الدائرة المصغرة عبارة عن محول نبض عالمي يمكن استخدامه لتنفيذ محولات تنحى وتصعيد وعكس بتيار داخلي أقصى يصل إلى 1.5 أمبير.
يوجد أدناه رسم تخطيطي لمحول تنحي بجهد خرج 5 فولت وتيار 500 مللي أمبير.
رسم تخطيطي لمحول MC34063A
مجموعة أجزاء
الرقاقة: MC34063Aالمكثفات الالكتروليتية: C2 = 1000mF / 10V ؛ C3 = 100mF / 25V
مكثفات الأغشية المعدنية: C1 = 431pF ؛ C4 = 0.1mF
المقاومات: R1 = 0.3 أوم ؛ R2 = 1 كيلو ؛ R3 = 3 كيلو
الصمام الثنائي: D1 = 1N5819
الاختناق: L1 = 220uH
C1 هي سعة مكثف ضبط التردد للمحول.
R1 هو المقاوم الذي سيوقف تشغيل الدائرة المصغرة عند تجاوز التيار.
C2 هو مكثف المرشح. كلما كان الحجم أكبر ، كلما كان التموج أقل ، يجب أن يكون من النوع LOW ESR.
R1 ، R2 - مقسم الجهد الذي يتم ضبطه انتاج التيار الكهربائي.
D1 - يجب أن يكون الصمام الثنائي فائق السرعة (فائق السرعة) أو صمام ثنائي شوتكي بجهد عكسي مسموح به لا يقل عن ضعف الناتج.
يبلغ جهد إمداد الدائرة الدقيقة 9-15 فولت ، ويجب ألا يتجاوز تيار الإدخال 1.5 أمبير
ثنائي الفينيل متعدد الكلور MC34063A
خياران ثنائي الفينيل متعدد الكلور
هنا يمكنك تنزيل آلة حاسبة عالمية
يوجد أدناه رسم تخطيطي لمحول دفعة DC-DC مبني وفقًا لطوبولوجيا التعزيز ، والتي عند تطبيق جهد 5 ... 13 فولت على المدخلات والمخرجات جهد مستقر 19 فولت. وبالتالي ، باستخدام هذا المحول ، يمكنك الحصول على 19 فولت من أي جهد قياسي: 5 فولت ، 9 فولت ، 12 فولت. تم تصميم المحول لتيار خرج بحد أقصى 0.5 أمبير ، وله حجم صغير ومريح للغاية.
للتحكم في المحول ، يتم استخدام دائرة كهربائية دقيقة على نطاق واسع.
يتم استخدام MOSFET ذو القنوات القوية كمفتاح طاقة ، باعتباره الحل الأكثر اقتصادا من حيث الكفاءة. تتمتع هذه الترانزستورات بأدنى حد من المقاومة على مستوى الدولة ، ونتيجة لذلك ، فإن الحد الأدنى من التسخين (الحد الأدنى من تبديد الطاقة).
نظرًا لأن الدوائر المصغرة لسلسلة 34063 ليست مناسبة لقيادة الترانزستورات ذات التأثير الميداني ، فمن الأفضل استخدامها جنبًا إلى جنب مع السائقين الخاصين (على سبيل المثال ، مع سائق الجانب العلوي نصف الجسر) - سيسمح لك ذلك بالحصول على جبهات أكثر انحدارًا عندما فتح وإغلاق مفتاح الطاقة. ومع ذلك ، في حالة عدم وجود دوائر كهربائية صغيرة للسائق ، يمكنك استخدام "بديل الرجل الفقير" بدلاً من ذلك: ترانزستور pnp ثنائي القطب مع الصمام الثنائي والمقاوم (في هذه الحالة ، يكون ذلك ممكنًا ، نظرًا لأن المصدر الميداني متصل بسلك مشترك) . عندما يتم تشغيل MOSFET ، يتم شحن البوابة من خلال الصمام الثنائي ، بينما يتم إغلاق الترانزستور ثنائي القطب ، وعندما يتم إيقاف تشغيل MOSFET ، يفتح الترانزستور ثنائي القطب ويتم تفريغ البوابة من خلاله.
مخطط:
تفاصيل:
L1 ، L2 عبارة عن محاثات 35 µH و 1 H ، على التوالي. يمكن لف الملف L1 بسلك سميك على حلقة به اللوحة الأم، فقط ابحث عن حلقة بقطر أكبر ، لأن المحاثات الأصلية لا يوجد سوى عدد قليل من الميكرو هنري وقد تضطر إلى لف في طبقتين. نأخذ ملف L2 (للمرشح) جاهزًا من اللوحة الأم.
C1 - مرشح الإدخال ، المنحل بالكهرباء 330 فائق التوهج / 25 فولت
C2 - مكثف توقيت ، سيراميك 100 pF
C3 - مرشح الإخراج ، المنحل بالكهرباء 220 فائق التوهج / 25 فولت
C4 ، R4 - snubber ، تصنيفات 2.7 nF ، 10 أوم ، على التوالي. في كثير من الحالات ، يمكنك الاستغناء عنها تمامًا. تعتمد تصنيفات عناصر snubber اعتمادًا كبيرًا على الأسلاك المحددة. يتم الحساب تجريبيًا ، بعد تصنيع اللوحة.
C5 - مرشح الطاقة Mikruha ، سيراميك 0.1 uF
http: //website/datasheets/pdf-data/2019328/PHILIPS/2PA733.html
| غالبًا ما يتم عرضها مع هذا المخطط: |
تتيح لك هذه الآلة الحاسبة حساب معلمات الدافع محول DC-DCعلى MC34063A. يمكن للآلة الحاسبة حساب محولات التصعيد والتنحي والانعكاس على شريحة mc33063 المتاحة على نطاق واسع (المعروفة أيضًا باسم mc34063). تعرض الشاشة بيانات مكثف ضبط التردد ، والتيار الأقصى ، ومحاثة الملف ، ومقاومة المقاومات. يتم اختيار المقاومات من أقرب القيم القياسية بحيث يتطابق جهد الخرج مع القيمة المطلوبة بشكل وثيق.
ipkهو تيار الذروة من خلال المحرِّض. يجب حساب المحاثة لهذا التيار.
Rsc- مقاوم يقوم بإيقاف تشغيل الدائرة المصغرة عند تجاوز التيار.
لمين- الحد الأدنى لمحاثة الملف. لا يمكنك أن تأخذ أقل من هذه القيمة.
شارك- مكثف مرشح. كلما كان الحجم أكبر ، كلما كان التموج أقل ، يجب أن يكون من النوع LOW ESR.
R1 ، R2- مقسم جهد يحدد جهد الخرج.
يجب أن يكون الصمام الثنائي فائق السرعة أو صمام ثنائي شوتكي مع معدل جهد عكسي لا يقل عن ضعف جهد الخرج.
جهد إمداد رقاقة 3 - 40 فولت، والحالية ipkلا ينبغي أن يتجاوز 1.5 أ
يوجد الآن العديد من مثبتات التيار LED للدوائر الدقيقة ، لكن جميعها ، كقاعدة عامة ، باهظة الثمن. ونظرًا لأن الحاجة إلى مثل هذه المثبتات فيما يتعلق بانتشار مصابيح LED عالية الطاقة كبيرة ، يتعين علينا البحث عن خيارات لها ، ومثبتات ، وأخرى أرخص.
نقدم هنا نسخة أخرى من المثبت على شريحة شائعة ورخيصة لمثبت المفتاح MS34063. يختلف الإصدار المقترح عن دوائر التثبيت المعروفة بالفعل على هذه الدائرة الدقيقة من خلال تضمين غير قياسي إلى حد ما ، مما جعل من الممكن زيادة تردد التشغيل وضمان الاستقرار حتى عند القيم المنخفضة لمحاثة المحرِّض وسعة مكثف الإخراج.
ميزات الدائرة المصغرة - PWM أو PWM؟
تكمن خصوصية الدائرة المصغرة في أنها PWM وترحيل! علاوة على ذلك ، يمكنك اختيار ما سيكون عليه.
الوثيقة AN920-D ، التي تصف هذه الدائرة الدقيقة بمزيد من التفصيل ، تقول شيئًا من هذا القبيل (انظر الرسم التخطيطي الوظيفي للدائرة الدقيقة في الشكل 2).
أثناء شحن مكثف ضبط الوقت ، يتم تعيين وحدة منطقية عند إدخال واحد من عنصر المنطق AND الذي يتحكم في المشغل. إذا كان جهد خرج المثبت أقل من الجهد الاسمي (عند الإدخال بجهد عتبة 1.25 فولت) ، يتم تعيين الوحدة المنطقية أيضًا عند الإدخال الثاني لنفس العنصر. في هذه الحالة ، يتم أيضًا تعيين وحدة منطقية عند إخراج العنصر وعند الإدخال "S" للمشغل ، يتم تعيينها (المستوى النشط عند الإدخال "S" هو السجل. 1) وتظهر واحدة منطقية عند إخراجها "Q" ، فتح الترانزستورات الرئيسية.
عندما يصل الجهد على مكثف ضبط التردد إلى الحد الأعلى ، يبدأ في التفريغ ، ويظهر الصفر المنطقي عند الإدخال الأول للعنصر المنطقي AND. يتم تطبيق نفس المستوى على إدخال إعادة تعيين المشغل (المستوى النشط عند الإدخال "R" - سجل 0) وإعادة تعيينه. عند إخراج "Q" من المشغل ، يظهر الصفر المنطقي ويتم إغلاق الترانزستورات الرئيسية.
ثم تتكرر الدورة.
يمكن أن نرى من الرسم البياني الوظيفي أن هذا الوصف ينطبق فقط على المقارنة الحالية ، المتصلة وظيفيًا بالمذبذب الرئيسي (يتم التحكم فيه عن طريق الإدخال 7 من الدائرة المصغرة). وخرج مقارنة الجهد (الذي يتحكم فيه المدخل 5) لا يتمتع بهذه "الامتيازات".
اتضح أنه في كل دورة ، يمكن للمقارن الحالي فتح الترانزستورات الرئيسية وإغلاقها ، ما لم يسمح ، بالطبع ، مقارنة الجهد. لكن مقارن الجهد نفسه لا يمكنه إلا أن يمنح الإذن أو الحظر للفتح ، والذي لا يمكن تنفيذه إلا في الدورة التالية.
ويترتب على ذلك أنه إذا قمت بتقصير مدخلات المقارنة الحالية (الدبابيس 6 و 7) وتحكمت فقط في مقارنة الجهد (دبوس 5) ، فسيتم فتح الترانزستورات الرئيسية بواسطته وتبقى مفتوحة حتى نهاية دورة شحن المكثف ، حتى لو تجاوز الجهد عند دخل المقارنة العتبة. وفقط مع بداية تفريغ المكثف ، سيغلق المولد الترانزستورات. في هذا الوضع ، لا يمكن تحديد جرعات الطاقة التي يتم توصيلها للحمل إلا بتردد المذبذب الرئيسي ، نظرًا لأن الترانزستورات الرئيسية ، على الرغم من إجبارها على الإغلاق ، ولكن فقط لفترة تتراوح من 0.3 إلى 0.5 ميكرو ثانية عند أي تردد القيمة. وهذا الوضع يشبه إلى حد كبير PFM - تعديل التردد النبضي ، والذي ينتمي إلى نوع تنظيم الترحيل.
