Čo určuje silu gaussovej pištole? Elektromagnetická Gaussova pištoľ na mikrokontroléri
- 20.09.2014
Všeobecné informácie o elektrickom vedení Elektrické vedenie je súbor vodičov a káblov s príslušnými upevňovacími prvkami, nosnými a ochrannými konštrukciami. Skryté elektrické vedenie má v porovnaní s otvoreným vedením množstvo výhod: je bezpečnejšie a trvácnejšie, chránené pred mechanickým poškodením, hygienické a nezaťažuje steny a stropy. Ale je to drahšie a v prípade potreby náročnejšie na výmenu. ...
- 27.09.2014
Na základe K174UN7 môžete zostaviť jednoduchý generátor s 3 podrozsahmi: 20...200, 200...2000 a 2000...20000Hz. PIC určuje frekvenciu generovaných kmitov, je postavený na prvkoch R1-R4 a C1-C6. Obvod negatívnej spätnej väzby, ktorý znižuje nelineárne skreslenia signálu a stabilizuje jeho amplitúdu, je tvorený odporom R6 a žiarovkou H1. S uvedenými menovitými hodnotami obvodu...
- 23.09.2014
Účel: na základe navrhovanej schémy si môžete zostaviť zariadenie, ktoré bude počítať okoloidúcich, rozsvietiť svetlo pri prechode dverami, bezpečnostný alarm a podobne. IR žiarič VD4 na AL147A (je inštalovaný v TV diaľkových ovládačoch typu 4-USTST) vysiela signál modulovaný 1000 Hz impulzmi. Generátor - zdroj impulzov je vyrobený na VT2 VT3. Frekvencia...
- 05.10.2014
Zdroj produkuje bipolárne napätie od 5 do 17V so zaťažovacím prúdom do 20A, pričom úroveň zvlnenia je 1V pri nastavenom napätí 17V a zaťažovacom prúde 20A. Napätie z transformátora sa privádza do polvlnových usmerňovačov na VD1-VD3 a C1-C3. Paralelné pripojenie 3 diód je potrebné na zníženie straty energie. Kondenzátory...
- 27.01.2017
KA78RXXC je rad stabilizátorov s výstupnými napätiami 3,3V, 5V, 9V, 12V a 15V a výstupným prúdom do 1A. Stabilizátory majú nízky úbytok napätia 0,5V a funkciu vypnutia. Technické vlastnosti: Výstupné napätie (min. / menovité / max.): KA78R33C - 3,22 / 3,3 / 3,38 V KA78R05C - 4,88 / ...
Bipolárne napájacie zdroje majú často konštantné výstupné napätie. Túžba skonštruovať regulovaný z neregulovaného bipolárneho zdroja pri nízkych nákladoch zvyčajne nevedie k ničomu dobrému, pretože to vedie k nerovnováhe výstupných napätí (v amplitúde) opačných polarít. Na implementáciu tejto možnosti je potrebné výrazne „zavážiť“ schému.
Existuje aj možnosť, keď sa k unipolárnemu napájaciemu zdroju pridá elektronická jednotka, ktorá generuje záporné napätie z kladného. Ale táto verzia bipolárneho zdroja má tiež nevyváženosť opačných napätí a neumožňuje použitie v zdrojoch s plynule meniteľným výstupným napätím.
Tento článok poskytuje ďalšiu pôvodnú verziu bipolárny výkon z unipolárneho mať právo na existenciu. Toto je predpona - postavená na operačnom zosilňovači LM358, ku konvenčnému unipolárnemu zdroju napájania, ktorý vám umožňuje získať plné bipolárne výstupné napätie.
Ako zdroj vstupného napätia môže pôsobiť akýkoľvek napájací zdroj s napätím 7...30 voltov a výstupné napätie bude 3...14,5 voltov.
Počas prevádzky tento delič neskresľuje výstupné parametre unipolárneho zdroja. Tento nástavec deliča vydrží zaťaženie až 10 ampérov bez skreslenia napätia v kladnom aj zápornom kanáli. Napríklad, ak je záťaž so spotrebou prúdu 9 ampérov pripojená do záporného obvodu bipolárneho zdroja energie a 0,2 ampéra do kladného obvodu, potom bude rozdiel medzi záporným a kladným napätím menší ako 0,01 voltu.
Treba poznamenať, že iba prítomnosť regulátora v unipolárnom napájacom zdroji môže zabezpečiť zmenu výstupu v bipolárnom, inak nebude možné nastavenie.
