عندما يواجه مطور أي جهاز السؤال "كيفية الحصول على الجهد المطلوب؟"، عادة ما تكون الإجابة بسيطة - مثبت خطي. ميزتها التي لا شك فيها هي تكلفتها المنخفضة والحد الأدنى من الأسلاك. ولكن إلى جانب هذه المزايا، لديهم عيب - تسخين قوي. تعمل المثبتات الخطية على تحويل الكثير من الطاقة الثمينة إلى حرارة. ولذلك، لا ينصح باستخدام مثل هذه المثبتات في الأجهزة التي تعمل بالبطارية. هي أكثر اقتصادا محولات DC-DC. هذا ما سنتحدث عنه.

عرض خلفي:

لقد سبق أن قيل كل شيء عن مبادئ التشغيل قبلي، لذلك لن أتطرق إليه. اسمحوا لي فقط أن أقول إن مثل هذه المحولات تأتي في محولات Step-UP (step-up) وStep-Down (step-down). وبطبيعة الحال، كنت مهتما في هذا الأخير. يمكنك أن ترى ما حدث في الصورة أعلاه. لقد قمت بإعادة رسم دوائر المحول بعناية من ورقة البيانات :-) لنبدأ بالمحول المتدرج:

كما ترون، لا شيء صعب. تشكل المقاومات R3 و R2 فاصلًا يتم من خلاله إزالة الجهد وتزويده إلى ساق التغذية المرتدة للدائرة الدقيقة MC34063.وفقا لذلك، من خلال تغيير قيم هذه المقاومات، يمكنك تغيير الجهد عند إخراج المحول. يعمل المقاوم R1 على حماية الدائرة الدقيقة من الفشل في حالة حدوث ماس كهربائي. إذا قمت بلحام وصلة بدلاً من ذلك، فسيتم تعطيل الحماية وقد ينبعث من الدائرة دخان سحري تعمل عليه جميع الأجهزة الإلكترونية. :-) كلما زادت مقاومة هذه المقاومة، قل التيار الذي يمكن للمحول توصيله. مع مقاومته 0.3 أوم، لن يتجاوز التيار نصف أمبير. بالمناسبة، كل هذه المقاومات يمكن حسابها بواسطتي. لقد أخذت الاختناق جاهزًا، لكن لا أحد يمنعني من لفه بنفسي. الشيء الرئيسي هو أن لديه التيار المطلوب. كما أن الدايود أي شوتكي وأيضا للتيار المطلوب. كملاذ أخير، يمكنك موازاة اثنين من الثنائيات منخفضة الطاقة. لا يتم الإشارة إلى جهود المكثف في الرسم التخطيطي، بل يجب تحديدها بناءً على جهد الإدخال والإخراج. من الأفضل أن تأخذها باحتياطي مضاعف.
يحتوي محول Step-UP على اختلافات طفيفة في دائرته:

متطلبات الأجزاء هي نفس متطلبات Step-Down. أما بالنسبة لجودة جهد الخرج الناتج فهو مستقر تمامًا والتموجات كما يقولون صغيرة. (لا أستطيع أن أقول عن التموجات بنفسي لأنني لا أملك راسم الذبذبات بعد). الأسئلة والاقتراحات في التعليقات.

في الوقت الحاضر، ظهرت العديد من مثبتات التيار LED للدوائر الدقيقة، ولكن جميعها، كقاعدة عامة، باهظة الثمن. وبما أن الحاجة إلى مثل هذه المثبتات بسبب انتشار مصابيح LED عالية الطاقة كبيرة، فعلينا أن نبحث عن خيارات لجعلها أرخص.

نقدم هنا إصدارًا آخر من أداة التثبيت استنادًا إلى شريحة تثبيت المفاتيح الشائعة والرخيصة MC34063. يختلف الإصدار المقترح عن دوائر التثبيت المعروفة بالفعل في هذه الدائرة الدقيقة من خلال تضمينه غير القياسي قليلاً، مما يجعل من الممكن زيادة تردد التشغيل وضمان الاستقرار حتى عند القيم المنخفضة لمحثة المحث وسعة مكثف الخرج.

ميزات الدائرة الدقيقة - PWM أو PWM؟

تكمن خصوصية الدائرة الدقيقة في أنها PWM ومرحل! علاوة على ذلك، يمكنك أن تختار لنفسك ما سيكون عليه.

تقول الوثيقة AN920-D، التي تصف هذه الدائرة الدقيقة بمزيد من التفصيل، ما يلي تقريبًا (انظر الرسم التخطيطي الوظيفي للدائرة الدقيقة في الشكل 2).

أثناء شحن مكثف التوقيت، يتم ضبط مكثف منطقي عند أحد مدخلات العنصر المنطقي "AND" الذي يتحكم في الزناد. إذا كان جهد الخرج للمثبت أقل من الجهد الاسمي (عند المدخل بجهد عتبة 1.25 فولت)، فسيتم أيضًا ضبط الجهد المنطقي عند الإدخال الثاني لنفس العنصر. في هذه الحالة، يتم أيضًا تعيين وحدة منطقية عند إخراج العنصر وعند إدخال المشغل "S" يتم ضبطها (المستوى النشط عند الإدخال "S" منطقي 1) وعند إخراجه "Q" "يظهر رمز منطقي يفتح الترانزستورات الرئيسية.

عندما يصل الجهد على مكثف ضبط التردد إلى العتبة العليا، يبدأ في التفريغ، ويظهر صفر منطقي عند الإدخال الأول للعنصر المنطقي "AND". يتم توفير نفس المستوى لمدخل إعادة ضبط المشغل (المستوى النشط عند الإدخال "R" هو المنطق 0) وإعادة ضبطه. يظهر الصفر المنطقي عند مخرج "Q" للمشغل ويتم إغلاق الترانزستورات الرئيسية.
ثم تتكرر الدورة.