على العكس من ذلك ، إذا قمت بتقصير مدخلات مقارنة الجهد بالحالة ، واستثنائها من التشغيل ، وتحكمت فقط في مدخلات المقارنة الحالية (دبوس 7) ، فسيتم فتح الترانزستورات الرئيسية بواسطة مذبذب رئيسي وأغلق بأمر المقارنة الحالية في كل دورة! أي ، في حالة عدم وجود حمل ، عندما لا يعمل المقارنة الحالية ، تفتح الترانزستورات لفترة طويلة وتغلق لفترة قصيرة من الزمن. في حالة التحميل الزائد ، على العكس من ذلك ، يتم فتحها وإغلاقها على الفور لفترة طويلة بأمر من المقارنة الحالية. في بعض القيم المتوسطة لتيار الحمل ، يتم فتح المفاتيح بواسطة المولد ، وبعد مرور بعض الوقت ، بعد تشغيل المقارنة الحالية ، يتم إغلاقها. وبالتالي ، في هذا الوضع ، يتم تنظيم القدرة في الحمل من خلال مدة الحالة المفتوحة للترانزستورات - أي PWM الكامل.
يمكن القول أن هذا ليس PWM ، لأنه في هذا الوضع لا يظل التردد ثابتًا ، ولكنه يتغير - يتناقص مع زيادة جهد التشغيل. ولكن مع جهد إمداد ثابت ، يظل التردد دون تغيير ، ويتم تثبيت تيار الحمل فقط عن طريق تغيير مدة النبض. لذلك ، يمكننا أن نفترض أن هذا هو PWM كاملة. ويتم تفسير التغيير في تردد التشغيل مع التغيير في جهد الإمداد من خلال الاتصال المباشر للمقارن الحالي بالمذبذب الرئيسي.
مع الاستخدام المتزامن لكلا المقارنين (في الدائرة الكلاسيكية) ، يعمل كل شيء بالطريقة نفسها تمامًا ، ويتم تشغيل وضع المفتاح أو PWM ، اعتمادًا على المقارن الذي يعمل فيه هذه اللحظة: في حالة الجهد الزائد - مفتاح (PFM) ، وفي حالة الحمل الزائد الحالي - PWM.
يمكنك استبعاد مقارنة الجهد تمامًا من التشغيل عن طريق تقصير الإخراج الخامس للدائرة الدقيقة إلى العلبة ، ويمكن أيضًا إجراء تثبيت الجهد باستخدام PWM عن طريق تثبيت ترانزستور إضافي. يظهر هذا الخيار في الشكل 1.
رسم بياني 1
يتم تنفيذ استقرار الجهد في هذه الدائرة عن طريق تغيير الجهد عند مدخلات المقارنة الحالية. الجهد المرجعي هو جهد عتبة بوابة ترانزستور تأثير المجال VT1. يتناسب جهد خرج المثبت مع ناتج جهد عتبة الترانزستور وعامل تقسيم مقسم المقاومة Rd1 ، Rd2 ويتم حسابه بالصيغة:
Uout = لأعلى (1 + Rd2 / Rd1) ، أين
لأعلى - جهد العتبة VT1 (1.7 ... 2V).
لا يزال الاستقرار الحالي يعتمد على مقاومة المقاوم R2.
مبدأ تشغيل المثبت الحالي.
تحتوي شريحة MC34063 على مدخلين يمكن استخدامهما لتحقيق الاستقرار في التيار.
يحتوي أحد المدخلات على جهد عتبة 1.25 فولت (دبوس 5 مللي ثانية) ، وهو أمر غير مفيد لمصابيح LED القوية إلى حد ما بسبب فقد الطاقة. على سبيل المثال ، عند تيار 700 مللي أمبير (لمصباح LED 3 وات) ، لدينا خسائر في المقاوم الحساس الحالي 1.25 * 0.7A = 0.875W. لهذا السبب وحده ، لا يمكن أن تكون الكفاءة النظرية للمحول أعلى من 3 واط / (3 واط + 0.875 واط) = 77٪. النسبة الحقيقية هي 60٪ ... 70٪ ، والتي يمكن مقارنتها بالمثبتات الخطية أو ببساطة المقاومات المحددة الحالية.
المدخل الثاني للدائرة الدقيقة له جهد عتبة 0.3 فولت (دبوس 7 مللي ثانية) ، وهو مصمم لحماية الترانزستور المدمج من التيار الزائد.
عادة ، يتم استخدام هذه الدائرة الصغيرة بهذه الطريقة: مدخل بعتبة 1.25 فولت للجهد أو استقرار التيار ، والمدخل بعتبة 0.3 فولت لحماية الدائرة الدقيقة من الحمل الزائد.
في بعض الأحيان يضعون جهاز op-amp إضافي لتضخيم الجهد من المستشعر الحالي ، لكننا لن نفكر في هذا الخيار بسبب فقدان البساطة الجذابة للدائرة وزيادة تكلفة المثبت. سيكون من الأسهل أن تأخذ شريحة أخرى ...
في هذا الإصدار ، يُقترح استخدام مدخل بجهد عتبة 0.3 فولت لتثبيت التيار ، وإيقاف تشغيل الآخر بجهد 1.25 فولت.
المخطط بسيط للغاية. لتسهيل الإدراك ، يتم عرض الوحدات الوظيفية للدائرة الدقيقة نفسها (الشكل 2). 
الصورة 2
التخصيص واختيار عناصر الدائرة.
الصمام الثنائي D مع مغو L- يتم حساب عناصر أي مفتاح تثبيت لتيار الحمل المطلوب والوضع المستمر لتيار المحرِّض ، على التوالي.
المكثفات جأنا و جا- حجب المدخلات والمخرجات. مكثف الخرج Co ليس ضروريًا بشكل أساسي بسبب التموجات الصغيرة لتيار الحمل ، خاصة عند القيم العالية لمحاثة المحرِّض ، لذلك يتم رسمه بخط منقط وقد لا يكون موجودًا في الدائرة الحقيقية.
مكثف جتي- ضبط التردد. كما أنه ليس عنصرًا ضروريًا بشكل أساسي ، لذلك يظهر بخط منقط.
تشير أوراق البيانات الخاصة بالدائرة الصغيرة إلى الحد الأقصى لتردد التشغيل البالغ 100 كيلو هرتز ، وتوضح معلمات الجدول متوسط قيمة 33 كيلو هرتز ، والرسوم البيانية التي توضح اعتماد مدة الحالة المفتوحة والمغلقة للمفتاح على سعة إعداد التردد يُظهر المكثف القيم الدنيا لـ 2 μs و 0.3 μs ، على التوالي (بسعة 10pF).
اتضح أنه إذا أخذنا القيم الأخيرة ، فإن الفترة تكون 2 مللي ثانية + 0.3 مللي ثانية = 2.3 مللي ثانية ، وهذا تردد 435 كيلوهرتز.
إذا أخذنا في الاعتبار مبدأ تشغيل الدائرة المصغرة - المشغل الذي تحدده نبضة المذبذب الرئيسي وإعادة الضبط بواسطة المقارنة الحالية ، فقد اتضح أن هذه ms منطقية ، والمنطق له تردد تشغيل لا يقل عن MHz . اتضح أن الأداء سيكون محدودًا فقط بخصائص سرعة الترانزستور الرئيسي. وإذا لم يسحب التردد 400 كيلو هرتز ، فسيتم تشديد الجبهات ذات النبضات المتعفنة وستكون الكفاءة منخفضة جدًا بسبب الخسائر الديناميكية. ومع ذلك ، فقد أظهرت الممارسة أن الدوائر الدقيقة من مختلف الشركات المصنعة تبدأ بشكل جيد وتعمل بدون مكثف ضبط التردد على الإطلاق. وهذا جعل من الممكن تعظيم تردد التشغيل - حتى 200 كيلو هرتز - 400 كيلو هرتز ، اعتمادًا على مثيل الدائرة المصغرة والشركة المصنعة لها. تحافظ الترانزستورات الرئيسية للدائرة الصغيرة على هذه الترددات جيدًا ، حيث لا تتجاوز مقدمة النبضات 0.1 ميكرو ثانية ، والقطرات - 0.12 ميكرو ثانية عند تردد تشغيل يبلغ 380 كيلو هرتز. لذلك ، حتى في مثل هذه الترددات المرتفعة ، تكون الخسائر الديناميكية في الترانزستورات صغيرة جدًا ، ويتم تحديد الخسائر والتدفئة الرئيسية من خلال زيادة جهد التشبع للترانزستور الرئيسي (0.5 ... 1 فولت).
المقاوم Rبيحد من التيار الأساسي للترانزستور الرئيسي المدمج. إن إدراج هذا المقاوم الموضح في الرسم التخطيطي يجعل من الممكن تقليل الطاقة المشتتة عليه وزيادة كفاءة المثبت. انخفاض الجهد عبر المقاوم Rb يساوي الفرق بين جهد التغذية ، جهد الحمل وانخفاض الجهد عبر الشريحة (0.9-2 فولت).
على سبيل المثال ، مع سلسلة من 3 مصابيح LED مع انخفاض إجمالي للجهد 9 ... 10 فولت وطاقة البطارية (12-14 فولت) ، لا يتجاوز انخفاض الجهد عبر المقاوم Rb 4 فولت.
نتيجة لذلك ، تكون الخسائر على المقاوم Rb أقل بعدة مرات من الاتصال النموذجي ، عندما يكون المقاوم متصلاً بين 8 دبوس مللي ثانية والجهد الإمداد.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه إما أن المقاوم الإضافي Rb مثبت بالفعل داخل الدائرة المصغرة ، أو أن مقاومة الهيكل الرئيسي نفسه تزداد ، أو أن الهيكل الرئيسي مصنوع كمصدر حالي. يأتي ذلك من مخطط جهد التشبع للهيكل (بين المطرافين 8 و 2) على جهد الإمداد بمقاومات مختلفة للمقاوم المحدد Rb (الشكل 3).
تين. 3
نتيجة لذلك ، في بعض الحالات (عندما يكون الفرق بين جهد التوريد والحمل صغيرًا أو يمكن نقل الخسائر من المقاوم Rb إلى الدائرة الدقيقة) ، يمكن حذف المقاوم Rb عن طريق توصيل دبوس 8 من الدائرة المصغرة مباشرة بأي من الإخراج أو التيار الكهربائي.
وعندما لا تكون الكفاءة الإجمالية للمثبت مهمة بشكل خاص ، يمكنك توصيل المسامير 8 و 1 من الدائرة المصغرة ببعضها البعض. في هذه الحالة ، قد تنخفض الكفاءة بنسبة 3-10٪ اعتمادًا على تيار الحمل.
عند اختيار مقاومة المقاوم Rb ، عليك تقديم حل وسط. كلما انخفضت المقاومة ، انخفض جهد الإمداد الأولي ، يبدأ وضع تثبيت تيار الحمل ، لكن الخسائر في هذا المقاوم تزداد مع نطاق كبير من تغيرات جهد الإمداد. نتيجة لذلك ، تقل كفاءة المثبت مع زيادة جهد الإمداد.
يوضح الرسم البياني التالي (الشكل 4) على سبيل المثال اعتماد تيار الحمل على جهد الإمداد لقيمتين مختلفتين للمقاوم Rb - 24Ω و 200Ω. من الواضح أنه مع المقاوم 200Ω ، يختفي الاستقرار عند الفولتية التي تقل عن 14 فولت (بسبب التيار الأساسي غير الكافي للترانزستور الرئيسي). بمقاوم 24 أوم ، يختفي التثبيت بجهد 11.5 فولت.
