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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Alimentatore portatile da auto con timer KR1006VI1. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Automobile. Dispositivi elettronici Per alimentare un laptop è necessaria una tensione di circa 19 V. Per ottenerla dalla rete di bordo del veicolo è necessario un convertitore di tensione step-up. Un esempio della progettazione di un tale dispositivo sul microcircuito KR1156EU5 e la procedura per il suo calcolo sono descritti nell'articolo di S. Muralev "Convertitore di tensione per alimentare un laptop da una batteria per auto" (Radio, 2008, n. 12, pp 29-31). Il dispositivo proposto si basa sul chip timer KR1006VI1. Si differenzia dal prototipo per un intervallo di tensione di ingresso più ampio e una corrente di uscita massima elevata. Principali caratteristiche tecniche
Lo schema del dispositivo è mostrato in Fig. 1. Il chip DA1 contiene un generatore di impulsi rettangolari, la cui durata dipende dalla tensione di controllo sul pin 5. La durata della pausa tra gli impulsi è costante. I valori degli elementi di temporizzazione R1, R2, C1 sono scelti in modo tale che la pausa tra gli impulsi duri circa 9,1 μs e la durata degli impulsi vari approssimativamente da 2,8 a 9 μs quando la tensione di ingresso diminuisce da 15 a 10 V. In questo caso, la tensione sul pin 5 del microcircuito varia nell'intervallo 4,1...6 V. Questo intervallo è determinato dalla resistenza del resistore R1. Gli impulsi generati all'uscita del microcircuito (pin 3) controllano il potente transistor ad effetto di campo chiave VT1. Quando il transistor VT1 è aperto, una corrente crescente scorre attraverso l'induttore, a seguito della quale accumula energia del campo magnetico. Quando il transistor VT1 è chiuso, la corrente dell'induttore scorre attraverso il diodo VD1 e carica il condensatore di accumulo C4. Quindi l'energia accumulata nell'induttore viene trasferita al condensatore C4, sul quale si forma la tensione di uscita. Il condensatore C2 sopprime il rumore impulsivo a bassa frequenza nel circuito di alimentazione in ingresso, il condensatore C3 sopprime il rumore ad alta frequenza. Questi condensatori impediscono la penetrazione del rumore impulsivo generato dal convertitore nella rete di bordo del veicolo. Il condensatore C5 sopprime i picchi di tensione in uscita che si formano sull'induttanza in serie interna del condensatore C4. Il circuito di retroazione stabilizzante è costituito dal transistor VT2 e dal diodo zener VD2. La differenza tra la tensione di uscita del convertitore e la tensione di stabilizzazione del diodo zener VD2 viene confrontata con la tensione di apertura della giunzione dell'emettitore del transistor VT2. Il segnale di disadattamento è amplificato dal transistor VT2 e determina la tensione di controllo sul suo collettore collegato al pin 5 del chip DA1. Il condensatore C6 riduce l'effetto dell'ondulazione della tensione di uscita sulla tensione di controllo. Il resistore R4 limita la corrente di base del transistor VT2 a un livello sicuro. Il resistore R5 imposta la corrente attraverso il diodo zener VD2 su circa 2 mA. Quando la tensione di uscita supera il valore nominale, aumenta anche la corrente di base del transistor VT2 e la tensione sul pin 5 del chip DA1 diminuisce. Di conseguenza, il ciclo di lavoro degli impulsi aumenta, il che porta ad una diminuzione della tensione di uscita del convertitore. Di conseguenza, quando la tensione di uscita scende al di sotto del valore nominale, diminuisce anche la corrente di base del transistor VT2 e aumenta la tensione sul pin 5 del chip DA1. Di conseguenza, il ciclo di lavoro degli impulsi diminuisce, il che porta ad un aumento nella tensione di uscita Il pin 5 del microcircuito è collegato al pin 4, attraverso il quale è possibile spegnere il generatore. Questa necessità si verifica quando il convertitore funziona con una corrente a basso carico o in modalità inattiva. In questo caso, a causa della presenza di ondulazioni di corrente attraverso l'induttore, durante il tempo in cui il transistor VT1 è aperto, l'induttore riesce a immagazzinare più energia di quella necessaria al carico, il che porta ad un aumento della tensione di uscita. Il feedback cerca di compensare l'aumento di tensione aumentando il ciclo di lavoro degli impulsi riducendo la tensione di controllo sul pin 5 a circa 0,7 V. Tuttavia, ciò non è sufficiente poiché la durata minima dell'impulso è limitata e se il pin 4 fosse non collegato al pin 5, l'uscita aumenterebbe la tensione non compensata dal circuito di feedback. Una diminuzione della tensione sul pin 4 a circa 0,7 V viene elaborata dal microcircuito come segnale di reset, sospendendo il funzionamento del generatore. Pertanto, il collegamento del pin 4 al pin 5 garantisce un funzionamento stabile del circuito di feedback anche in modalità inattiva.