يوضح الرسم البياني الوظيفي أن هذا الوصف ينطبق فقط على المقارنة الحالية، والتي ترتبط وظيفيًا بالمذبذب الرئيسي (يتم التحكم فيه عن طريق الإدخال 7 من الدائرة الدقيقة). لكن خرج مقارنة الجهد (الذي يتم التحكم فيه عن طريق الإدخال 5) لا يتمتع بمثل هذه "الامتيازات".

اتضح أنه في كل دورة، يمكن للمقارنة الحالية فتح الترانزستورات الرئيسية وإغلاقها، إذا كان مقارن الجهد يسمح بذلك بالطبع. لكن مقارنة الجهد نفسه يمكنه فقط إصدار إذن أو حظر للفتح، والذي لا يمكن معالجته إلا في الدورة التالية.

ويترتب على ذلك أنه إذا قمت بقصر دائرة إدخال المقارنة الحالية (الجهات 6 و 7) والتحكم فقط في مقارنة الجهد (دبوس 5)، فسيتم فتح الترانزستورات الرئيسية بها وتبقى مفتوحة حتى نهاية دورة شحن المكثف ، حتى لو تجاوز الجهد عند مدخل المقارنة العتبة. وفقط عندما يبدأ المكثف في التفريغ، سيغلق المولد الترانزستورات. في هذا الوضع، لا يمكن تحديد جرعات الطاقة المقدمة للحمل إلا من خلال تردد المذبذب الرئيسي، نظرًا لأن الترانزستورات الرئيسية، على الرغم من إغلاقها بالقوة، تكون فقط لفترة تتراوح بين 0.3-0.5 ميكروثانية عند أي قيمة تردد. وهذا الوضع يشبه إلى حد كبير PFM - تعديل تردد النبض، الذي ينتمي إلى نوع تنظيم التتابع.

على العكس من ذلك، إذا قمت بقصر دائرة إدخال مقارنة الجهد على الجسم، مما أدى إلى إيقاف تشغيله والتحكم فقط في دخل المقارنة الحالية (دبوس 7)، فسيتم فتح الترانزستورات الرئيسية بواسطة المذبذب الرئيسي وتغلق بأمر المقارن الحالي في كل دورة! أي أنه في حالة عدم وجود حمل، عندما لا يعمل جهاز المقارنة الحالي، تفتح الترانزستورات لفترة طويلة وتغلق لفترة قصيرة من الزمن. على العكس من ذلك، عند التحميل الزائد، فإنها تفتح وتغلق على الفور لفترة طويلة بأمر المقارنة الحالية. في بعض القيم المتوسطة للحمل الحالي، يتم فتح المفاتيح بواسطة المولد، وبعد مرور بعض الوقت، بعد تشغيل المقارنة الحالية، يتم إغلاقها. وبالتالي، في هذا الوضع، يتم تنظيم الطاقة الموجودة في الحمل من خلال مدة الحالة المفتوحة للترانزستورات - أي PWM الكامل.

يمكن القول أن هذا ليس PWM، لأنه في هذا الوضع لا يظل التردد ثابتا، ولكنه يتغير - يتناقص مع زيادة جهد التشغيل. ولكن مع جهد إمداد ثابت، يظل التردد دون تغيير، ولا يستقر تيار الحمل إلا عن طريق تغيير مدة النبضة. لذلك، يمكننا أن نفترض أن هذا هو PWM كاملة. ويتم تفسير التغير في تردد التشغيل عندما يتغير جهد الإمداد من خلال الاتصال المباشر للمقارن الحالي بالمذبذب الرئيسي.

عندما يتم استخدام كلا المقارنات في وقت واحد (في الدائرة الكلاسيكية)، يعمل كل شيء بنفس الطريقة تمامًا، ويتم تشغيل وضع المفتاح أو PWM اعتمادًا على المقارنة التي يتم تشغيلها في الوقت الحالي: عندما يكون هناك جهد زائد - المفتاح (PWM) وعندما يكون هناك حمل زائد على التيار - PWM

يمكنك إزالة مقارن الجهد تمامًا من التشغيل عن طريق قصر الدبوس الخامس للدائرة الدقيقة على الجسم، وكذلك تثبيت الجهد باستخدام PWM عن طريق تثبيت ترانزستور إضافي. يظهر هذا الخيار في الشكل 1.

رسم بياني 1

يتم تثبيت الجهد في هذه الدائرة عن طريق تغيير الجهد عند مدخل المقارنة الحالية. الجهد المرجعي هو جهد عتبة البوابة لترانزستور التأثير الميداني VT1. يتناسب جهد الخرج للمثبت مع منتج جهد عتبة الترانزستور ومعامل تقسيم مقسم المقاومة Rd1 و Rd2 ويتم حسابه بالصيغة:

Uout=أعلى(1+Rd2/Rd1)، حيث

لأعلى – عتبة الجهد VT1 (1.7…2 فولت).

لا يزال الاستقرار الحالي يعتمد على مقاومة المقاوم R2.

مبدأ تشغيل المثبت الحالي.

تحتوي شريحة MC34063 على مدخلين يمكن استخدامهما لتثبيت التيار.

يحتوي أحد المدخلات على جهد عتبة يبلغ 1.25 فولت (5 دبوس مللي ثانية)، وهو غير مفيد لمصابيح LED القوية إلى حد ما بسبب فقدان الطاقة. على سبيل المثال، عند تيار 700 مللي أمبير (لمصباح LED 3 وات)، لدينا خسائر في مقاومة المستشعر الحالية تبلغ 1.25*0.7A=0.875W. لهذا السبب وحده، لا يمكن أن تكون الكفاءة النظرية للمحول أعلى من 3W/(3W+0.875W)=77%. الحقيقي هو 60%...70%، وهو ما يشبه المثبتات الخطية أو ببساطة المقاومات المحددة للتيار.