الشكل 4
لذلك ، من الضروري حساب مقاومة المقاوم Rb جيدًا من أجل الحصول على الاستقرار في النطاق المطلوب لجهود الإمداد. خاصة مع طاقة البطارية ، عندما يكون هذا النطاق صغيرًا وبضعة فولت فقط.
المقاوم Rالشوريهو مستشعر تيار الحمل. لا يحتوي حساب هذا المقاوم على ميزات. يجب أن يؤخذ في الاعتبار فقط أن الجهد المرجعي للمدخلات الحالية للدائرة الدقيقة يختلف من مصنع لآخر. يوضح الجدول أدناه القيم المقاسة الفعلية للجهد المرجعي لبعض الدوائر الدقيقة.
| رقاقة |
منتج |
مرجع U (B) |
| MC34063ACD | STMicroelectronics | |
| MC34063EBD | STMicroelectronics | |
| GS34063S | Globaltech أشباه الموصلات | |
| SP34063A | شركة Sipex | |
| MC34063A | موتورولا | |
| AP34063N8 | التكنولوجيا التناظرية | |
| AP34063A | أناشيب | |
| MC34063A | فيرتشايلد |
الإحصائيات الخاصة بحجم الجهد المرجعي صغيرة ، لذا لا ينبغي اعتبار القيم المعطاة كمعيار. تحتاج فقط إلى أن تضع في اعتبارك أن القيمة الفعلية للجهد المرجعي يمكن أن تكون مختلفة تمامًا عن القيمة المشار إليها في ورقة البيانات.
يبدو أن هذا الانتشار الكبير للجهد المرجعي ناتج عن الغرض من إدخال التيار - وليس تحميل تثبيت التيار ، ولكن حماية الحمل الزائد. على الرغم من ذلك ، فإن دقة الحفاظ على تيار الحمل في الإصدار أعلاه جيدة جدًا.
حول الاستدامة.
في شريحة MC34063 ، لا توجد إمكانية لإدخال تصحيح في دائرة نظام التشغيل. في البداية ، يتحقق الاستقرار من خلال زيادة قيم الحث L للمحث ، وخاصة سعة مكثف الخرج Co. في هذه الحالة ، يتم الحصول على مفارقة معينة - عند التشغيل على ترددات مرتفعة ، يمكن الحصول على تموجات الجهد والحمل المطلوبة من خلال محاثة وسعة منخفضة لعناصر المرشح ، ولكن يمكن أن تكون الدائرة متحمسة ، لذلك يجب عليك ضبط تموجات كبيرة الحث و (أو) السعة الكبيرة. نتيجة لذلك ، يتم المبالغة في تقدير أبعاد المثبت.
ومن المفارقات الإضافية أنه بالنسبة لمنظمات التبديل التنحي ، فإن مكثف الخرج ليس عنصرًا ضروريًا بشكل أساسي. يمكن الحصول على المستوى المطلوب من تموج التيار (الجهد) باستخدام محث واحد.
يمكنك الحصول على استقرار جيد للمثبت عند القيم المطلوبة أو التي تم التقليل من شأنها للمحاثة ، وخاصة سعة مرشح الإخراج عن طريق تثبيت دائرة RC تصحيحية إضافية Rf و Cf ، كما هو موضح في الشكل 2.
أظهرت الممارسة أن القيمة المثلى للثابت الزمني لهذه السلسلة يجب أن تكون على الأقل 1KΩ * μF. يمكن اعتبار قيم معلمات السلسلة مثل المقاوم 10KΩ ومكثف 0.1 فائق التوهج مناسبًا تمامًا.
مع مثل هذه الدائرة التصحيحية ، يعمل المثبت بثبات على كامل نطاق جهد الإمداد ، بقيم صغيرة من المحاثة (وحدات μH) والسعة (وحدات وأجزاء μF) لمرشح الإخراج ، أو بدون مكثف خرج على الإطلاق .
يلعب وضع PWM دورًا مهمًا في الاستقرار عند استخدامه لتثبيت الإدخال الحالي للدائرة الصغيرة.
سمح التصحيح لبعض الدوائر الدقيقة بالعمل على ترددات أعلى ، والتي لم تكن ترغب في السابق في العمل بشكل طبيعي على الإطلاق.
على سبيل المثال ، يوضح الرسم البياني التالي اعتماد تردد التشغيل على جهد الإمداد لرقاقة MC34063ACD من STMicroelectronics بمكثف ضبط التردد 100pF.
الشكل 5
كما يتضح من الرسم البياني ، بدون تصحيح ، لم ترغب هذه الدائرة الدقيقة في العمل بترددات أعلى ، حتى مع سعة صغيرة لمكثف ضبط التردد. لم يؤثر تغيير السعة من صفر إلى عدة مئات من pF بشكل كبير على التردد ، وقيمته القصوى بالكاد تصل إلى 100 كيلو هرتز.
بعد إدخال سلسلة تصحيح RfCf ، بدأت نفس الدائرة المصغرة (مثل غيرها من الدوائر المماثلة لها) تعمل بترددات تصل إلى 300 كيلو هرتز تقريبًا.
ربما يمكن اعتبار الاعتماد أعلاه نموذجيًا لمعظم الدوائر الدقيقة ، على الرغم من أن الدوائر الدقيقة لبعض الشركات تعمل بترددات أعلى حتى بدون تصحيح ، وقد أتاح إدخال التصحيح الحصول على تردد تشغيل يبلغ 400 كيلو هرتز لهم عند الإمداد جهد 12 ... 14 فولت.
يوضح الرسم البياني التالي تشغيل المثبت بدون تصحيح (الشكل 6).
الشكل 6
يوضح الرسم البياني تبعيات التيار المستهلك (Ip) وتحميل التيار (In) والتيار دائرة مقصورةالناتج (Ikz) من جهد الإمداد عند قيمتين لسعة مكثف الخرج (Co) - 10 μF و 220 μF.
من الواضح أن الزيادة في سعة مكثف الخرج تزيد من ثبات المثبت - كسر المنحنيات بسعة 10 μF ناتج عن الإثارة الذاتية. عند الفولتية التي تصل إلى 16 فولت ، لا توجد إثارة ، تظهر عند 16-18 فولت. ثم هناك بعض التغيير في النظام وعند جهد 24 فولت يظهر فاصل ثانٍ. في هذه الحالة ، يتغير تردد التشغيل ، والذي يظهر أيضًا في الرسم البياني السابق (الشكل 5) لاعتماد تردد التشغيل على جهد الإمداد (تم الحصول على كلا الرسمين البيانيين في وقت واحد عند فحص مثيل واحد للمثبت).
تؤدي زيادة سعة مكثف الخرج إلى 220 درجة فهرنهايت أو أكثر إلى زيادة الاستقرار ، خاصة عند الجهد المنخفض للإمداد. لكنها لا تقضي على الإثارة. يمكن الحصول على تشغيل أكثر أو أقل استقرارًا للمثبت بسعة مكثف إخراج لا تقل عن 1000 ميكروفاراد.
في هذه الحالة ، يكون لتحريض المحرِّض تأثير ضئيل جدًا على الصورة الكلية ، على الرغم من أنه من الواضح أن زيادة المحاثة تزيد من الاستقرار.
تؤثر التقلبات في تردد التشغيل على استقرار تيار الحمل ، والذي يظهر أيضًا على الرسم البياني. الاستقرار الكلي لتيار الخرج عندما يتغير جهد الإمداد ليس مرضيًا أيضًا. يمكن اعتبار التيار مستقرًا نسبيًا في نطاق ضيق نوعًا ما من الفولتية. على سبيل المثال ، عند التشغيل على طاقة البطارية.
يؤدي إدخال سلسلة تصحيحية RfCf إلى تغيير جذري في تشغيل المثبت.
يوضح الرسم البياني التالي تشغيل نفس المثبت ولكن بسلسلة تصحيحية RfCf.
الشكل 7
من الواضح أن المثبت بدأ في العمل ، كما ينبغي أن يكون بالنسبة لمثبت التيار - يكون الحمل وتيارات الدائرة القصيرة متساوية تقريبًا ولا تتغير على مدى كامل نطاق جهد الإمداد. في الوقت نفسه ، توقف مكثف الإخراج بشكل عام عن التأثير على تشغيل المثبت. تؤثر سعة مكثف الخرج فقط على مستوى تيار التموج و جهد الحمل ، وفي كثير من الحالات يمكن حذف المكثف كليًا.
فيما يلي ، كمثال ، قيم تموج الحمل الحالي للسعات المختلفة لمكثف الخرج Co. المصابيح متصلة 3 في سلسلة في 10 مجموعات متوازية (30 قطعة). امدادات التيار الكهربائي - 12 فولت. خنق 47uH.
بدون مكثف: تحميل تيار 226mA + -65mA أو 22.6mA + -6.5mA لكل LED.
مع مكثف 0.33 فائق التوهج: 226 مللي أمبير + -25 مللي أمبير أو 22.6 مللي أمبير + -2.5 مللي أمبير لكل LED.
مع مكثف 1.5 فائق التوهج: 226 مللي أمبير + -5 مللي أمبير أو 22.6 مللي أمبير + -0.5 مللي أمبير لكل LED.
مع مكثف 10 درجات فهرنهايت: 226 مللي أمبير + -2.5 مللي أمبير أو 22.6 مللي أمبير + -0.25 مللي أمبير لكل LED.
أي بدون مكثف ، مع تيار حمل إجمالي يبلغ 226 مللي أمبير ، كان تموج الحمل الحالي 65 مللي أمبير ، والذي ، من حيث مؤشر LED واحد ، يعطي متوسط تيار يبلغ 22.6 مللي أمبير وتموج 6.5 مللي أمبير.
يمكن ملاحظة كيف أن السعة الصغيرة حتى 0.33 فائق التوهج تقلل بشكل حاد من تموج التيار. في الوقت نفسه ، فإن زيادة السعة من 1 μF إلى 10 μF لها بالفعل تأثير ضئيل على مستوى التموج.
كانت جميع المكثفات من السيراميك ، لأن الإلكتروليتات العادية أو التنتالوم لا توفر حتى مستوى قريبًا من التموج.
اتضح أن مكثف 1 فائق التوهج يكفي تمامًا عند الإخراج لجميع المناسبات. ليس من المنطقي زيادة السعة إلى 10 μF عند تحميل تيار من 0.2-0.3 A ، حيث لم تعد التموجات تنخفض بشكل ملحوظ مقارنة بـ 1 μF.
إذا تم أخذ الحث باستخدام محاثة أكبر ، فيمكنك الاستغناء عن مكثف بشكل عام حتى في التيارات ذات الحمل العالي و (أو) الفولتية العالية.
تموج جهد الدخل بإمداد 12 فولت وسعة مكثف الإدخال Ci 10uF لا تتجاوز 100mV.
قدرات الطاقة للدائرة الصغيرة.
تعمل الدائرة الدقيقة MC34063 عادةً بجهد إمداد من 3 فولت إلى 40 فولت وفقًا لأوراق البيانات (STM مللي ثانية - حتى 50 فولت) وما يصل إلى 45 فولت في الواقع ، مما يوفر تيار حمل يصل إلى 1 أمبير لحزمة DIP-8 وما يصل إلى 0.75A لحزمة SO-8. من خلال الجمع بين التوصيل المتسلسل والتوازي لمصابيح LED ، من الممكن بناء وحدة إنارة بقدرة خرج من 3 فولت * 20 مللي أمبير = 60 ميجا واط إلى 40 فولت * 0.75 ... 1 أمبير = 30 ... 40 واط.