Popis pripojenia-deliča unipolárneho napätia na bipolárne
(DA1) meria potenciálny rozdiel medzi spoločným vodičom a stredom deliča napätia zostaveného na odporoch R1, R2, R3. Keď sa tento rozdiel zmení, operačný zosilňovač LM358 vedie k stabilizácii výstupného napätia, jeho zníženiu alebo zvýšeniu.
Keď je na obvod privedené vstupné napätie, kondenzátory C1 a C2 sa nabíjajú polovičným napájacím napätím. Pri vyváženom zaťažení budú tieto napätia výstupným napätím bipolárneho napájacieho zdroja.
Teraz analyzujme situáciu, keď je na výstup bipolárneho napájacieho zdroja pripojená nevyvážená záťaž, napríklad odpor záťaže v kladnom obvode je výrazne nižší ako odpor záťaže pripojenej k zápornému obvodu.
Keďže záťaž je pripojená paralelne ku kondenzátoru C1 (dióda VD1 a malý odpor záťaže), kondenzátor C2 sa bude nabíjať cez kondenzátor C1 aj cez vyššie uvedený obvod (dióda VD1 a malý odpor záťaže).
Z tohto dôvodu bude kondenzátor C2 nabitý vyšším napätím ako kondenzátor C1, čo povedie k tomu, že záporné napätie bude vyššie ako kladné. Na spoločnom vodiči sa napätie zvýši vzhľadom na stred deliča napätia R1, R2, R3, kde je napätie 50% vstupu.
To prispieva k vzniku záporného napätia na výstupe operačného zosilňovača LM358 vzhľadom na spoločný vodič. Výsledkom je, že tranzistory VT2 a VT4 sa otvárajú a podobne ako elektrický obvod „dióda VD1, malý odpor zaťaženia“ v kladnom elektrickom obvode obchádza kapacitu C2 v zápornom obvode, čo vedie k rovnováhe prúdov oboch obvodov ( pozitívne a negatívne)
Podobne tranzistory VT1, VT3 sa otvoria, ak dôjde k nerovnováhe zaťaženia smerom k zápornému napätiu.
V tomto článku budeme hovoriť o unipolárnom až bipolárnom deliči napätia a jeho charakteristikách. Budeme hovoriť aj o jeho nastavení a prevádzke.
S rozvojom a rozširovaním mikroelektronických technológií je čoraz naliehavejšia potreba mať vo svojom domácom laboratóriu kvalitný zdroj bipolárneho výstupného napätia. Ale akonáhle sa s tým stretnú rádioamatéri, ktorí začnú hľadať rôzne možnosti konštrukcie bipolárnych zdrojov napájania, niektorí z nich sú sklamaní.
Tieto meniče však nie sú univerzálne, taktiež nie sú schopné udržať rovnosť kladného a záporného napätia, preto ich nemožno použiť ako bipolárne zdroje s plynulou reguláciou.
Rádioamatéri tak stoja pred voľbou: buď jednoduchý „pevný“ bipolárny napäťový obvod, alebo kvalitný, ale zložitý bipolárny napájací obvod.
Ponúkam vám ďalšie a podľa mňa najkvalitnejšie riešenie problému - špeciálne nasadenie k vášmu existujúcemu unipolárnemu zdroju, ktoré „rozdeľuje“ unipolárne jednosmerné napätie na dve – kladné a záporné. Jediným obmedzením používania zariadenia je nemožnosť použiť ho so zdrojom, ktorého plus alebo mínus výkon je na rovnakej zemi ako záťaž. Napríklad z autobatérie. Je to spôsobené tým, že zariadenie „vytvára“ svoju vlastnú „hmotnosť“. Potreba pracovať v tomto režime je však taká zanedbateľná, že túto nevýhodu môžete ignorovať.
Charakteristika unipolárneho až bipolárneho deliča napätia:
Prezentovaný delič napätia je možné pripojiť k akejkoľvek unipolárnej napäťovej jednotke v rozsahu od 7 do 30 voltov. V tomto prípade bude bipolárne výstupné napätie od 3 do 14,5 voltov.
Počas prevádzky delič nezhoršuje parametre a charakteristiky vášho unipolárneho zdroja. Čo je veľmi dôležité.
Delič poskytuje bipolárne napájanie nevyváženej záťaži s prúdom až 10 ampérov každého napätia (kladného aj záporného). Inými slovami, ak je v kladnom obvode záťaž so spotrebou prúdu 10 ampérov a v zápornom obvode 0,1 ampéra, potom sa kladné a záporné napätie nebude líšiť o viac ako 0,01 voltu.
Bipolárne výstupné napätie sa nastavuje na samotnom unipolárnom napájacom zdroji. Ak teda váš zdroj nemá túto úpravu, tak výstupné napätie nebude regulované.