يحتوي الإدخال الثاني للدائرة الدقيقة على جهد عتبة يبلغ 0.3 فولت (دبوس 7 مللي ثانية) ، وهو مصمم لحماية الترانزستور المدمج من التيار الزائد.
عادة، هذه هي الطريقة التي يتم بها استخدام هذه الدائرة الدقيقة: مدخل بحد 1.25 فولت - لتثبيت الجهد أو التيار، ومدخل بعتبة 0.3 فولت - لحماية الدائرة الدقيقة من الحمل الزائد.
في بعض الأحيان يتم تثبيت مضخم تشغيل إضافي لتضخيم الجهد من المستشعر الحالي، لكننا لن نفكر في هذا الخيار بسبب فقدان البساطة الجذابة للدائرة وزيادة تكلفة المثبت. سيكون من الأسهل أخذ دائرة كهربائية صغيرة أخرى...

في هذا الخيار، يُقترح استخدام مدخل بجهد عتبة 0.3 فولت لتثبيت التيار، وإيقاف تشغيل المدخل الآخر بجهد 1.25 فولت.

تبين أن المخطط بسيط للغاية. لسهولة الإدراك، تظهر الوحدات الوظيفية للدائرة الدقيقة نفسها (الشكل 2).

الصورة 2

الغرض واختيار عناصر الدائرة.

الصمام الثنائي D مع الاختناق L— يتم حساب عناصر أي مثبت نبض لتيار الحمل المطلوب والوضع المستمر لتيار المحث، على التوالي.

المكثفات جأنا و جس- انسداد عند الدخول والخروج. مكثف الخرج Co ليس ضروريًا بشكل أساسي بسبب التموجات الصغيرة لتيار الحمل، خاصة عند القيم الكبيرة لمحاثة المحرِّض، لذلك يتم رسمه كخط منقط وقد لا يكون موجودًا في الدائرة الحقيقية.

مكثف جت- ضبط التردد. كما أنه ليس عنصرًا ضروريًا بشكل أساسي، لذلك يتم عرضه بخط منقط.

تشير أوراق البيانات الخاصة بالدائرة الدقيقة إلى الحد الأقصى لتردد التشغيل وهو 100 كيلو هرتز، وتظهر معلمات الجدول متوسط ​​قيمة 33 كيلو هرتز، وتوضح الرسوم البيانية اعتماد مدة الحالات المفتوحة والمغلقة للمفتاح على سعة التردد- يُظهر مكثف الإعداد القيم الدنيا البالغة 2 μs و 0.3 μs على التوالي (بسعة 10 pF).
وتبين أنه إذا أخذنا القيم الأخيرة، فإن الفترة هي 2μs+0.3μs=2.3μs، وهذا تردد 435 كيلو هرتز.

إذا أخذنا في الاعتبار مبدأ تشغيل الدائرة الدقيقة - المشغل الذي تم ضبطه بواسطة نبض مذبذب رئيسي وإعادة ضبطه بواسطة المقارنة الحالية، فقد اتضح أن هذه مللي ثانية منطقية، والمنطق له تردد تشغيل لا يقل عن عدة ميجاهرتز. اتضح أن الأداء سيكون محدودًا فقط بخصائص سرعة الترانزستور الرئيسي. وإذا لم تعمل على تردد 400 كيلو هرتز، فإن الجبهات ذات انحلال النبض سوف تتأخر وستكون الكفاءة منخفضة للغاية 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 زيادة تردد التشغيل قدر الإمكان - ما يصل إلى 200 كيلو هرتز - 400 كيلو هرتز، اعتمادًا على نوع الدائرة الدقيقة والشركة المصنعة لها. تحافظ الترانزستورات الرئيسية للدائرة الدقيقة على هذه الترددات جيدًا، حيث لا يتجاوز ارتفاع النبض 0.1 ميكروثانية، ولا تتجاوز أوقات السقوط 0.12 ميكروثانية عند تردد تشغيل يبلغ 380 كيلو هرتز. لذلك، حتى في مثل هذه الترددات المرتفعة، تكون الخسائر الديناميكية في الترانزستورات صغيرة جدًا، ويتم تحديد الخسائر الرئيسية والتسخين من خلال زيادة جهد التشبع للترانزستور الرئيسي (0.5...1 فولت).

المقاوم ربيحد من التيار الأساسي للترانزستور الرئيسي المدمج. يسمح لك تضمين هذا المقاوم الموضح في الرسم البياني بتقليل الطاقة المتبددة عليه وزيادة كفاءة المثبت. انخفاض الجهد عبر المقاوم Rb يساوي الفرق بين جهد الإمداد وجهد الحمل وانخفاض الجهد عبر الدائرة الدقيقة (0.9-2 فولت).

على سبيل المثال، مع سلسلة من 3 مصابيح LED مع انخفاض إجمالي للجهد قدره 9...10 فولت ويتم تشغيلها بواسطة بطارية (12-14 فولت)، فإن انخفاض الجهد عبر المقاوم Rb لا يتجاوز 4 فولت.

ونتيجة لذلك، فإن الخسائر على المقاوم Rb تكون أصغر بعدة مرات مقارنة بالاتصال النموذجي، عندما يكون المقاوم متصلاً بين الطرف الثامن مللي ثانية وجهد الإمداد.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه إما أن المقاوم الإضافي Rb مثبت بالفعل داخل الدائرة الدقيقة، أو أن مقاومة هيكل المفتاح نفسه تزداد، أو أن هيكل المفتاح مصمم كمصدر حالي. يتبع ذلك الرسم البياني لاعتماد جهد تشبع الهيكل (بين الأطراف 8 و 2) على جهد الإمداد عند مقاومات مختلفة للمقاوم المحدد Rb (الشكل 3).

تين. 3

ونتيجة لذلك، في بعض الحالات (عندما يكون الفرق بين جهد الإمداد والحمل صغيرًا أو عندما يكون من الممكن نقل الخسائر من المقاوم Rb إلى الدائرة الدقيقة)، يمكن حذف المقاوم Rb، مما يؤدي إلى توصيل الطرف 8 من الدائرة الدقيقة مباشرة إما بالخرج أو إلى جهد الإمداد.