مع الأخذ في الاعتبار جهد تشبع الترانزستور الرئيسي (0.5 ... 0.8 فولت) والطاقة المسموح بها التي تبددها حزمة الدائرة الدقيقة هي 1.2 واط ، يمكن زيادة تيار الحمل حتى 1.2 واط / 0.8 فولت = 1.5 أمبير لـ DIP حزمة -8 وما يصل إلى 1A لحزمة SO-8.
ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يلزم وجود المشتت الحراري الجيد ، وإلا فإن الحماية من الحرارة الزائدة المضمنة في الدائرة المصغرة لن تسمح بالعمل في مثل هذا التيار.
لا يوفر اللحام القياسي لحزمة DIP للدائرة الكهربائية الدقيقة في اللوحة التبريد المطلوب في أقصى التيارات. نحن بحاجة إلى تشكيل خيوط حزمة DIP لإصدار SMD ، مع إزالة الأطراف الرفيعة للخيوط. يتم ثني الجزء العريض المتبقي من الأسلاك المتدفقة مع قاعدة العلبة ثم لحامها على اللوحة. من المفيد نشر لوحة الدوائر المطبوعة بحيث يكون هناك مضلع عريض أسفل علبة الدائرة المصغرة ، وقبل تثبيت الدائرة المصغرة ، تحتاج إلى وضع القليل من معجون التوصيل الحراري على قاعدتها.
بسبب الخيوط القصيرة والعريضة ، وكذلك بسبب الملاءمة المحكم للعلبة للمضلع النحاسي للوحة الدائرة المطبوعة ، تقل المقاومة الحرارية لعلبة الدائرة الدقيقة ويمكن أن تبدد طاقة أكبر إلى حد ما.
بالنسبة لحالة SO-8 ، فإن تركيب غرفة تبريد إضافية على شكل لوحة أو ملف تعريف آخر مباشرة أعلى العلبة يساعد كثيرًا.
من ناحية أخرى ، تبدو مثل هذه المحاولات لزيادة القوة غريبة. بعد كل شيء ، يمكنك ببساطة التبديل إلى دائرة دقيقة أخرى أكثر قوة أو تثبيت ترانزستور خارجي. وعند تيارات الحمل التي تزيد عن 1.5 أمبير ، سيكون هذا هو الوحيد القرار الصحيح. ومع ذلك ، عند الحاجة إلى تيار حمل 1.3 أمبير ، يمكنك ببساطة تحسين تبديد الحرارة ومحاولة استخدام خيار أرخص وأبسط على شريحة MC34063.
لا تتجاوز الكفاءة القصوى التي تم الحصول عليها في هذا الإصدار من المثبت 90٪. يتم منع زيادة أخرى في الكفاءة عن طريق زيادة جهد التشبع للترانزستور الرئيسي - على الأقل 0.4 ... 0.5 فولت عند تيارات تصل إلى 0.5 أمبير و 0.8 ... 1 فولت عند التيارات 1 ... 1.5 أمبير. لذلك ، فإن عنصر التسخين الرئيسي للمثبت هو دائمًا دائرة كهربائية دقيقة. صحيح أن التسخين الملموس يحدث فقط بأقصى طاقة لحالة معينة. على سبيل المثال ، دائرة كهربائية صغيرة في عبوة SO-8 بتيار حمل يبلغ 1A تسخن حتى 100 درجة ، وبدون المشتت الحراري الإضافي ، يتم إيقاف تشغيلها دوريًا بواسطة الحماية المدمجة من السخونة الزائدة. في التيارات حتى 0.5A ... 0.7A ، تكون الدائرة المصغرة دافئة قليلاً ، وفي التيارات 0.3 ... 0.4A لا تسخن على الإطلاق.
في تيارات الحمل الأعلى ، يمكن تقليل تردد التشغيل. في هذه الحالة ، يتم تقليل الخسائر الديناميكية لمحول الترانزستور بشكل كبير. تم تقليل فقد الطاقة الإجمالي وتسخين العلبة.
العناصر الخارجية التي تؤثر على كفاءة المثبت هي الصمام الثنائي D والمحث L والمقاومات Rsc و Rb. لذلك ، يجب اختيار الصمام الثنائي بجهد أمامي منخفض (شوتكي دايود) ، والمحث - بأقل مقاومة ممكنة لللف.
يمكنك تقليل الخسائر على المقاوم Rsc عن طريق خفض جهد العتبة عن طريق اختيار شريحة من الشركة المصنعة المناسبة. سبق أن نوقش هذا سابقًا (انظر الجدول في البداية).
هناك خيار آخر لتقليل الخسائر على المقاوم Rsc وهو إدخال تحيز تيار ثابت إضافي لمقاومة Rf (سيظهر هذا بمزيد من التفاصيل أدناه باستخدام مثال محدد لمثبت).
يجب حساب المقاوم Rb جيدًا ، في محاولة لأخذ أكبر قدر ممكن من المقاومة. عند تغيير جهد الإمداد على نطاق واسع ، من الأفضل وضع مصدر حالي بدلاً من المقاوم Rb. في هذه الحالة ، لن تكون الزيادة في الخسائر مع زيادة جهد الإمداد حادة للغاية.
عندما يتم اتخاذ كل هذه التدابير ، تكون حصة خسائر هذه العناصر أقل بمقدار 1.5-2 مرة من الخسائر على الدائرة المصغرة.
نظرًا لتطبيق جهد ثابت على الدخل الحالي للدائرة الدقيقة ، يتناسب فقط مع تيار الحمل ، وليس ، كالعادة ، جهد نبضي يتناسب مع تيار الترانزستور الرئيسي (مجموع تيارات الحمل ومكثف الإخراج) ، لم يعد الحث للمحث يؤثر على استقرار العملية ، لأنه لم يعد سلسلة تصحيحية للعنصر (يتم لعب دوره بواسطة سلسلة RfCf). فقط سعة تيار ترانزستور التحويل وتموج تيار الحمل يعتمدان على قيمة المحاثة. ونظرًا لأن ترددات التشغيل مرتفعة نسبيًا ، حتى مع وجود قيم صغيرة للمحاثة ، فإن تموجات تيار الحمل تكون صغيرة.
ومع ذلك ، نظرًا لترانزستور مفتاح الطاقة المنخفض نسبيًا المدمج في الدائرة الدقيقة ، لا ينبغي للمرء أن يقلل بشكل كبير من محاثة المحرِّض ، لأن هذا يزيد من ذروة تيار الترانزستور بقيمته المتوسطة السابقة ويزيد جهد التشبع. نتيجة لذلك ، تزداد خسائر الترانزستور وتقل الكفاءة الإجمالية.
صحيح ، ليس بشكل درامي - بنسبة قليلة. على سبيل المثال ، أدى استبدال الخانق من 12 ميكرومتر إلى 100 ميكرومتر إلى زيادة كفاءة أحد المثبتات من 86٪ إلى 90٪.
من ناحية أخرى ، يسمح هذا ، حتى في تيارات الحمل المنخفضة ، باختيار خنق ذو محاثة منخفضة ، مع التأكد من أن السعة الحالية للترانزستور الرئيسي لا تتجاوز القيمة القصوى البالغة 1.5 أمبير للدائرة الدقيقة.
على سبيل المثال ، عند تيار حمل يبلغ 0.2 أمبير بجهد 9 ... 10 فولت ، وبجهد إمداد يبلغ 12 ... 15 فولت وتردد تشغيل 300 كيلو هرتز ، يلزم وجود خنق بمحاثة تبلغ 53 μH. في هذه الحالة ، لا يتجاوز تيار النبض للترانزستور الرئيسي للدائرة الدقيقة 0.3A. ومع ذلك ، إذا تم تقليل محاثة المحرِّض إلى 4 μH ، فعند نفس متوسط التيار ، سيزداد تيار النبض لترانزستور التبديل إلى القيمة الحدية (1.5A). صحيح أن كفاءة المثبت ستنخفض بسبب زيادة الخسائر الديناميكية. ولكن ، ربما ، في بعض الحالات ، سيكون من المقبول التضحية بالكفاءة ، ولكن استخدام خنق صغير الحجم مع محاثة صغيرة.
تسمح لك زيادة الحث للمحث بزيادة الحد الأقصى لتيار الحمل حتى القيمة الحدية لتيار الترانزستور الرئيسي للدائرة الصغيرة (1.5A).
مع زيادة محاثة الحث ، يتغير الشكل الحالي لترانزستور التبديل من مثلث تمامًا إلى مستطيل تمامًا. ونظرًا لأن مساحة المستطيل تبلغ ضعف مساحة المثلث (بنفس الارتفاع والقاعدة) ، يمكن زيادة متوسط قيمة تيار الترانزستور (والحمل) بمقدار مرتين باستخدام نبضة تيار ثابتة السعة.
أي ، مع شكل نبضة مثلثة بسعة 1.5A ، يتم الحصول على متوسط تيار الترانزستور والحمل:
حيث k هي الحد الأقصى لدورة عمل النبضة التي تساوي 0.9 لدائرة كهربائية دقيقة معينة.
نتيجة لذلك ، لا يتجاوز الحد الأقصى للحمل الحالي:
في \ u003d 1.5A / 2 * 0.9 = 0.675A.
وأي زيادة في تيار الحمل أعلى من هذه القيمة تستلزم زيادة في الحد الأقصى الحالي للترانزستور الرئيسي في الدائرة المصغرة.
لذلك ، في جميع أوراق البيانات لهذه الدائرة المصغرة ، يشار إلى الحد الأقصى للحمل الحالي 0.75A.
عن طريق زيادة محاثة المحرِّض بحيث يصبح تيار الترانزستور مستطيلاً ، يمكننا إزالة الشيطان من الصيغة الحالية القصوى والحصول على:
في = 1.5A * k = 1.5A * 0.9 = 1.35A.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه مع زيادة كبيرة في محاثة المحرِّض ، تزداد أبعاده أيضًا بشكل طفيف. ومع ذلك ، في بعض الأحيان يكون من الأسهل والأرخص زيادة تيار الحمل لزيادة حجم المحرِّض بدلاً من تثبيت ترانزستور قوي إضافي.
بطبيعة الحال ، مع تيارات الحمل المطلوبة لأكثر من 1.5 أمبير ، لا يمكنك الاستغناء عن تثبيت ترانزستور إضافي (أو وحدة تحكم دائرة كهربائية دقيقة أخرى) ، وإذا كنت تواجه خيارًا: تيار حمل 1.4 أمبير أو دائرة كهربائية دقيقة أخرى ، ثم يجب عليك أولاً محاولة حل المشكلة عن طريق زيادة المحاثة عن طريق زيادة حجم الخانق.
تشير أوراق البيانات الخاصة بالدائرة الدقيقة إلى أن دورة العمل القصوى للنبضات لا تتجاوز 6/7 = 0.857. في الواقع ، يتم الحصول على قيم تبلغ 0.9 تقريبًا حتى عند ترددات تشغيل عالية من 300-400 كيلو هرتز. عند الترددات المنخفضة (100-200 كيلو هرتز) يمكن أن تصل دورة العمل إلى 0.95.
لذلك ، يعمل المثبت بشكل طبيعي مع اختلاف بسيط في جهد الدخل والخرج.