Prezentovaný unipolárny delič napätia bol testovaný s univerzálnym stabilizovaným zdrojom, ktorý som predtým vyvinul. Vykazoval vynikajúce vlastnosti. Keďže môj zdroj produkoval napätie až 26 voltov, výstupné napätia sa pohybovali od 3 do +- 12,3 voltov. Po pripojení ďalších závitov sekundárneho vinutia výkonového transformátora v obvode univerzálneho stabilizovaného zdroja na stabilizované výstupné napätie 32 voltov sa výstupné napätia deliča pohybovali od 3 do +- 15,2 voltov. Spoľahlivo funguje aj automatický systém ochrany proti preťaženiu.
;Zariadenie má adaptívny obvod na sledovanie a úpravu rovnosti výstupných napätí bez ohľadu na možné zmeny ich amplitúdy a zaťaženia.
Schematický diagram je znázornený na obrázku.
Činnosť unipolárneho deliča napätia
Operačný zosilňovač DA1 meria rozdiel napätia v strede deliča napätia R1 - R2, R3 s napätím na „puzdre“ a na ich rozdiel reaguje zvýšením alebo znížením výstupného napätia.
Keď je zariadenie napájané, kondenzátory C1 a C2 sa nabíjajú pozdĺž cesty „+“ napájacieho zdroja, kondenzátor C1, kondenzátor C2, „-“ napájacieho zdroja. Každý kondenzátor bude teda nabitý polovičným vstupným napätím. Tieto napätia budú na výstupe zariadenia. Ale to bude pozorované pri vyváženom zaťažení.
Zvážte prípad, keď je k zariadeniu pripojená nevyvážená záťaž - napríklad odpor záťaže v obvode kladného výstupného napätia je oveľa menší ako odpor záťaže pripojenej k okruhu záporného výstupného napätia. Pretože záťažový obvod je pripojený paralelne ku kondenzátoru C1 - dióda VD1 a nízky odpor zaťaženia, náboj kondenzátora C2 bude prechádzať nielen cez C1, ale aj cez obvod paralelný s ním - dióda VD1, nízky odpor zaťaženia. To spôsobí, že kondenzátor C2 bude nabitý vyšším napätím ako kondenzátor C1, čo následne spôsobí, že kladné výstupné napätie bude menšie ako záporné. Na tele zariadenia sa napätie zvýši v potenciáli vzhľadom na stred rezistorov R1 - R2, R3, kde sa potenciál rovná polovici vstupného napätia. To povedie k vzniku záporného napätia na výstupe operačného zosilňovača vzhľadom na telo zariadenia. A čím väčší je potenciálny rozdiel na vstupe operačného zosilňovača, tým väčšie je záporné napätie. V dôsledku záporného napätia na výstupe operačného zosilňovača sa tranzistory VT3 a VT4 otvoria a podobne ako obvod „diódy VD1, nízky odpor zaťaženia“ v kladnom obvode vytvoria bočný efekt na kondenzátor C2 v zápornom obvode. . To následne povedie k vyrovnaniu prúdov v kladných a záporných obvodoch a k vyrovnaniu výstupných napätí. Ak je zaťaženie zariadenia nevyvážené smerom k zápornému napätiu, tranzistory VT1 a VT2 sa otvoria.
Vďaka obvodu automatického riadenia „nulového“ potenciálu sa teda vyrovnáva do „priemerného stavu“ medzi plusom a mínusom napájania.
Podrobnosti.
Ako operačný zosilňovač je možné použiť mikroobvody K140UD6, K140UD7, K140UD601, K140UD701.
Rezistory R8 - R15 - na vyrovnávanie emitorových prúdov tranzistorov a obmedzenie ich prepätia v spínacích momentoch.
Diódy VD1 a VD2 sú navrhnuté tak, aby zabránili tranzistorom posúvať záťažové obvody zariadenia.
Tranzistory sú inštalované na chladičoch dostatočnej veľkosti. Veľkosť chladičov je určená len tým, ako nevyvážená bude záťaž. Čím viac nevyvážený, tým väčšia je plocha radiátora.
Nastavenie unipolárneho deliča napätia.
Správne zostavený obvod začne okamžite fungovať. Rezistor R3 je určený na nastavenie rovnakých výstupných bipolárnych napätí. Výhodnejšie je nastaviť ho na dvojlúčovom osciloskope tak, že bipolárne výstupy prístroja prepojíme so vstupmi osciloskopu a zapneme režim vzájomného odčítania signálov. Otáčaním štrbiny potenciometra sa nastavuje maximálne odčítanie signálu. Ak sa v dôsledku budenia a samogenerácie objavia „údery“ výstupného napätia, je potrebné znížiť hodnotu odporu R5 a zároveň zvýšiť negatívnu spätnú väzbu.