وعندما لا تكون الكفاءة الإجمالية للمثبت مهمة بشكل خاص، يمكنك توصيل المسامير 8 و 1 من الدائرة الدقيقة ببعضها البعض. في هذه الحالة قد تنخفض الكفاءة بنسبة 3-10% حسب تيار الحمل.

عند اختيار قيمة المقاوم Rb، عليك أن تقوم بالتسوية. كلما انخفضت المقاومة، انخفض جهد الإمداد الأولي، ويبدأ وضع تثبيت تيار الحمل، ولكن في نفس الوقت تزداد خسائر هذا المقاوم على مدى نطاق كبير من تغيرات جهد الإمداد. ونتيجة لذلك، تقل كفاءة المثبت مع زيادة جهد الإمداد.

يوضح الرسم البياني التالي (الشكل 4)، على سبيل المثال، اعتماد تيار الحمل على جهد الإمداد عند قيمتين مختلفتين للمقاوم Rb - 24 أوم و200 أوم. يمكن أن نرى بوضوح أنه مع المقاوم 200 أوم، يختفي الاستقرار عند جهد الإمداد أقل من 14 فولت (بسبب عدم كفاية التيار الأساسي للترانزستور الرئيسي). مع مقاومة 24 أوم، يختفي التثبيت عند جهد 11.5 فولت.

الشكل 4

لذلك، من الضروري حساب مقاومة المقاوم Rb بعناية للحصول على الاستقرار في النطاق المطلوب لجهد الإمداد. خاصة مع طاقة البطارية، عندما يكون هذا النطاق صغيرًا ولا يتجاوز بضعة فولتات.

المقاوم رالشوريهو جهاز استشعار الحمل الحالي. حساب هذا المقاوم ليس له ميزات خاصة. يجب أن تأخذ في الاعتبار فقط أن الجهد المرجعي للإدخال الحالي للدائرة الدقيقة يختلف عن الشركات المصنعة المختلفة. يوضح الجدول أدناه قيم الجهد المرجعي المقاسة الفعلية لبعض الدوائر الدقيقة.

رقاقة	منتج	مرجع U (الخامس)
MC34063ACD	إس تي مايكروإلكترونيكس
MC34063EBD	إس تي مايكروإلكترونيكس
GS34063S	جلوبال تك لأشباه الموصلات
SP34063A	شركة سيبكس
MC34063A	موتورولا
AP34063N8	التكنولوجيا التناظرية
AP34063A	أناشيب
MC34063A	فيرتشايلد

الإحصائيات المتعلقة بقيمة الجهد المرجعي صغيرة، لذلك لا ينبغي اعتبار القيم المعطاة كمعيار. عليك فقط أن تضع في اعتبارك أن القيمة الفعلية للجهد المرجعي قد تختلف بشكل كبير عن القيمة المشار إليها في ورقة البيانات.

من الواضح أن هذا الانتشار الكبير في الجهد المرجعي يرجع إلى غرض الإدخال الحالي - وليس تثبيت تيار الحمل، ولكن الحماية من الحمل الزائد. على الرغم من ذلك، فإن دقة الحفاظ على تيار الحمل في الإصدار أعلاه جيدة جدًا.

حول الاستدامة.

لا تتمتع شريحة MC34063 بالقدرة على إدخال التصحيح في دائرة نظام التشغيل. في البداية، يتم تحقيق الاستقرار من خلال زيادة قيم محاثة المحث L، وخاصة سعة مكثف الخرج Co. في هذه الحالة، تنشأ مفارقة معينة - عند العمل بترددات أعلى، يمكن الحصول على نبضات الجهد والحمل المطلوبة باستخدام محاثة وسعة صغيرة لعناصر المرشح، ولكن في نفس الوقت يمكن إثارة الدائرة، لذلك من الضروري تثبيت محاثة كبيرة و (أو) سعة كبيرة. ونتيجة لذلك، يتم المبالغة في تقدير أبعاد المثبت.

هناك مفارقة إضافية تتمثل في أنه بالنسبة لمثبتات التبديل التدريجي، فإن مكثف الخرج ليس عنصرًا ضروريًا بشكل أساسي. يمكن الحصول على المستوى المطلوب لتموج التيار (الجهد) بخانق واحد.

يمكنك الحصول على استقرار جيد للمثبت عند قيم الحث المطلوبة أو المخفضة، وخاصة سعة مرشح الخرج عن طريق تثبيت دائرة تصحيح RC إضافية Rf وCf، كما هو موضح في الشكل 2.

لقد أظهرت الممارسة أن القيمة المثلى للثابت الزمني لهذه السلسلة يجب أن لا تقل عن 1KOhm*uF. يمكن اعتبار قيم معلمات السلسلة مثل المقاوم 10KΩ ومكثف 0.1μF مريحة للغاية.

مع دائرة التصحيح هذه، يعمل المثبت بثبات على كامل نطاق جهد الإمداد، مع قيم منخفضة من الحث (وحدات μH) والسعة (وحدات وكسور μF) لمرشح الخرج أو بدون مكثف الإخراج على الإطلاق.

يلعب وضع PWM دورًا مهمًا في الاستقرار عند استخدامه لتثبيت الإدخال الحالي للدائرة الدقيقة.

سمح التصحيح لبعض الدوائر الدقيقة التي لم تكن ترغب في السابق في العمل بشكل طبيعي على الإطلاق بالعمل على ترددات أعلى.

على سبيل المثال، يوضح الرسم البياني التالي اعتماد تردد التشغيل على جهد الإمداد للدائرة الدقيقة MC34063ACD من شركة STMicroelectronics بسعة مكثف ضبط التردد تبلغ 100 pF.