يعمل المثبت بشكل مثير للاهتمام عند التقليل من قيمته ، فيما يتعلق بتيارات الحمل الاسمية ، الناتجة عن انخفاض جهد الإمداد إلى ما دون الجهد المحدد - كفاءة لا تقل عن 95٪ ...
نظرًا لأن PWM لا يتم تنفيذه بالطريقة الكلاسيكية (التحكم الكامل في المذبذب الرئيسي) ، ولكن بطريقة "الترحيل" ، عن طريق مشغل (ابدأ بواسطة المولد ، وأعد الضبط بواسطة المقارنة) ، ثم عند تيار أقل من الاسمي القيمة ، يكون الوضع ممكنًا عندما يتوقف الترانزستور الرئيسي عن الإغلاق. يتناقص الفرق بين جهد العرض والحمل إلى جهد تشبع الترانزستور الرئيسي ، والذي لا يتجاوز عادةً 1 فولت عند تيارات تصل إلى 1 أمبير ولا يزيد عن 0.2-0.3 فولت عند تيارات تصل إلى 0.2-0.3 أمبير. على الرغم من وجود خسائر ثابتة ، لا توجد خسائر ديناميكية ويعمل الترانزستور تقريبًا مثل العبور.
حتى عندما يظل الترانزستور متحكمًا ويعمل في وضع PWM ، تظل الكفاءة عالية بسبب انخفاض التيار. على سبيل المثال ، مع وجود فرق 1.5 فولت بين جهد الإمداد (10 فولت) والجهد على مصابيح LED (8.5 فولت) ، استمرت الدائرة في العمل (وإن كان ذلك بتردد منخفض بمقدار مرتين) بكفاءة 95٪.
ستتم الإشارة إلى معلمات التيارات والجهود الفولتية لمثل هذه الحالة أدناه عند النظر في الدوائر العملية للمثبتات.
خيارات عملية التثبيت.
لن يكون هناك العديد من الخيارات ، لأن أبسطها ، تكرار خيارات الدوائر الكلاسيكية ، لا تسمح برفع تردد التشغيل أو التيار ، أو زيادة الكفاءة ، أو الحصول على استقرار جيد. لذلك ، فإن الخيار الأمثل هو الخيار الذي تم عرض مخطط الكتلة الخاص به في الشكل 2. يمكن فقط تغيير تصنيفات المكونات اعتمادًا على الخصائص المطلوبة للمثبت.
يوضح الشكل 8 مخططًا للإصدار الكلاسيكي.
الشكل 8
من الميزات - بعد إزالة تيار مكثف الخرج (C3) من دائرة نظام التشغيل ، أصبح من الممكن تقليل محاثة المحرِّض. بالنسبة للعينة ، تم أخذ خنق محلي قديم على قضيب من النوع DM-3 عند 12 μH. كما ترون ، تبين أن خصائص الدائرة جيدة جدًا.
أدت الرغبة في زيادة الكفاءة إلى المخطط الموضح في الشكل 9
الشكل 9
على عكس الدائرة السابقة ، فإن المقاوم R1 غير متصل بمصدر الطاقة ، ولكن بإخراج المثبت. نتيجة لذلك ، أصبح الجهد عبر المقاوم R1 أقل بقيمة الجهد عبر الحمل. في نفس التيار من خلاله ، انخفضت الطاقة المنبعثة منه من 0.5 واط إلى 0.15 واط.
في الوقت نفسه ، تمت زيادة محاثة المحرِّض ، مما يزيد أيضًا من كفاءة المثبت. نتيجة لذلك ، زادت الكفاءة بنسبة عدة في المئة. يتم عرض أرقام محددة في الرسم التخطيطي.
واحدة أخرى السمة البارزةالمخططين الأخيرين. تتمتع الدائرة في الشكل 8 باستقرار جيد جدًا لتيار الحمل عندما يتغير جهد الإمداد ، لكن الكفاءة منخفضة. على العكس من ذلك ، تتمتع الدائرة في الشكل 9 بكفاءة عالية ، لكن استقرار التيار ضعيف - عندما يتغير جهد الإمداد من 12 فولت إلى 15 فولت ، يزيد تيار الحمل من 0.27 أمبير إلى 0.3 أمبير.
يحدث هذا بسبب الاختيار غير الصحيح لمقاومة المقاوم R1 ، كما ذكرنا سابقًا (انظر الشكل 4). نظرًا لأن المقاومة المتزايدة R1 ، فإن تقليل ثبات تيار الحمل يزيد من الكفاءة ، في بعض الحالات يمكن استخدام هذا. على سبيل المثال ، مع طاقة البطارية ، عندما تكون حدود تغيير الجهد صغيرة ، وتكون الكفاءة العالية أكثر صلة.
يجب ملاحظة بعض الانتظام.
تم صنع الكثير من المثبتات (كانت جميعها تقريبًا لاستبدال المصابيح المتوهجة بمصابيح LED في داخل السيارة) ، وبينما كانت المثبتات مطلوبة على أساس كل حالة على حدة ، تم أخذ الدوائر الدقيقة من بطاقات الشبكة المعيبة "المحاور" و "مفاتيح". على الرغم من الاختلاف في الشركات المصنعة ، فإن جميع الدوائر الدقيقة تقريبًا جعلت من الممكن الحصول على خصائص مثبت جيدة حتى في الدوائر البسيطة.
ظهرت فقط شريحة GS34063S من Globaltech Semiconductor ، والتي لا تريد العمل على ترددات عالية.
ثم تم شراء العديد من الدوائر الدقيقة MC34063ACD و MC34063EBD من STMicroelectronics ، والتي أظهرت نتائج أسوأ - لم تكن تعمل بترددات أعلى ، وكان الثبات ضعيفًا ، وكان جهد دعم المقارنة الحالي مرتفعًا جدًا (0.45-0.5 فولت) ، واستقرار ضعيف لـ تيار الحمل بكفاءة جيدة أو كفاءة رديئة مع استقرار جيد ...
ربما يرجع الأداء الضعيف للدوائر الدقيقة المدرجة إلى رخص ثمنها - وهو أرخص ما تم شراؤه ، نظرًا لأن الدائرة الدقيقة MC34063A (DIP-8) لنفس الشركة ، المأخوذة من المحول المعيب ، تعمل بشكل طبيعي. صحيح ، بتردد منخفض نسبيًا - لا يزيد عن 160 كيلو هرتز.
الدوائر الدقيقة التالية المأخوذة من معدات مكسورة عملت بشكل جيد:
شركة Sipex Corporation (SP34063A) ،
Motorola (MC34063A)
التكنولوجيا التناظرية (AP34063N8) ،
Anachip (AP34063 و AP34063A).
Fairchild (MC34063A) - لست متأكدًا من أنني حددت الشركة بشكل صحيح.
ON Semiconductor و Unisonic Technologies (UTC) و Texas Instruments - لا أتذكر ، منذ أن بدأت في الاهتمام بالشركة فقط بعد أن واجهت عدم الرغبة في العمل مع مللي ثانية من بعض الشركات ، ولم يشتروا الرقائق من هذه الشركات عن قصد.
من أجل عدم التخلص من الدوائر الدقيقة MC34063ACD و MC34063EBD المشتراة ذات الأداء الضعيف من STMicroelectronics ، تم إجراء العديد من التجارب ، مما أدى إلى الدائرة الموضحة في البداية في الشكل 2.
يوضح الشكل 10 التالي دائرة عملية لمنظم بدائرة تصحيح RfCf (في هذه الدائرة R3C2). تم وصف الاختلاف في تشغيل المثبت بدون سلسلة تصحيحية ومعه مسبقًا في قسم "حول الاستقرار" وتم تقديم الرسوم البيانية (الشكل 5 ، الشكل 6 ، الشكل 7).
الشكل 10
من الرسم البياني في الشكل 7 ، يمكن ملاحظة أن الاستقرار الحالي ممتاز في النطاق الكامل لجهود الإمداد بالدائرة الكهربائية الدقيقة. الاستقرار جيد جدًا - كما لو أن PWM تعمل. التردد مرتفع بدرجة كافية ، مما يسمح لك بأخذ اختناقات صغيرة الحجم ذات محاثة منخفضة والتخلي تمامًا عن مكثف الخرج. على الرغم من أن تركيب مكثف صغير يمكن أن يزيل تمامًا تموج الحمل الحالي. تمت مناقشة اعتماد سعة تموجات تيار الحمل على سعة المكثف مسبقًا في قسم "حول الاستقرار".
كما ذكرنا سابقًا ، تبين أن الدوائر الدقيقة MC34063ACD و MC34063EBD التي حصلت عليها من STMicroelectronics تحتوي على جهد مرجعي مبالغ فيه للمقارنة الحالية - 0.45 فولت - 0.5 فولت ، على التوالي ، على الرغم من القيمة المشار إليها في ورقة البيانات من 0.25 فولت - 0.35 فولت. وبسبب هذا ، في تيارات الحمل العالية ، يتم الحصول على خسائر كبيرة على المقاوم المستشعر الحالي. لتقليل الخسائر ، تمت إضافة مصدر حالي إلى الدائرة على الترانزستور VT1 والمقاوم R2. (الشكل 11).
الشكل 11
بفضل هذا المصدر الحالي ، يتدفق تيار انحياز إضافي قدره 33 μA عبر المقاوم R3 ، وبالتالي فإن الجهد عبر المقاوم R3 ، حتى بدون تيار تحميل ، هو 33 μA * 10KΩ = 330mV. نظرًا لأن جهد العتبة للمدخلات الحالية للدائرة الدقيقة هو 450 مللي فولت ، فعندئذٍ لكي يعمل المقارن الحالي على مستشعر تيار المقاوم R1 ، يجب أن يكون هناك جهد 450mV-330mV = 120mV. مع تيار تحميل 1A ، يجب أن يكون المقاوم R1 0.12V / 1A = 0.12Ohm. نضع القيمة المتاحة 0.1 أوم.
بدون المثبت الحالي على VT1 ، يجب اختيار المقاوم R1 على أساس 0.45V / 1A = 0.45Ω ، وسيتم تبديد 0.45W من الطاقة عليه. الآن ، في نفس التيار ، تكون الخسارة على R1 0.1W فقط
يتم تشغيل هذا الخيار بواسطة بطارية ، التيار في الحمل يصل إلى 1A ، والطاقة 8-10W. التيار الناتج 1.1A ماس كهربائى. في هذه الحالة ، ينخفض الاستهلاك الحالي إلى 64 مللي أمبير عند جهد إمداد 14.85 فولت ، على التوالي ، ينخفض استهلاك الطاقة إلى 0.95 واط. لا تسخن الدائرة الصغيرة في هذا الوضع ويمكن أن تكون في وضع ماس كهربائى للمدة التي تريدها.
تظهر الخصائص الأخرى في الرسم التخطيطي.
تؤخذ الدائرة الصغيرة في عبوة SO-8 ويكون تيار الحمل 1A هو الحد الأقصى لها. يصبح الجو حارًا جدًا (درجة حرارة المسامير 100 درجة!) ، لذلك من الأفضل وضع الدائرة الدقيقة في حزمة DIP-8 ، وتحويلها لتركيب SMD ، وإنشاء مضلعات كبيرة و (أو) الخروج بمبرد.
