Електронна схема монтажу схема імпульсного живлення 12 В
Схема імпульсного живлення 12 В/3,3 В
Автоколивальні імпульсні джерела живлення є простими у використанні та дуже економічними. Дійсно, ці джерела живлення не мають генератора та спеціального регулятора/контролера, такого як UC3843, L6562A, TL494 або SG3525.
Принцип автоколивального гістерезисного живлення
Якщо у вас вдома є електронагрівач з терморегулятором, зрозуміти принцип дуже просто. Якщо у вас його немає, бо ви нагріваєтеся інакше, також дуже легко зрозуміти принцип. Уявімо, що нам потрібна температура 20 ° C. Наприклад, на термостаті існує гістерезис 1 ° C.
Температура приміщення, спочатку холодна, вимірюється термостатом. Потім нагрівання вмикається і залишається включеним до досягнення 20,5 ° C. Він відсікається, і температура в приміщенні поступово знижується, залежно від його теплової інерції та витоків (відкриті вікна тощо). Коли температура досягає 19,5 ° C, нагрів знову запускається, поки знову не досягне 20,5 ° C. Потім воно перетинається тощо. Поперемінне нагрівання-вимкнення робить його переривчастою, частота якої залежить від зовнішніх елементів.
Схема імпульсного джерела живлення Buck 3.3V Op Amp
Ось довгоочікувана схема:
Діаграма імпульсного живлення Бака
Принцип імпульсного живлення
- LMV331 стабілізований блок живлення
Регулятор Seiko S812C30AMC був обраний завдяки дуже низькому споживанню без навантаження (2uA) та малим розмірам (коробка SOT23). Він підтримує вхід 16 В: саме це обмежує вхідну напругу джерела живлення. С1 і С2 стабілізують роботу регулятора. Цей регулятор постачає апарат порівняння підсилювача LMV331, а також служить еталоном напруги (вхід LMV331 + підключений до мосту R1/R2). На вході + LMV331 є приблизно 1,65 В.
Коробка CMS SOT23
Будь-який інший регулятор можна вибрати, якщо він подає від 3 до 5 В.
- Гістерезисний компаратор
Операційний підсилювач працює тут як компаратор, а не в лінійному режимі, незважаючи на деякі оманливі видимості. Дійсно, щоб збільшити частоту перемикання до максимуму, гістерезис був зведений до нуля: жоден опір не повертається від колектора Q2 на + вхід LMV331.
Уявіть, що напруга живлення занадто низька. Потенціал входу - нижчий, ніж потенціал входу +. Вихід LMV331 знаходиться на високому рівні (відкритий колектор), Q1 тоді знаходиться в провідності і дозволяє проводити Q2. R5 прискорює блокування Q2. Його значення не повинно сильно відрізнятися від 3,3 кОм (від 2 до 5 кОм). Вихідна напруга буде зростати, поки потенціал - входу не перевищить потенціал + входу. Потім вихід LMV331 знижується, блокуючи Q1 і, отже, Q2. Операція хороша в усьому або ні в чому. С4 додає перехідний ефект, щоб внести більше змін напруги на вхід -: це збільшує частоту.
Насправді частота перемикання зумовлена лише затримками перемикання в операційному підсилювачі та транзисторах, а також значеннями вихідної індуктивності та конденсатора.
Q1 використовується лише для підтримки напруги живлення. Дійсно, якби LMV331 підтримував 16 В на заблокованому виході, ми могли б обійтися без Q1.
Вибір імпульсних компонентів джерела живлення
Тут було обрано дуже низький рівень споживання без навантаження (макс. 0,1 мА) та мінімальний обсяг (коробки SOT23). Саме індуктивність буде найбільшою складовою (типова 6x6x3 мм).
Індуктор повинен витримувати 150 мА без насичення (враховуйте втричі більше середнього вихідного струму).
Резистори та конденсатори мають надвисокі стандартні значення.
Імпульсні вимірювання джерела живлення
У порожньому споживанні приблизно 123uA. Для виходу 10 мА струм, споживаний на 12 В, становить 3,61 мА. Тоді врожайність досягає 76%.
Ефективність імпульсного живлення як функція навантаження (від 0 до 10 мА)
- Частота перемикання
Якщо вихідний струм джерела живлення низький, вихідна напруга повільно падає, а частота перемикання низька: цикли підзарядки вихідного конденсатора є більш рідкісними.
Імпульсна вихідна напруга джерела живлення (принцип)
Якщо вихідний струм вище, вихідна напруга падає швидше, і цикли зарядки частіші.
Імпульсна вихідна напруга джерела живлення (принцип)
Частота перемикання залежно від навантаження (від 0 до 10 мА)
- Вихідна напруга пік-пік пульсацій
Пульсація в залежності від навантаження (від 0 до 10 мА)
Збільшення максимальної вхідної напруги імпульсного джерела живлення
Для збільшення максимальної вхідної напруги джерела живлення можна додати баластний транзистор.
Бак-джерело живлення, що підтримує вхід до 45 В
Цього разу саме транзистори обмежують вхідну напругу через їх Vce max (45V). Урожайність трохи зменшиться з 2 причин:
- Відсутність навантаження через споживання моста (резистор + стабілітрон), який постачає основу баластного транзистора (наприклад, виберіть BC846B).
- При великому навантаженні комутаційні втрати також трохи знижують ефективність (приблизно від 60 до 70%).
Вибір індуктивності
Вихідну індуктивність можна зменшити до 0,1 мГн, якщо ефективність не є пріоритетом. Ефективність зросте від 76% до 60% приблизно для виходу 10 мА.
Переваги цього імпульсного джерела живлення 3,3 В
- дуже низька вартість (0,65 євро у промисловому виробництві проти 1,40 євро для еквівалентного регулятора в Linear Technology)
- наднизьке споживання без навантаження (0,1 мА)
- дуже правильний ККД (76% при 10 мА на виході, 12 В на вході)
- можливий розширений діапазон введення до 45В
- вихідний струм до 50мА.
Недолік цього імпульсного джерела живлення 3,3 В
- відсутність захисту від короткого замикання