الشكل 5

كما يتبين من الرسم البياني، بدون تصحيح، لم ترغب هذه الدائرة الدقيقة في العمل بترددات أعلى حتى مع السعة الصغيرة لمكثف ضبط التردد. إن تغيير السعة من صفر إلى عدة مئات من pF لم يؤثر بشكل أساسي على التردد، وقيمته القصوى بالكاد تصل إلى 100 كيلو هرتز.

بعد إدخال سلسلة تصحيح RfCf، بدأت نفس الدائرة الدقيقة (مثل غيرها مثلها) في العمل بترددات تصل إلى 300 كيلو هرتز تقريبًا.

ربما يمكن اعتبار الاعتماد المذكور أعلاه نموذجيًا بالنسبة لمعظم الدوائر الدقيقة، على الرغم من أن الدوائر الدقيقة من بعض الشركات تعمل بترددات أعلى دون تصحيح، وقد أتاح إدخال التصحيح الحصول على تردد تشغيل يبلغ 400 كيلو هرتز عند جهد إمداد يبلغ 12.. .14 ​​فولت.

يوضح الرسم البياني التالي تشغيل المثبت بدون تصحيح (الشكل 6).

الشكل 6

يوضح الرسم البياني اعتماد التيار المستهلك (Ip) وتيار الحمل (In) وتيار الدائرة القصيرة للإخراج (Isc) على جهد الإمداد لقيمتين لسعة مكثف الخرج (Co) - 10 ميكروفاراد و220 ميكروفاراد.

من الواضح أن زيادة سعة مكثف الخرج يزيد من استقرار المثبت - المنحنيات المكسورة بسعة 10 ميكروفاراد ناتجة عن الإثارة الذاتية. عند جهد إمداد يصل إلى 16 فولت، لا توجد إثارة، وتظهر عند 16-18 فولت. ثم يحدث نوع من التغيير في الوضع وعند جهد 24 فولت تظهر شبكة ثانية. في الوقت نفسه، 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 ميكروفاراد أو أكثر إلى زيادة الاستقرار، خاصة عند جهد الإمداد المنخفض. لكنه لا يلغي الإثارة. يمكن تحقيق تشغيل أكثر أو أقل استقرارًا للمثبت من خلال سعة مكثف خرج تبلغ 1000 ميكروفاراد على الأقل.

في هذه الحالة، فإن محاثة المحرِّض لها تأثير ضئيل جدًا على الصورة العامة، على الرغم من أنه من الواضح أن زيادة المحاثة تزيد من الاستقرار.

تؤثر التغييرات في تردد التشغيل على استقرار تيار الحمل، والذي يظهر أيضًا في الرسم البياني. الاستقرار العام لتيار الخرج عندما يتغير جهد الإمداد ليس مرضيًا أيضًا. يمكن اعتبار التيار مستقرًا نسبيًا في نطاق ضيق إلى حد ما من جهد الإمداد. على سبيل المثال، عند التشغيل على طاقة البطارية.

يؤدي إدخال سلسلة تصحيح RfCf إلى تغيير تشغيل المثبت بشكل جذري.

يوضح الرسم البياني التالي تشغيل نفس المثبت ولكن مع سلسلة التصحيح RfCf.

الشكل 7

من الواضح أن المثبت بدأ العمل كما ينبغي أن يكون لمثبت التيار - فالحمل وتيارات الدائرة القصيرة متساوية تقريبًا وثابتة على كامل نطاق جهد الإمداد. في هذه الحالة، توقف مكثف الإخراج بشكل عام عن التأثير على تشغيل المثبت. الآن تؤثر سعة مكثف الإخراج فقط على مستوى تموج التيار والجهد للحمل، وفي كثير من الحالات لا يمكن تثبيت المكثف على الإطلاق.

أدناه، على سبيل المثال، يتم إعطاء قيم تموج الحمل الحالي عند السعات المختلفة لمكثف الإخراج Co. يتم توصيل مصابيح LED 3 في سلاسل في 10 مجموعات متوازية (30 قطعة). جهد الإمداد - 12 فولت. خنق 47 درجة مئوية.

بدون مكثف: تيار التحميل 226 مللي أمبير + -65 مللي أمبير أو 22.6 مللي أمبير + -6.5 مللي أمبير لكل مصباح 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 فائق التوهج: 226 مللي أمبير + -2.5 مللي أمبير أو 22.6 مللي أمبير + -0.25 مللي أمبير لكل LED.

أي أنه بدون مكثف، بتيار حمل إجمالي يبلغ 226 مللي أمبير، كان تموج تيار الحمل 65 مللي أمبير، والذي، من حيث مصباح LED واحد، يعطي متوسط ​​تيار يبلغ 22.6 مللي أمبير وتموج قدره 6.5 مللي أمبير.

ويمكن ملاحظة كيف أن سعة صغيرة تبلغ 0.33 μF تقلل بشكل حاد من تموج التيار. وفي الوقت نفسه، فإن زيادة السعة من 1 ميكروفاراد إلى 10 ميكروفاراد ليس له تأثير يذكر على مستوى التموج.

كانت جميع المكثفات مصنوعة من السيراميك، حيث أن الإلكتروليتات التقليدية أو التنتالوم لا توفر حتى مستويات تموج قريبة.

اتضح أن مكثف 1 ميكروفاراد عند الخرج يكفي لجميع المناسبات. إن زيادة السعة إلى 10 ميكروفاراد مع تيار حمل يتراوح بين 0.2-0.3 أمبير ليس له معنى، حيث أن التموج لم يعد يتناقص بشكل ملحوظ مقارنة بـ 1 ميكروفاراد.
إذا كنت تأخذ مغوًا ذو محاثة أعلى، فيمكنك الاستغناء عن مكثف حتى عند تيارات الحمل العالية و (أو) الفولتية العالية للإمداد.

تموج جهد الدخل مع مصدر 12 فولت وقدرة مكثف الإدخال Ci 10 μF لا يتجاوز 100 مللي فولت.

قدرات الطاقة للدائرة الدقيقة.

