой сети автомобиля требуется повышающий преобразователь с выходным напряжением около 19 В. В качестве примера построения подобных пре-образователей можно указать конструкцию [1], выполненную на базе специализированной микросхемы КР1156ЕУ5. Хотя в настоящее время существует большое разнообразие микро-схем для построения импульсных источников питания, предложенная конструкция, схема которой изображена на рисунке, выполнена на таймере КР1006ВИ1. При этом схема отличается простотой и обладает неплохими параметрами: так, КПД преобразователя составляет около 88 %. Используемый в устройстве тип модуляции является разновидностью частотно-импульсной модуляции и характеризуется тем, что ширина импульсов является переменной, а длительность паузы между ними – постоянной. Максимальный ток нагрузки преобразователя составляет 4,74 А. В схеме реализована защита от пониженного входного напряжения: в случае его снижения ниже 9 В выходное напряжение преобразователя тоже начинает снижаться, предотвращая насыщение дросселя и выход из строя силового ключа. Также имеется защита выхода от значительного перенапряжения: в случае нарушения обратной связи выходное напряжение преобразователя ограничивается величиной порядка 25 В.
Микросхема DA1 включена по схеме генератора прямоугольных импульсов, ширина которых зависит от напряжения на выводе 5 – модулирующего напряжения. Номиналы времязадающих элементов R2 и C1 выбраны таким образом, что пауза между импульсами имеет продолжительность около 9,1 мкс, а длительность импульсов варьируется ориентировочно от 2,8 мкс (при Uвх = 15 В) до 9 мкс (при Uвх = 10 В). Таким образом, частота преобразования может находиться в пределах 55…84 кГц. Напряжение на выводе 5 составляет 4,1…6 В в зависимости от входного напряжения. Этот диапазон определяется сопротивлением резистора R1. В случае малой нагрузки модулирующее напряжение может быть ниже указанных значений. Импульсы, формируемые на выходе микросхемы, управляют силовым ключом VT2, который коммутирует дроссель L1. Дроссель через диод VD2 передаёт заряд накопительному конденсатору C5. На этом конденсаторе формируется выходное напряжение около 19 В.
Стабилизирующая обратная связь выполнена на транзисторе VT1 и стабилитроне VD1. Разность выходного напряжения преобразователя и напряжения стабилизации стабилитрона VD1 сравнивается с напряжением эмиттерного перехода транзистора VT1. Полученная в ре-зультате сравнения ошибка усиливается транзистором и определяет модулирующее напряже-ние. Посредством конденсатора C3 реализован фильтр НЧ, который уменьшает влияние пуль-саций выходного напряжения на модулирующее напряжение. Резистор R4 ограничивает базовый ток транзистора VT1. Резистор R5 задаёт ток стабилизации стабилитрона около 2 мА. Предположим, выходное напряжение преобразователя стало выше номинального значения. Тогда ток базы транзистора увеличивается, и напряжение на выводе 5 микросхемы снижается. В результате, скважность импульсов повышается, что приводит к снижению выходного напряжения преобразователя. При снижении выходного напряжения ниже номинального значения процессы идут в обратном направлении.
Вывод 4 микросхемы соединён с выводом 5 для того, чтобы генератор при необходимо-сти мог отключаться и пропускать импульсы. Такая необходимость бывает при работе преоб-разователя с малой нагрузкой или без нагрузки. Дело в том, что из-за наличия пульсаций тока через дроссель за время, пока силовой ключ VT2 открыт, дроссель успевает запасти количе-ство энергии, которое затем может оказаться невостребованным нагрузкой, что приводит к росту выходного напряжения. Обратная связь стремится скомпенсировать повышение напря-жения, убрав избыток тока за счёт уменьшения напряжения на выводе 5 и повышения скваж-ности импульсов. Но этого может оказаться недостаточно, поскольку минимальная длитель-ность импульсов ограничена, и тогда произошёл бы дальнейший рост выходного напряжения, приводящий к перегрузке цепи обратной связи. Поэтому, если модулирующее напряжение снизилось примерно до 0,7 В, на вывод 4 микросхемы поступает сигнал сброса и приостанавливает работу генератора. Поскольку при малой нагрузке генератор работает в режиме «стоп-старт», возможно появление акустических шумов, однако это не препятствует нормальному функционированию преобразователя.