L'aspetto della scheda del dispositivo assemblato è mostrato in Fig. 2. Il transistor VT1 e il diodo VD1 sono installati su dissipatori di calore con un'area di 50 cm2. Il transistor KP727B (VT1) può essere sostituito con KP723A-KP723V, KP746A-KP746V, KP812 con qualsiasi indice di lettera, nonché su IRFZ34N, BUZ11 o altri dispositivi simili progettati per una corrente continua di almeno 15 A con la resistenza a canale aperto più bassa possibile. Il transistor KT201GM (VT2) può essere sostituito con KT306G, KT312V, KT342A, KT342GM, KT358V, KT375B, KT3102A, KT315B KT315G, KT315E, KT315ZH KT340A, KT340B, KT503B, KT503G, BC547A o altri transistor npn con un coefficiente di trasferimento della corrente di base pari a at almeno 100 con corrente di collettore 1 mA. Il diodo Schottky KD272A può essere sostituito da 2D2998B 2D2998V KD2998V- KD2998D, MBR1635, MBR1645 e qualsiasi serie 2D252, KD272, KD273, 2D2992-2D2997, 2D2999, nonché altri diodi Schottky progettati per una corrente diretta di almeno 15 A e una tensione inversa di almeno 25 V. Il diodo zener 2S218Zh (VD2) può essere sostituito con KS218Zh, KS518A, KS508G, KS509B, 1 N4746 o un altro con una tensione di stabilizzazione di 18 V. Per una regolazione più precisa della tensione di uscita, potrebbe essere necessaria la selezione di un diodo zener. Il microfono del timer КР1006ВИ1 (DA1) può essere impostato su КР1441ВИ1, КР1087ВИ2 NE555N Trasduttore L1 di controllo della velocità одом ПЭВ-2 diametro 1,25 mm su due letti singoli, contenitore per contenitori KП27х15x6 in permallo МM 140 1. Puoi fare un bel po' di tentativi, soprattutto nel mondo degli affari area della sezione trasversale di circa 2 mm16. L'avvolgimento contiene 106 spire. È anche possibile utilizzare un nucleo magnetico ad anello giallo-bianco T26-24 della Epcos da un induttore multi-avvolgimento nell'alimentatore del computer, in questo caso lasciare l'avvolgimento presente sull'induttore (1 spire di filo con diametro di 2 mm ), gli avvolgimenti rimanenti vengono rimossi. Quando viene avvolto in modo indipendente, viene realizzato in uno strato completo di filo PEV-1 con un diametro di 1,25...18 mm. Sono adatte anche altre induttanze con un'induttanza di almeno 100 μH, progettate per il triplo della corrente di carico massima. L'induttanza dell'induttore non deve essere troppo elevata: se aumenta oltre i XNUMX μH, lo stabilizzatore potrebbe perdere stabilità. I condensatori ossidanti C2 e C4 devono essere progettati per una corrente di ripple ammissibile di almeno 3 A e avere una resistenza in serie equivalente (ESR) quanto più bassa possibile, ovvero appartengono alla categoria "Low ESR". Ciò consente di ridurre l'ondulazione della tensione di uscita e aumentare l'affidabilità del dispositivo. Ad esempio, sono adatti i condensatori della serie Jamicon WL. Se necessario, ciascun condensatore C2 o C4 può essere sostituito con più condensatori identici collegati in parallelo. In questo caso, possiamo approssimativamente supporre che la corrente di ripple consentita aumenti in proporzione al numero di condensatori collegati.Il condensatore C3 è installato in prossimità del microcircuito DA1. I condensatori C3 e C5 devono essere ceramici. I collegamenti in ingresso alla rete di bordo e in uscita al laptop vengono realizzati come nel prototipo. Cavi di collegamento: flessibili, in rame, multipolari con isolamento in PVC con una sezione trasversale di almeno 2,5 mm2. Per il collegamento alla rete di bordo del veicolo viene utilizzata una presa accendisigari con fusibile interno FU1.Si tenga presente che la corrente in ingresso del dispositivo può raggiungere i 10 A. Non deve scorrere attraverso la molla all'interno della presa accendisigari . Per fare ciò, la molla viene duplicata con un filo con una sezione trasversale di almeno 1 mm2. Il convertitore si collega al laptop tramite l'apposita spina. Ad esempio, i laptop Acer utilizzano solitamente una spina cilindrica con dimensioni di 5,5x1,7x10,7 mm (diametri esterni, interni e lunghezza); per laptop Asus: 5,5x2,5x10,7 mm. Il contatto centrale della spina è collegato all'uscita +19 V. Autore: K. Gavrilov
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