تعمل الدائرة الدقيقة MC34063 بشكل طبيعي بجهد إمداد من 3 فولت إلى 40 فولت وفقًا لأوراق البيانات (MS من STM - حتى 50 فولت) وما يصل إلى 45 فولت في الواقع، مما يوفر تيار حمل يصل إلى 1 أمبير لحزمة DIP-8 وما يصل إلى 0.75 A لحزمة SO-8. من خلال الجمع بين التوصيل التسلسلي والمتوازي لمصابيح LED، يمكنك بناء مصباح بقدرة خرج تتراوح من 3V*20mA=60mW إلى 40V*0.75...1A=30...40W.

مع الأخذ في الاعتبار جهد تشبع الترانزستور الرئيسي (0.5...0.8 فولت) والطاقة المسموح بها البالغة 1.2 وات المتبددة بواسطة علبة الدائرة الدقيقة، يمكن زيادة تيار الحمل حتى 1.2 وات/0.8 فولت = 1.5 أمبير لـ DIP -8 حزمة وما يصل إلى 1A لحزمة SO-8.

ومع ذلك، في هذه الحالة، هناك حاجة إلى مشتت حراري جيد، وإلا فإن الحماية من الحرارة الزائدة المضمنة في الشريحة لن تسمح بالتشغيل في مثل هذا التيار.

لا يوفر لحام DIP القياسي لجسم الدائرة الدقيقة في اللوحة التبريد المطلوب عند الحد الأقصى للتيارات. من الضروري تشكيل دبابيس غلاف DIP لإصدار SMD، وإزالة الأطراف الرفيعة للدبابيس. يتم ثني الجزء العريض المتبقي من المسامير مع قاعدة العلبة ثم يتم لحامه على اللوحة فقط. من المفيد وضع لوحة الدوائر المطبوعة بحيث تكون هناك مساحة واسعة أسفل جسم الدائرة الدقيقة، وقبل تثبيت الدائرة الدقيقة، يجب عليك وضع القليل من المعجون الحراري الموصل على قاعدتها.

نظرًا للدبابيس القصيرة والعريضة، وكذلك بسبب ملاءمة السكن الضيقة للمضلع النحاسي للوحة الدوائر المطبوعة، يتم تقليل المقاومة الحرارية لجسم الدائرة الدقيقة وسيكون قادرًا على تبديد المزيد من الطاقة قليلاً.

بالنسبة لحالة SO-8، فإن تثبيت مشعاع إضافي على شكل لوحة أو ملف تعريف آخر مباشرة في الجزء العلوي من العلبة يساعد.

فمن ناحية، تبدو مثل هذه المحاولات لزيادة السلطة غريبة. بعد كل شيء، يمكنك ببساطة التبديل إلى دائرة كهربائية دقيقة أخرى أكثر قوة أو تثبيت ترانزستور خارجي. ومع تيارات الحمل التي تزيد عن 1.5 أمبير، سيكون هذا هو الحل الصحيح الوحيد. ومع ذلك، عند الحاجة إلى تيار حمل يبلغ 1.3 أمبير، يمكنك ببساطة تحسين تبديد الحرارة ومحاولة استخدام خيار أرخص وأبسط على شريحة MC34063.

الحد الأقصى للكفاءة التي تم الحصول عليها في هذا الإصدار من المثبت لا يتجاوز 90٪. يتم منع زيادة الكفاءة من خلال زيادة جهد التشبع للترانزستور الرئيسي - على الأقل 0.4...0.5 فولت عند تيارات تصل إلى 0.5 أمبير و0.8...1 فولت عند تيارات 1...1.5 أمبير. ولذلك، فإن عنصر التسخين الرئيسي للمثبت هو دائما الدائرة الدقيقة. صحيح أن التسخين الملحوظ يحدث فقط بأقصى طاقة لحالة معينة. على سبيل المثال، يتم تسخين الدائرة المصغرة الموجودة في حزمة SO-8 إلى 100 درجة عند تيار حمل يبلغ 1A، وبدون مشتت حراري إضافي، يتم إيقاف تشغيلها دوريًا بواسطة الحماية المدمجة من الحرارة الزائدة. عند التيارات التي تصل إلى 0.5A...0.7A تكون الدائرة الدقيقة دافئة قليلاً، وعند التيارات 0.3...0.4A لا تسخن على الإطلاق.

في تيارات الحمل الأعلى، يمكن تقليل تردد التشغيل. في هذه الحالة، يتم تقليل الخسائر الديناميكية للترانزستور الرئيسي بشكل كبير. يتم تقليل فقدان الطاقة الإجمالي وتسخين العلبة.

العناصر الخارجية التي تؤثر على كفاءة المثبت هي الصمام الثنائي D والمحث L والمقاومات Rsc وRb. لذلك، ينبغي اختيار الصمام الثنائي بجهد أمامي منخفض (صمام ثنائي شوتكي)، ويجب اختيار المحث بحيث تكون مقاومة الملف منخفضة قدر الإمكان.

يمكنك تقليل خسائر المقاوم Rsc عن طريق تقليل جهد العتبة عن طريق اختيار دائرة كهربائية دقيقة من الشركة المصنعة المناسبة. لقد سبق أن تمت مناقشة هذا الأمر سابقًا (انظر الجدول في البداية).

هناك خيار آخر لتقليل الخسائر على المقاوم Rsc وهو إدخال انحياز تيار ثابت إضافي للمقاوم Rf (سيتم عرض هذا بمزيد من التفاصيل أدناه باستخدام مثال محدد للمثبت).

يجب حساب المقاوم Rb بعناية، ومحاولة التعامل معه بأكبر قدر ممكن من المقاومة. عندما يتغير جهد الإمداد ضمن حدود كبيرة، فمن الأفضل استبدال المقاوم Rb بمصدر حالي. في هذه الحالة، لن تكون الزيادة في الخسائر مع زيادة جهد الإمداد حادة جدًا.