Конденсатор C2 фильтрует помехи во входной цепи питания. Дополнительный филь-трующий конденсатор C4 следует установить в непосредственной близости к микросхеме DA1. Конденсатор C6 подавляет всплески выходного напряжения, которые образуются на внутренней индуктивности конденсатора C5 в моменты закрывания ключа VT2. Конденсато-ры C4 и C6 должны быть керамическими.
Силовой транзистор КП727Б можно заменить на КП723 c буквами А–В, КП746 c буква-ми А–В, любые транзисторы из серии КП812, а также IRFZ34N, BUZ11 или аналогичные приборы, рассчитанные на постоянный ток не менее 15 А и имеющие, по возможности, малое сопротивление открытого канала. Диод с барьером Шоттки КД272А заменяется на 2Д2998 с буквами Б, В, КД2998 с буквами В–Д, MBR1635, MBR1645, любые приборы из серий 2Д252, КД272, КД273, 2Д2992–2Д2997, 2Д2999, параллельно соединённые сдвоенные диоды из серий КД270, КД271, КД238, а также другие диоды Шоттки, рассчитанные на прямой ток не менее 15 А и обратное напряжение не менее 25 В. Диод VD2 и транзистор VT2 необходимо снабдить теплоотводами площадью по 50 см2 каждый. В качестве стабилитрона VD1 можно использовать КС218Ж, КС518А, КС508Г, КС509Б, 1N4746 или другие стабилитроны с напряжением стабилизации 18 В. Для более точной настройки выходного напряжения может потребоваться подбор стабилитрона. Микросхема DA1, кроме указанной на схеме, может быть КР1087ВИ2, а также любым из зарубежных аналогов (NE555N и т. п.). Транзистор VT1 – КТ201Г, КТ306Г, КТ312В, КТ316Д, КТ342А, КТ342ГМ, КТ358В, КТ375Б, КТ3102А, КТ315 с буквами Б, Г, Е, Ж; КТ340 с буквами А, Б; КТ503 с буквами Б, Г; BC547A. Можно использовать и другие транзисторы, у которых типовое значение коэффициента передачи тока базы составляет около 100 при токе коллектора 1 мА. Дроссель L1 наматывается проводом ПЭВ-2 диаметром 1,25 мм на двух сложенных вместе кольцевых магнитопроводах КП27×15×6 из пермаллоя МП140. Подойдёт и более тонкий провод, соединённый в несколько жил с общей площадью сечения около 1 мм2. Намотка содержит 16 витков. Можно также применить жёлто-белый кольцевой магнитопровод T106-26 размерами 27×14×12 мм от многообмоточного дросселя в блоке питания компьютера, в этом случае оставляется имеющаяся на дросселе обмотка в 24 витка провода диаметром 1 мм, остальные обмотки удаляются. При самостоятельной намотке она выполняется в один полный слой провода диаметром 1…1,25 мм. Подойдут и другие дроссели с индуктивностью не менее 18 мкГн, рассчитанные на утроенный максимальный ток нагрузки. С другой стороны, индуктивность дросселя не должна быть слишком большой: при его индуктивности порядка 100 мкГн и более обратная связь стабилизатора может потерять устойчивость, и на коллекторе транзистора VT1 будут незатухающие колебания.
Используемые в устройстве конденсаторы C2, C5 должны иметь допустимый ток пуль-саций соответственно около 2 А и 3 А или более. Также они должны иметь, по возможности, малое внутреннее сопротивление, т. е. относиться к категории низкоимпедансных конденса-торов («Low ESR»). Это позволяет снизить пульсации выходного напряжения и повысить надёжность устройства. Подойдут, например, конденсаторы Jamicon серий WL, TL, TZ; CapXon серий GF, LZ; Nichicon серий HV, HD. При необходимости каждый из указанных конденсаторов можно заменить несколькими параллельно соединёнными одинаковыми кон-денсаторами. При этом можно ориентировочно полагать, что допустимый ток пульсаций рас-тёт пропорционально числу соединённых конденсаторов.
Для подключения устройства к бортовой сети автомобиля применяется вилка «прикури-вателя» с внутренним предохранителем FU1. Провода, соединяющие вилку и вход преобразо-вателя – гибкие, медные, многожильные в ПХВ изоляции, сечением не менее 2,5 мм2. Следует иметь в виду, что входной ток устройства может достигать 10 А. Он не должен течь через пружину внутри вилки «прикуривателя». Для этого пружина дублируется проводом.
Литература
[1] Муралев С. Преобразователь напряжения для питания ноутбука от автомобильного аккумулятора. – Радио, 2008, № 12, с. 29–31.
www.radiokot.ru