إن جهد تشبع مفتاح الدائرة المصغرة كبير جدًا - حوالي 1 فولت عند تيار 1 أمبير ، وهذا هو سبب التسخين على هذا النحو. على الرغم من أنه ، بناءً على ورقة البيانات الخاصة بالدائرة الدقيقة ، يجب ألا يتجاوز جهد تشبع الترانزستور الرئيسي عند تيار 1A 0.4 فولت.
وظائف الخدمة.
على الرغم من عدم وجود أي قدرات خدمة في الدائرة المصغرة ، يمكن تنفيذها بشكل مستقل. عادةً ما يتطلب مثبت التيار LED إيقاف تشغيل تيار الحمل وضبطه.
تشغيل / ايقاف
يتم تنفيذ إيقاف تشغيل المثبت على شريحة MC34063 من خلال تطبيق الجهد على المخرج الثالث. يظهر مثال في الشكل 12. 
الشكل 12
تم تحديده تجريبياً أنه عند تطبيق الجهد على الإخراج الثالث للدائرة الدقيقة ، يتوقف مذبذبها الرئيسي ويغلق الترانزستور الرئيسي. في هذه الحالة ، يعتمد التيار المستهلك للدائرة المصغرة على الشركة المصنعة لها ولا يتجاوز تيار عدم التحميل الموضح في ورقة البيانات (1.5-4mA).
الخيارات المتبقية لإيقاف تشغيل المثبت (على سبيل المثال ، من خلال تطبيق جهد يزيد عن 1.25 فولت على الخرج الخامس) تبين أنه أسوأ ، لأن المذبذب الرئيسي لا يتوقف وتستهلك الدائرة المصغرة تيارًا أكبر مقارنةً بالتيار الكهربائي. المجلس على الإخراج الثالث.
جوهر هذه السيطرة على النحو التالي.
عند الإخراج الثالث للدائرة الدقيقة ، يعمل جهد سن المنشار لشحن وتفريغ مكثف ضبط التردد. عندما يصل الجهد إلى قيمة عتبة 1.25 فولت ، يبدأ المكثف في التفريغ ، ويغلق الترانزستور الناتج من الدائرة المصغرة. هذا يعني أنه لإيقاف تشغيل المثبت ، تحتاج إلى تطبيق جهد لا يقل عن 1.25 فولت على الإدخال الثالث للدائرة الصغيرة.
وفقًا لأوراق البيانات الخاصة بالدائرة الدقيقة ، يتم تفريغ مكثف التوقيت بحد أقصى للتيار يبلغ 0.26 مللي أمبير. هذا يعني أنه عند تطبيق جهد خارجي على الناتج الثالث من خلال المقاوم ، من أجل الحصول على جهد تبديل لا يقل عن 1.25 فولت ، يجب أن يكون التيار عبر المقاوم 0.26 مللي أمبير على الأقل. نتيجة لذلك ، لدينا رقمان أساسيان لحساب المقاوم الخارجي.
على سبيل المثال ، عندما يكون جهد إمداد جهاز التثبيت 12 ... 15 فولت ، يجب إيقاف تشغيل جهاز التثبيت بشكل موثوق بأقل قيمة - عند 12 فولت.
نتيجة لذلك ، تم العثور على مقاومة المقاوم الإضافي من التعبير:
R = (Up-Uvd1-1.25V) /0.26mA = (12V-0.7V-1.25V) /0.26mA = 39KΩ.
لإيقاف تشغيل الدائرة المصغرة بشكل موثوق ، نختار مقاومة المقاوم أقل من القيمة المحسوبة. على جزء من الدائرة الشكل 12 ، مقاومة المقاوم 27KΩ. مع هذه المقاومة ، يكون جهد إيقاف التشغيل حوالي 9 فولت. هذا يعني أنه عندما يكون جهد إمداد جهاز التثبيت بجهد 12 فولت ، يمكنك أن تأمل في إغلاق موثوق للمثبت باستخدام هذه الدائرة.
عند التحكم في المثبت من المتحكم الدقيق ، يجب إعادة حساب المقاوم R لجهد 5 فولت.
تعتبر مقاومة الإدخال عند المدخل الثالث للدائرة الصغيرة كبيرة جدًا وأي اتصال للعناصر الخارجية يمكن أن يؤثر على تكوين جهد سن المنشار. لفصل دوائر التحكم عن الدائرة المصغرة ، وبالتالي الحفاظ على نفس مناعة الضوضاء ، يتم استخدام الصمام الثنائي VD1.
يمكن التحكم في المثبت إما عن طريق تطبيق جهد ثابت على الطرف الأيسر من المقاوم R (الشكل 12) ، أو عن طريق تقصير نقطة اتصال المقاوم R مع الصمام الثنائي VD1 إلى العلبة (بجهد ثابت على اليسار طرف المقاوم R).
تم تصميم الصمام الثنائي Zener diode VD2 لحماية مدخلات الدائرة المصغرة من التعرض للضرب الجهد العالي. ليست هناك حاجة لها في الفولتية منخفضة العرض.
تحميل التنظيم الحالي
نظرًا لأن الجهد المرجعي للمقارن الحالي للدائرة الصغيرة يساوي مجموع الفولتية عبر المقاومات R1 و R3 ، عن طريق تغيير تيار التحيز للمقاوم R3 ، يمكنك ضبط تيار الحمل (الشكل 11).
هناك خياران للتعديل - المقاوم المتغير والجهد الثابت.
يوضح الشكل 13 جزءًا من الدائرة في الشكل 11 مع التغييرات اللازمة والنسب المحسوبة التي تسمح لك بحساب جميع عناصر دائرة التحكم.
الشكل 13
لضبط تيار الحمل بمقاوم متغير ، تحتاج إلى استبدال المقاوم الثابت R2 بمجموعة من المقاومات R2 '. في هذه الحالة ، عندما تتغير مقاومة المقاوم المتغير ، ستتغير المقاومة الإجمالية للمقاوم R2 خلال 27 ... 37KΩ ، وسيتغير تيار التصريف الخاص بالترانزستور VT1 (والمقاوم R3) خلال 1.3V / 27 ... 37KΩ = 0.048 ... 0.035 مللي أمبير. في الوقت نفسه ، على المقاوم R3 ، سيختلف جهد التحيز في حدود 0.048 ... 0.035mA * 10KΩ = 0.48 ... 0.35V. لتشغيل المقارنة الحالية للدائرة الدقيقة ، يجب أن يكون الجهد من 0.45-0.48 ... 0.35 فولت \ u003d 0 ... 0.1 فولت على مستشعر تيار المقاوم R1 (الشكل 11). مع المقاومة R1 = 0.1Ohm ، سينخفض هذا الجهد عبره عندما يتدفق تيار الحمل خلاله داخل 0 ... 0.1V / 0.1Ohm = 0 ... 1A.
أي بتغيير مقاومة المقاوم المتغير R2 خلال 27 ... 37 KΩ ، يمكننا تنظيم تيار الحمل في حدود 0 ... 1A.
لضبط تيار الحمل بجهد ثابت ، تحتاج إلى وضع مقسم جهد Rd1Rd2 في بوابة الترانزستور VT1. بمساعدة هذا الحاجز ، يمكنك مطابقة أي جهد تحكم مع الجهد المطلوب لـ VT1.
يوضح الشكل 13 جميع الصيغ اللازمة للحساب.
على سبيل المثال ، من الضروري ضبط تيار الحمل في حدود 0 ... 1A باستخدام جهد ثابت يختلف في حدود 0 ... 5 فولت.
لاستخدام دائرة المثبت الحالية في الشكل 11 ، نضع مقسم الجهد Rd1Rd2 في دائرة بوابة الترانزستور VT1 ونحسب قيم المقاوم.
في البداية ، تم تصميم الدائرة لتيار حمل قدره 1A ، والذي يتم تعيينه بواسطة تيار المقاوم R2 والجهد العتبة لترانزستور تأثير المجال VT1. لتقليل تيار الحمل إلى الصفر ، كما يلي من المثال السابق ، تحتاج إلى زيادة تيار المقاوم R2 من 0.034 مللي أمبير إلى 0.045 مللي أمبير. مع وجود مقاومة ثابتة للمقاوم R2 (39KΩ) ، يجب أن يختلف الجهد عبره في حدود 0.045 ... 0.034mA * 39KΩ = 1.755 ... 1.3V. عند وجود جهد صفري عند البوابة ويكون جهد عتبة الترانزستور VT2 1.3 فولت ، يتم تعيين جهد 1.3 فولت على المقاوم R2. لزيادة الجهد على R2 إلى 1.755V ، تحتاج إلى تطبيق جهد ثابت من 1.755V-1.3V = 0.455V على بوابة VT1. وفقًا لحالة المشكلة ، يجب أن يكون مثل هذا الجهد عند البوابة بجهد تحكم + 5 فولت. بعد ضبط مقاومة المقاوم Rd2 على 100KΩ (لتقليل تيار التحكم) ، نجد مقاومة المقاوم Rd1 من النسبة Uу = Ug * (1 + Rd2 / Rd1):
Rd1 = Rd2 / (Uу / Ug-1) = 100KΩ / (5V / 0.455V-1) = 10KΩ.
أي عندما يتغير جهد التحكم من صفر إلى + 5 فولت ، سينخفض تيار الحمل من 1 أمبير إلى صفر.
مكتمل مخطط الرسم البياني 1 يظهر مثبت التيار مع وظائف الضبط والتشغيل والإيقاف في الشكل 14. يستمر ترقيم العناصر الجديدة وفقًا للمخطط الشكل 11.
الشكل 14
كجزء من الشكل 14 ، لم يتم اختبار الدائرة. لكن المخطط وفقًا للشكل 11 ، الذي تم إنشاؤه على أساسه ، تم فحصه بالكامل.
تم اختبار طريقة التشغيل والإيقاف الموضحة في الرسم التخطيطي عن طريق وضع النماذج الأولية. تم التحقق من طرق ضبط التيار فقط عن طريق المحاكاة. ولكن نظرًا لأن طرق الضبط يتم إنشاؤها على أساس مثبت تيار مثبت حقًا ، فأثناء التجميع عليك فقط إعادة حساب قيم المقاوم لمعلمات ترانزستور تأثير المجال المطبق VT1.
في الرسم البياني أعلاه ، يتم استخدام كلا الخيارين لضبط تيار الحمل - مع المقاوم المتغير Rp والجهد الثابت 0 ... 5V. يتم اختيار التحكم باستخدام المقاوم المتغير بشكل مختلف قليلاً مقارنة بالشكل 12 ، مما جعل من الممكن تطبيق كلا الخيارين في نفس الوقت.
كلا التعديلين يعتمدان على - القيمة الحالية بواسطة إحدى الطريقتين هي الحد الأقصى للطريقة الأخرى. إذا قمت بضبط تيار الحمل على 0.5A بمقاوم متغير Rp ، فعند ضبط الجهد ، يمكن تغيير التيار من صفر إلى 0.5A. والعكس صحيح - تيار 0.5A ، مضبوط بجهد ثابت ، سيتغير المقاوم المتغير أيضًا من صفر إلى 0.5A.
إن اعتماد تعديل تيار الحمل بواسطة المقاوم المتغير هو أسي ، لذلك ، من أجل الحصول على تعديل خطي ، يُنصح باختيار مقاوم متغير مع اعتماد لوغاريتمي للمقاومة على زاوية الدوران.
مع زيادة المقاومة Rp ، يزداد الحمل الحالي أيضًا.
اعتماد تنظيم الحمل الحالي بالجهد الثابت هو خطي.