عند اتخاذ جميع التدابير المذكورة أعلاه، تكون حصة خسائر هذه العناصر أقل بمقدار 1.5-2 مرات من خسائر الدائرة الدقيقة.

نظرًا لأنه يتم توفير جهد ثابت للمدخل الحالي للدائرة الدقيقة، بما يتناسب فقط مع تيار الحمل، وليس، كالعادة، جهد نبضي يتناسب مع تيار الترانزستور الرئيسي (مجموع تيارات الحمل ومكثف الخرج) ، لم يعد محاثة المحث يؤثر على استقرار التشغيل، لأنه لم يعد سلسلة تصحيح عنصر (تلعب سلسلة RfCf دورها). فقط سعة تيار الترانزستور الرئيسي وتموج تيار الحمل يعتمدان على قيمة الحث. وبما أن ترددات التشغيل مرتفعة نسبياً، فحتى مع قيم الحث المنخفضة فإن تموج تيار الحمل يكون صغيراً.

ومع ذلك، نظرًا للترانزستور الرئيسي ذو الطاقة المنخفضة نسبيًا والمدمج في الدائرة الدقيقة، لا ينبغي تقليل محاثة المحرِّض بشكل كبير، لأن هذا يزيد من ذروة تيار الترانزستور بينما تظل قيمته المتوسطة كما هي ويزداد جهد التشبع. ونتيجة لذلك، تزداد خسائر الترانزستور وتقل الكفاءة الإجمالية.
صحيح، ليس بشكل كبير - بنسبة قليلة في المئة. على سبيل المثال، استبدال المحرِّض من 12 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية جعل من الممكن 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 المسموح بها للدائرة الدقيقة، 1.5 أمبير.

على سبيل المثال، مع تيار حمل 0.2 أمبير بجهد 9...10 فولت، جهد إمداد 12...15 فولت وتردد تشغيل 300 كيلو هرتز، يلزم وجود خنق بمحاثة تبلغ 53 درجة مئوية. في هذه الحالة، لا يتجاوز تيار النبض للترانزستور الرئيسي للدائرة الدقيقة 0.3A. إذا قمنا بتقليل محاثة المحث إلى 4 μH، فعند نفس متوسط ​​التيار، سيزداد تيار النبض للترانزستور الرئيسي إلى القيمة الحدية (1.5A). صحيح أن كفاءة المثبت ستنخفض بسبب زيادة الخسائر الديناميكية. ولكن ربما يكون من المقبول في بعض الحالات التضحية بالكفاءة، ولكن استخدام مغوٍ صغير الحجم ذو محاثة صغيرة.

تتيح لك زيادة محاثة المحث أيضًا زيادة الحد الأقصى لتيار الحمل إلى الحد الأقصى للقيمة الحالية للترانزستور الرئيسي للدائرة الدقيقة (1.5A).

مع زيادة محاثة المحرِّض، يتغير الشكل الحالي لترانزستور التحويل من مثلثي تمامًا إلى مستطيل تمامًا. وبما أن مساحة المستطيل أكبر مرتين من مساحة المثلث (بنفس الارتفاع والقاعدة)، فيمكن زيادة متوسط ​​قيمة تيار الترانزستور (والحمل) بمقدار مرتين مع وجود ثابت سعة النبضات الحالية.

أي أنه مع شكل نبض مثلثي بسعة 1.5 أمبير، يكون متوسط ​​تيار الترانزستور والحمل هو:

حيث k هي الحد الأقصى لدورة عمل النبض وتساوي 0.9 لدائرة دقيقة معينة.

ونتيجة لذلك، لا يتجاوز الحد الأقصى للحمل الحالي:

في = 1.5A/2*0.9=0.675A.

وأي زيادة في تيار الحمل فوق هذه القيمة تستلزم تجاوز الحد الأقصى لتيار الترانزستور الرئيسي للدائرة الدقيقة.

لذلك، تشير جميع أوراق البيانات الخاصة بهذه الدائرة الدقيقة إلى حد أقصى للحمل يبلغ 0.75 أمبير.

من خلال زيادة محاثة المحرِّض بحيث يصبح تيار الترانزستور مستطيلاً، يمكننا إزالة الاثنين من صيغة الحد الأقصى للتيار والحصول على:

في=1.5A*k=1.5A*0.9=1.35A.

وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أنه مع زيادة كبيرة في محاثة المحرِّض، فإن أبعاده تزيد أيضًا قليلاً. ومع ذلك، في بعض الأحيان يتبين أن زيادة تيار الحمل عن طريق زيادة حجم المحث أسهل وأرخص من تثبيت ترانزستور قوي إضافي.

بطبيعة الحال، مع تيارات الحمل المطلوبة التي تزيد عن 1.5 أمبير، لا توجد طريقة حول تثبيت ترانزستور إضافي (أو دائرة دقيقة أخرى لوحدة التحكم)، وإذا واجهت خيارًا: تيار حمل قدره 1.4 أمبير أو دائرة دقيقة أخرى، فأنت يجب أولاً محاولة حل المشكلة عن طريق زيادة الحث عن طريق زيادة حجم الخانق.

تشير أوراق البيانات الخاصة بالشريحة إلى أن الحد الأقصى لدورة العمل لا يتجاوز 6/7 = 0.857. في الواقع، يتم الحصول على قيم 0.9 تقريبًا حتى عند ترددات التشغيل العالية 300-400 كيلو هرتز. في الترددات المنخفضة (100-200 كيلو هرتز) يمكن أن تصل دورة العمل إلى 0.95.

لذلك، يعمل المثبت بشكل طبيعي مع وجود اختلاف بسيط في جهد الإدخال والإخراج.

يعمل المثبت بشكل مثير للاهتمام عندما تكون تيارات الحمل أقل من التيارات المقدرة، بسبب انخفاض جهد الإمداد أقل من الجهد المحدد - تكون الكفاءة 95٪ على الأقل...