Mikroobvod K140UD7 je obmedzený v napájaní na 15 voltov v „ramene“, takže na získanie vysokých výstupných napätí je potrebné pripojiť napájanie k kolíkom 4 a 7 prostredníctvom „dodatočných“ zenerových diód, ale zároveň znížiť úroveň výstupné napätie sa tiež zvýši.
Tento mikroobvod poskytuje možnosť nastavenia nulového vyváženia pomocou externého rezistora. Pri zmene napájacieho napätia ho treba upraviť, preto ho v našom obvode nepoužívame.
Vzhľadom na neštandardný charakter riešenia je zariadenie určené na získanie bipolárneho napätia z unipolárneho napätia unikátne. Vďaka svojej jednoduchosti a spoľahlivosti obvodu je to najlepší spôsob, ako získať bipolárny výkon.
V ére prenosnej elektroniky je otázka napájania prenosných zariadení čoraz naliehavejšia. Obzvlášť náročné je bipolárne napájacie napätie potrebné napríklad v prenosnom slúchadlovom zosilňovači. Dnešný vývoj elektroniky nám umožňuje tento problém prekonať. Pozrime sa, ako vyrobiť bipolárne napájanie z unipolárneho na čipe TPS65133.
Možnosti bipolárneho napájania pre prenosné zariadenie
Samozrejme, pre bipolárne napájanie v prenosnom zariadení môžete použiť dve batérie. To však povedie k ďalším ťažkostiam s ich nabíjaním, ako aj k nerovnováhe ramien, keď batérie starnú.
Pokročilejšou možnosťou na vytvorenie bipolárneho napájania z unipolárneho je použitie alebo akékoľvek iné. Ale aj tu je problém. Keď sa batéria vybije, po kladnom napätí klesne aj záporné napätie. Tie. s nabitou batériou bude výkon ±4,2 a s vybitou batériou ±3 V alebo ešte menej.
A tu prichádzajú na pomoc konvertory SEPIC. Nebudeme sa vŕtať v teórii transformačného procesu - to je téma samostatného článku. Zatiaľ sa pozrime na unipolárny na bipolárny menič napätia na TPS65133.
Bipolárne napájanie z unipolárneho na čipe TPS65133
Hlavnou výhodou tohto meniča je, že výstupné napätie je ±5V bez ohľadu na vstupné napätie, ktoré môže byť od 2,9 do 5 voltov (možno dodať až 6 voltov). Tie. Mikroobvod je určený na priame použitie s 3,6 V batériami. Nikto ale nezakazuje napájanie z USB alebo zdroja.
Konverzná frekvencia je tu 1,7 MHz. Toto je skvelá voľba pre audio zariadenia. Prevádzka zároveň nevyžaduje použitie transformátorov, ktoré sú potrebné vo väčšine meničov SEPIC. Prevod vyžaduje iba indukčnosť, ktorá je vzhľadom na takú vysokú frekvenciu dosť malá.
Obvod unipolárneho na bipolárneho meniča napätia na TPS65133 je nasledujúci:
Odporúča sa inštalovať tantalové kondenzátory. Tiež by bolo dobré nainštalovať ďalšie 0,1 µF kondenzátory na odfiltrovanie RF rušenia.
Pokiaľ ide o taký parameter, ako je výstupný prúd, všetko je tu veľmi dobré. Výstupný prúd môže dosiahnuť 250 mA na rameno. Výrobca tvrdí, že pri výstupnom prúde 50 až 200 mA presahuje účinnosť meniča 90 %, čo je veľmi dobrý ukazovateľ pre použitie v prenosných zariadeniach.
Lietajte v masti
Napriek všetkým zjavným výhodám je najväčšou nevýhodou tohto mikroobvodu jeho puzdro. Mikroobvod sa vyrába len v balení určenom na povrchovú montáž o rozmere 3x3 mm. Rozmery kontaktov sú 0,6 x 0,2 mm a vzdialenosť medzi nimi je 0,25 mm.
Vyrobiť si doma tabuľu s takýmito kontaktmi nie je práve najjednoduchšia úloha. Život si môžete uľahčiť, ak si kúpite hotový modul s priletovaným čipom a kabelážou.
Vo všeobecnosti nie je TPS65133 jediný. V rovnakej sérii sú TPS65130 TPS65131, TPS65132, TPS65135….. Buď sú však ich charakteristiky menej zaujímavé, alebo je prípad ešte horší.
Bol by som veľmi vďačný každému, kto môže navrhnúť mikroobvody s podobnými vlastnosťami. Čakám vás v komentároch
Materiál bol pripravený výhradne pre danú lokalitu