يقوم مفتاح SB1 بتشغيل أو إيقاف تشغيل المثبت. عندما تكون جهات الاتصال مفتوحة ، يتم إيقاف تشغيل المثبت ، وعند إغلاق جهات الاتصال ، يتم تشغيله.
من خلال التحكم الإلكتروني الكامل ، يمكن إيقاف تشغيل المثبت إما عن طريق تطبيق جهد ثابت مباشرة على الإخراج الثالث للدائرة الدقيقة ، أو عن طريق ترانزستور إضافي. حسب منطق التحكم المطلوب.
يوفر Capacitor C4 بداية ناعمة للمثبت. عندما يتم تطبيق الطاقة ، حتى يتم شحن المكثف ، فإن تيار ترانزستور تأثير المجال VT1 (والمقاوم R3) لا يقتصر على المقاوم R2 ولكنه يساوي الحد الأقصى لترانزستور تأثير المجال الذي تم تشغيله في وضع المصدر الحالي (وحدات - عشرات مللي أمبير). يتجاوز الجهد عبر المقاوم R3 عتبة الإدخال الحالي للدائرة الدقيقة ، لذلك يتم إغلاق الترانزستور الرئيسي للدائرة الصغيرة. سينخفض التيار عبر R3 تدريجيًا حتى يصل إلى القيمة التي حددها المقاوم R2. عند الاقتراب من هذه القيمة ، ينخفض الجهد عبر المقاوم R3 ، ويعتمد الجهد عند مدخل الحماية الحالية بشكل متزايد على الجهد عبر المقاوم المستشعر R1 ، وبالتالي على تيار الحمل. نتيجة لذلك ، يبدأ تيار الحمل في الزيادة من صفر إلى قيمة محددة مسبقًا (مقاوم متغير أو جهد تحكم ثابت).
لوحة الدوائر المطبوعة.
فيما يلي خيارات لوحة الدوائر المطبوعة المثبت (وفقًا لمخطط الكتلة الشكل 2 أو الشكل 10 - خيار عملي) لحزم الدوائر الدقيقة المختلفة (DIP-8 أو SO-8) والمختنقات المختلفة (قياسية ، من صنع المصنع أو محلية الصنع على حلقة حديدية رش). تم رسم اللوحة في الإصدار الخامس من Sprint-Layout:
تم تصميم جميع الخيارات لتركيب عناصر SMD بحجم من 0603 إلى 1206 ، اعتمادًا على القوة المحسوبة للعناصر. تحتوي اللوحة على مقاعد لجميع عناصر الدائرة. عند فك اللوح ، يمكن حذف بعض العناصر (تمت مناقشة هذا بالفعل أعلاه). على سبيل المثال ، لقد تخلت تمامًا عن تركيب ضبط التردد C T ومكثفات الإخراج Co (الشكل 2). بدون مكثف ضبط التردد ، يعمل المثبت بتردد أعلى ، وتكون الحاجة إلى مكثف الإخراج فقط عند تيارات الحمل العالية (حتى 1A) و (أو) المحاثات الصغيرة للمحث. في بعض الأحيان يكون من المنطقي تركيب مكثف ضبط التردد ، مما يقلل من تردد التشغيل ، وبالتالي فقدان الطاقة الديناميكي في تيارات الحمل العالية.
لا تحتوي لوحات الدوائر المطبوعة على أي ميزات خاصة ويمكن صنعها على نسيج من ورق القصدير أحادي الجانب ومزدوج الوجه. عند استخدام منسوجات على الوجهين ، لا يتم حفر الجانب الثاني ويعمل كمشتت حرارة إضافي و (أو) سلك مشترك.
عند استخدام الطلاء على الجزء الخلفي من اللوحة كمشتت حراري ، فأنت بحاجة إلى الحفر من خلال ثقببالقرب من المخرج الثامن من الدائرة المصغرة وربط كلا الجانبين عن طريق اللحام بوصلة قصيرة مصنوعة من سلك نحاسي سميك. إذا تم استخدام دائرة كهربائية صغيرة في حزمة DIP ، فيجب حفر ثقب مقابل الدبوس الثامن وعند اللحام ، استخدم هذا الدبوس كقابس ، وقم بلحام الدبوس على جانبي اللوحة.
يتم الحصول على نتائج جيدة بدلاً من العبور عن طريق تثبيت برشام من الأسلاك النحاسية بقطر 1.8 مم (قلب مصنوع من كابل بمقطع عرضي 2.5 مم 2). يتم وضع البرشام فور حفر اللوحة - تحتاج إلى حفر حفرة بقطر يساوي قطر سلك البرشام ، وإدخال قطعة من السلك بإحكام وتقصيرها بحيث تبرز من الفتحة بما لا يزيد عن 1 مم ، وبرشام بعناية على كلا الجانبين على السندان بمطرقة صغيرة. على جانب التركيب ، يجب أن يكون التثبيت متدفقًا مع اللوحة ، بحيث لا يتداخل رأس البرشام البارز مع إزالة اللحام من الأجزاء.
قد تبدو نصيحة غريبة لعمل المشتت الحراري من المخرج الثامن للدائرة الدقيقة ، لكن اختبار الاصطدام لحالة الدائرة المصغرة المعيبة أظهر أن جزء الطاقة بالكامل يقع على لوحة نحاسية عريضة بنقرة صلبة إلى الدبوس الثامن القضية. الاستنتاجات 1 و 2 من الدائرة المصغرة ، على الرغم من أنها مصنوعة في شكل شرائح ، رقيقة جدًا بحيث لا يمكن استخدامها كمشتت للحرارة. جميع الأطراف الأخرى في العلبة متصلة بشريحة الدائرة المصغرة مع وصلات سلكية رفيعة. ومن المثير للاهتمام ، ليست كل الدوائر الدقيقة مصنوعة بهذه الطريقة. أظهرت عدة حالات تم فحصها أن البلورة تقع في المركز ، وأن دبابيس الشريط في الدائرة الدقيقة متشابهة. لحام - وصلات سلكية. لذلك ، من أجل التحقق ، تحتاج إلى "تفكيك" عدد قليل من حالات الدوائر المصغرة ...
لا يزال من الممكن صنع المشتت الحراري من صفيحة مستطيلة من النحاس (الصلب والألومنيوم) بسمك 0.5-1 مم بأبعاد لا تتجاوز اللوحة. عند استخدام حزمة DIP ، تكون مساحة اللوحة محدودة فقط بارتفاع الخانق. بين اللوحة وعلبة الدائرة الدقيقة ، ضع القليل من المعجون الحراري. مع حزمة SO-8 ، يمكن لبعض تفاصيل التركيب (المكثفات والصمام الثنائي) أحيانًا أن تمنع اللوح من التثبيت بإحكام. في هذه الحالة ، بدلاً من المعجون الحراري ، من الأفضل وضع حشية مطاطية Nomakon ذات سماكة مناسبة. يُنصح بتوصيل المخرج الثامن من الدائرة المصغرة بهذه اللوحة باستخدام وصلة سلكية.
إذا كانت لوحة التبريد كبيرة وتغلق الوصول المباشر إلى المخرج الثامن من الدائرة المصغرة ، فيجب عليك أولاً حفر ثقب في اللوحة المقابلة للمخرج الثامن ، ولحام قطعة من السلك أولاً عموديًا بالمخرج نفسه. بعد ذلك ، قم بتمرير السلك عبر الفتحة الموجودة في اللوحة والضغط عليه مقابل جسم الرقاقة ، وقم بتوصيلهما معًا.
يوجد الآن تدفق جيد متاح لحام الألومنيوم ، لذلك من الأفضل إخراج المشتت الحراري منه. في هذه الحالة ، يمكن ثني المشتت الحراري على طول المظهر الجانبي مع أكبر مساحة سطح.
للحصول على تيارات حمل تصل إلى 1.5 أمبير ، يجب عمل المشتت الحراري على كلا الجانبين - في شكل مضلع صلب على الجانب الخلفي من اللوحة وفي شكل لوحة معدنية مضغوطة على علبة الدائرة الدقيقة. في الوقت نفسه ، من الضروري لحام الخرج الثامن من الدائرة المصغرة لكل من المضلع على الجانب الخلفي واللوحة المضغوطة على العلبة. لزيادة القصور الذاتي للمشتت الحراري على الجانب الخلفي من اللوحة ، من الأفضل أيضًا صنعه على شكل لوحة ملحومة بالمضلع. في هذه الحالة ، من الملائم وضع لوحة المشتت الحراري على البرشام عند الخرج الثامن من الدائرة المصغرة ، والتي كانت تربط سابقًا جانبي اللوحة. قم بلحام البرشام واللوحة ، وامسكها باللحام في عدة أماكن حول محيط اللوحة.
بالمناسبة ، عند استخدام لوحة على الجانب الخلفي من اللوحة ، يمكن بالفعل أن تكون اللوحة نفسها مصنوعة من قماش احباط من جانب واحد.
تم عمل النقوش الموجودة على لوحة تحديد العناصر بالطريقة المعتادة (بالإضافة إلى المسارات المطبوعة) ، باستثناء النقوش على المضلعات. هذه الأخيرة مصنوعة على طبقة الخدمة "F" لون أبيض. في هذه الحالة ، يتم الحصول على هذه النقوش بالحفر.
يتم لحام أسلاك الطاقة و LED من طرفي نقيض للوحة وفقًا للنقوش: "+" و "-" للطاقة ، و "A" و "K" لمصابيح LED.
عند استخدام اللوح في إصدار بدون إطار (بعد التحقق منه وإعداده) ، من الملائم ربطه بقطعة من أنابيب الانكماش الحراري بطول وقطر مناسبين وتسخينه بمجفف شعر. يجب الضغط على نهايات الانكماش الحراري التي لم تبرد بعد بكماشة أقرب إلى الاستنتاجات. يتم لصقها على انكماش حراري ساخن معًا وتشكل غلافًا مغلقًا تقريبًا وقويًا إلى حد ما. تلتصق الحواف المتعرجة ببعضها البعض بقوة لدرجة أنه عندما تحاول فصل الانكماش الحراري ، فإنه ينكسر ببساطة. في الوقت نفسه ، إذا كانت الصيانة والإصلاح ضرورية ، فإن المجعد يضع نفسه غير قابل للالتصاق عند إعادة تسخينه بمجفف شعر ، دون ترك أي أثر للتجعيد. ببعض المهارة ، يمكن شد الانكماش الحراري الذي لا يزال ساخناً بالملاقط وإزالة اللوح منه بعناية. نتيجة لذلك ، سيكون الانكماش الحراري مناسبًا لإعادة تغليف اللوحة.
إذا كان من الضروري إغلاق اللوح تمامًا ، بعد تقليص الانكماش الحراري ، يمكن ملء نهاياته بمزدوجة حرارية. لتقوية "العلبة" ، يمكنك وضع طبقتين من الانكماش الحراري على السبورة. على الرغم من أن طبقة واحدة قوية بما فيه الكفاية.
برنامج لحساب المثبت
للحساب المتسارع وتقييم عناصر الدائرة ، تم رسم جدول بالصيغ في برنامج EXCEL. للراحة ، يتم دعم بعض العمليات الحسابية بواسطة رمز VBA. تم اختبار تشغيل البرنامج فقط في بيئة Windows XP:
عند تشغيل الملف ، قد تظهر نافذة تحذرك من وجود وحدات ماكرو في البرنامج. يجب عليك تحديد الأمر "عدم تعطيل وحدات الماكرو". خلاف ذلك ، سيبدأ البرنامج وحتى يعيد الحساب وفقًا للصيغ المكتوبة في خلايا الجداول ، ولكن سيتم تعطيل بعض الوظائف (التحقق من صحة الإدخال ، وإمكانية التحسين ، وما إلى ذلك).
بعد بدء البرنامج ، ستظهر نافذة تسألك: "هل تريد استعادة جميع بيانات الإدخال إلى الوضع الافتراضي؟" ، حيث تحتاج إلى النقر فوق الزر "نعم" أو "لا". إذا حددت "نعم" ، فسيتم تعيين جميع بيانات الإدخال للحساب افتراضيًا ، كمثال. سيتم أيضًا تحديث جميع الصيغ الخاصة بالحساب. إذا تم تحديد "لا" ، فستستخدم بيانات الإدخال القيم المحفوظة في الجلسة السابقة.
في الأساس ، تحتاج إلى تحديد الزر "لا" ، ولكن إذا كنت لا تريد حفظ النتائج السابقة للحساب ، فيمكنك تحديد "نعم". في بعض الأحيان ، عندما تقوم بإدخال عدد كبير جدًا من المدخلات غير الصحيحة ، أو نوعًا من العطل ، أو تقوم بحذف محتويات خلية مع صيغة بطريق الخطأ ، يكون من الأسهل الخروج من البرنامج وتشغيله مرة أخرى عن طريق الإجابة على السؤال "نعم". هذا أسهل من إيجاد الأخطاء وتصحيحها وإعادة كتابة الصيغ المفقودة.
البرنامج عبارة عن ورقة عادية من مصنف Excel بثلاثة جداول منفصلة ( ادخال البيانات , انتاج | , نتائج الحساب ) ودائرة استقرار.
يحتوي الجدولان الأولان على اسم الإدخال أو المعلمة المحسوبة ، باختصارها رمز(يتم استخدامه أيضًا في الصيغ من أجل الوضوح) ، وقيمة المعلمة ووحدة القياس. في الجدول الثالث ، تم حذف الأسماء باعتبارها غير ضرورية ، حيث يمكن رؤية الغرض من العنصر هناك على الرسم التخطيطي. تم تمييز قيم المعلمات المحسوبة باللون الأصفر ولا يمكن تغييرها بشكل مستقل ، نظرًا لأن الصيغ مكتوبة في هذه الخلايا.
في الطاولة " ادخال البيانات »يتم إدخال البيانات الأولية. الغرض من بعض المعلمات موضح في الملاحظات. يجب ملء جميع الخلايا التي تحتوي على بيانات الإدخال ، حيث تشارك جميعها في الحساب. الاستثناء هو الخلية ذات المعلمة "Ripple load current (Inp)" - يمكن أن تكون فارغة. في هذه الحالة ، يتم حساب محاثة المحرِّض بناءً على الحد الأدنى لقيمة تيار الحمل. إذا قمت في هذه الخلية بتعيين قيمة تيار تموج الحمل ، فسيتم حساب محاثة المحرِّض بناءً على قيمة التموج المحددة.
بالنسبة إلى الشركات المصنعة المختلفة للدوائر الدقيقة ، قد تختلف بعض المعلمات - على سبيل المثال ، قيمة الجهد المرجعي أو الاستهلاك الحالي. للحصول على نتائج حسابية أكثر موثوقية ، تحتاج إلى تحديد بيانات أكثر دقة. للقيام بذلك ، يمكنك استخدام الورقة الثانية من الملف ("Microcircuits") ، والتي تحتوي على القائمة الرئيسية للمعلمات المختلفة. بمعرفة الشركة المصنعة للرقاقة ، يمكنك العثور على بيانات أكثر دقة.
في الطاولة " انتاج | »تم العثور على نتائج وسيطة مثيرة للاهتمام للحسابات. يمكن رؤية الصيغ التي يتم من خلالها إجراء الحسابات من خلال تمييز الخلية بالقيمة المحسوبة. يمكن تمييز خلية تحتوي على معلمة "الحد الأقصى لعامل التعبئة (dmax)" بأحد اللونين - الأخضر والأحمر. بالأخضريتم تمييز الخلية عندما تكون قيمة المعلمة صالحة ، ويتم تمييزها باللون الأحمر عند تجاوز القيمة القصوى. في ملاحظة الخلية ، يمكنك قراءة المدخلات التي تحتاج إلى تغييرها لتصحيحها.
ينص المستند AN920-D ، الذي يصف IC بمزيد من التفصيل ، على أن دورة العمل القصوى لـ MC34063 لا يمكن أن تتجاوز 0.857 ، وإلا فقد لا تتطابق حدود التنظيم مع الحدود المحددة. هذه هي القيمة التي تؤخذ كمعيار لصحة المعلمة التي تم الحصول عليها في الحساب. صحيح ، لقد أظهرت الممارسة أن القيمة الفعلية لعامل التعبئة يمكن أن تكون أكبر من 0.9. على ما يبدو ، يُفسر هذا التناقض من خلال التضمين "غير القياسي".
نتيجة الحسابات هي قيم العناصر السلبية للدائرة ، ملخصة في الجدول الثالث " نتائج الحساب » . يمكن استخدام القيم التي تم الحصول عليها عند تجميع دائرة التثبيت.
في بعض الأحيان يكون من المفيد ضبط القيم التي تم الحصول عليها بنفسك ، على سبيل المثال ، عندما لا تتطابق القيمة التي تم الحصول عليها لمقاومة المقاوم أو سعة المكثف أو محاثة المحرِّض مع القيمة القياسية. من المثير للاهتمام أيضًا أن نرى كيف يؤثر ذلك الخصائص العامةمخططات لتغيير قيم بعض العناصر. البرنامج لديه مثل هذه الفرصة.
على يمين الطاولة نتائج الحساب » يوجد مربع بجوار كل معلمة. عند النقر على زر الفأرة الأيسر في المربع المحدد ، يظهر "طائر" فيه ، يشير إلى المعلمة التي تتطلب التحديد. في هذه الحالة ، تتم إزالة التمييز الأصفر من الحقل الذي يحتوي على القيمة ، مما يعني أنه يمكن تحديد قيمة هذه المعلمة بشكل مستقل. وفي الجدول ادخال البيانات" يتم تمييز المعلمات التي تتغير في هذه الحالة باللون الأحمر. أي ، يتم إجراء إعادة الحساب العكسي - تتم كتابة الصيغة في خلية جدول بيانات الإدخال ، ومعلمة الحساب هي قيمة الجدول " نتائج الحساب » .
على سبيل المثال ، وضع "طائر" مقابل محاثة المحرِّض في الجدول " نتائج الحساب » ، يمكنك أن ترى أن معلمة "الحد الأدنى للحمل الحالي" في الجدول " ادخال البيانات ».
عندما يتغير الحث ، بعض معلمات الجدول " انتاج | "، على سبيل المثال ،" أقصى تيار للمحث والمفتاح (I_Lmax) ". وبالتالي ، من الممكن اختيار خنق بحد أدنى من المحاثة من النطاق القياسي والأبعاد ، دون تجاوز الحد الأقصى الحالي للترانزستور الرئيسي للدائرة الدقيقة ، ولكن "التضحية" بقيمة الحد الأدنى من تيار الحمل. في هذه الحالة ، يمكنك أن ترى أن قيمة السعة لمكثف الخرج Co زادت أيضًا لتعويض الزيادة في تموج تيار الحمل.
بعد اختيار الحث والتأكد من أن المعلمات الأخرى التابعة لا تتجاوز الحدود الخطرة ، نزيل "الطائر" المقابل لمعامل الحث ، وبالتالي نصلح النتيجة التي تم الحصول عليها قبل تغيير المعلمات الأخرى التي تؤثر على محاثة المحرِّض. في نفس الوقت في الجدول نتائج الحساب » تتم استعادة الصيغ ، وفي الجدول " ادخال البيانات" ، على العكس من ذلك ، يتم إزالتها.
بنفس الطريقة ، يمكنك اختيار معلمات أخرى للجدول " نتائج الحساب » . ومع ذلك ، يجب ألا يغيب عن البال أن معلمات جميع الصيغ تقريبًا تتقاطع ، لذلك إذا كنت تريد تغيير جميع معلمات هذا الجدول مرة واحدة ، فقد تظهر نافذة خطأ مع رسالة حول المراجع التبادلية.
قم بتنزيل المقال بصيغة pdf.
لتشغيل المعدات الإلكترونية المحمولة في المنزل ، غالبًا ما يتم استخدام مصادر الطاقة الرئيسية. لكن هذا ليس مناسبًا دائمًا ، حيث لا يوجد دائمًا مأخذ كهربائي مجاني في مكان الاستخدام. وإذا كنت بحاجة إلى العديد من مصادر الطاقة المختلفة؟
أحد القرارات الصحيحة هو إنشاء مصدر طاقة عالمي. وكمصدر طاقة خارجي ، استخدم ، على وجه الخصوص ، منفذ USB للكمبيوتر الشخصي. ليس سراً أن المعيار القياسي يوفر الطاقة للأجهزة الإلكترونية الخارجية بجهد 5 فولت ولا يزيد تيار الحمل عن 500 مللي أمبير.
ولكن ، لسوء الحظ ، للتشغيل العادي لمعظم المعدات الإلكترونية المحمولة ، يلزم وجود 9 أو 12 فولت. سوف تساعد الدائرة الدقيقة المتخصصة في حل المشكلة محول الجهد على MC34063، مما يسهل التصنيع بشكل كبير بالمعلمات المطلوبة.
مخطط هيكلي لمحول MC34063:
حدود التشغيل MC34063
وصف دارة المحول
يوجد أدناه مخطط تخطيطي لخيار مزود الطاقة الذي يسمح لك بالحصول على 9 فولت أو 12 فولت من منفذ USB 5 فولت على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
تعتمد الدائرة على دائرة كهربائية متخصصة MC34063 (نظيرتها الروسية K1156EU5). محول الجهد MC34063 عبارة عن دائرة تحكم إلكترونية لمحول DC / DC.
يحتوي على مرجع جهد معوض لدرجة الحرارة (RTF) ، ومذبذب دورة العمل المتغير ، ومقارن ، ودائرة تحديد تيار ، ومرحلة خرج ، ومفتاح تيار عالي. تم تصميم هذه الشريحة خصيصًا للاستخدام في المحولات الإلكترونية الداعمة والباك والعكس مع أقل عدد من العناصر.
يتم ضبط جهد الخرج الناتج عن التشغيل بواسطة مقاومين R2 و R3. يتم الاختيار على أساس أنه عند إدخال المقارنة (دبوس 5) يجب أن يكون هناك جهد يساوي 1.25 فولت. يمكنك حساب مقاومة المقاومات للدائرة باستخدام صيغة بسيطة:
Uout = 1.25 (1 + R3 / R2)
من خلال معرفة جهد الخرج المطلوب ومقاومة المقاوم R3 ، من السهل جدًا تحديد مقاومة المقاوم R2.
نظرًا لتحديد جهد الخرج ، يمكنك تحسين الدائرة بشكل كبير عن طريق تضمين مفتاح في الدائرة يسمح لك بتلقي جميع أنواع القيم حسب الحاجة. يوجد أدناه متغير من محول MC34063 لجهدتي إخراج (9 و 12 فولت) 