نظرًا لأن PWM لا يتم تنفيذه بالطريقة الكلاسيكية (التحكم الكامل في المذبذب الرئيسي)، ولكن بطريقة "التتابع"، باستخدام المشغل (البدء بالمولد، وإعادة التعيين بواسطة المقارنة)، ثم بتيار أقل من التيار المقدر، من الممكن حدوث موقف عندما يتوقف الترانزستور الرئيسي عن الإغلاق. يتم تقليل الفرق بين جهد الإمداد والحمل إلى جهد تشبع ترانزستور التبديل، والذي لا يتجاوز عادة 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 تقريبا مثل العبور.

حتى عندما يظل الترانزستور متحكمًا ويعمل في وضع PWM، تظل الكفاءة عالية بسبب انخفاض التيار. على سبيل المثال، مع اختلاف 1.5 فولت بين جهد الإمداد (10 فولت) والجهد عبر مصابيح LED (8.5 فولت)، استمرت الدائرة في العمل (على الرغم من انخفاض التردد بمقدار النصف) بكفاءة قدرها 95%.

سيتم الإشارة أدناه إلى معلمات التيار والجهد لهذه الحالة عند النظر في دوائر التثبيت العملية.

خيارات استقرار عملية.

لن يكون هناك الكثير من الخيارات، لأن أبسط الخيارات، التي تكرر الخيارات الكلاسيكية في تصميم الدوائر، لا تسمح بزيادة تردد التشغيل أو التيار، أو زيادة الكفاءة، أو الحصول على استقرار جيد. ولذلك، فإن الخيار الأمثل هو الخيار الذي يظهر مخططه في الشكل. 2. يمكن فقط تغيير تصنيفات المكونات اعتمادًا على الخصائص المطلوبة للمثبت.

يوضح الشكل 8 رسمًا تخطيطيًا للنسخة الكلاسيكية.

الشكل 8

إحدى الميزات هي أنه بعد إزالة تيار مكثف الإخراج (C3) من دائرة نظام التشغيل، أصبح من الممكن تقليل محاثة المحث. للاختبار، تم أخذ خنق محلي قديم على قضيب DM-3 بقوة 12 μH. كما ترون، تبين أن خصائص الدائرة جيدة جدًا.

أدت الرغبة في زيادة الكفاءة إلى ظهور الدائرة الموضحة في الشكل 9

الشكل 9

على عكس الدائرة السابقة، لا يتم توصيل المقاوم R1 بمصدر الطاقة، ولكن بخرج المثبت. ونتيجة لذلك، أصبح الجهد عبر المقاومة R1 أقل بمقدار الجهد عبر الحمل. وبنفس التيار الذي يمر عبره، انخفضت الطاقة المنطلقة منه من 0.5 واط إلى 0.15 واط.

وفي الوقت نفسه، تم زيادة محاثة المحث، مما يزيد أيضًا من كفاءة المثبت. ونتيجة لذلك، زادت الكفاءة بنسبة عدة في المئة. وتظهر أرقام محددة في الرسم البياني.

سمة مميزة أخرى للمخططين الأخيرين. تتمتع الدائرة في الشكل 8 باستقرار جيد جدًا لتيار الحمل عندما يتغير جهد الإمداد، لكن الكفاءة منخفضة نوعًا ما. على العكس من ذلك، تتمتع الدائرة في الشكل 9 بكفاءة عالية إلى حد ما، ولكن الاستقرار الحالي ضعيف - عندما يتغير جهد الإمداد من 12 فولت إلى 15 فولت، يزداد تيار الحمل من 0.27 أمبير إلى 0.3 أمبير.

يحدث هذا بسبب الاختيار الخاطئ للمقاوم R1، كما ذكرنا سابقًا (انظر الشكل 4). نظرًا لأن المقاومة المتزايدة R1، مما يقلل من استقرار تيار الحمل، يزيد من الكفاءة، ويمكن استخدام ذلك في بعض الحالات. على سبيل المثال، مع طاقة البطارية، عندما تكون حدود تغيير الجهد صغيرة، وتكون الكفاءة العالية أكثر أهمية.

تجدر الإشارة إلى نمط معين.

تم تصنيع الكثير من المثبتات (تم استخدام جميعها تقريبًا لاستبدال المصابيح المتوهجة بمصابيح LED في داخل السيارة)، وبينما كانت المثبتات مطلوبة من وقت لآخر، تم أخذ الدوائر الدقيقة من اللوحات المعيبة لشبكة "المحاور" و " مفاتيح”. على الرغم من الاختلاف في الشركات المصنعة، فإن جميع الدوائر الدقيقة تقريبا جعلت من الممكن الحصول على خصائص استقرار لائقة حتى في الدوائر البسيطة.

الشريحة الوحيدة التي عثرت عليها كانت GS34063S من شركة Globaltech Semiconductor، والتي لم ترغب بأي حال من الأحوال في العمل بترددات عالية.

ثم تم شراء العديد من الدوائر الدقيقة MC34063ACD وMC34063EBD من شركة STMicroelectronics، والتي أظهرت نتائج أسوأ - فهي لم تعمل بترددات أعلى، وضعف الاستقرار، والجهد العالي لدعم المقارنة الحالي (0.45-0.5 فولت)، وضعف استقرار تيار الحمل مع جيد الكفاءة أو الكفاءة الضعيفة مع الاستقرار الجيد...

ربما يرجع الأداء الضعيف للدوائر الدقيقة المدرجة إلى رخص ثمنها - فقد تم شراء أرخص تلك التي كانت متاحة، حيث أن الدائرة الدقيقة MC34063A (DIP-8) من نفس الشركة، والتي تمت إزالتها من مفتاح معيب، تعمل بشكل طبيعي. صحيح، بتردد منخفض نسبيا - لا يزيد عن 160 كيلو هرتز.

الدوائر الدقيقة التالية، المأخوذة من المعدات المكسورة، عملت بشكل جيد:

شركة سيبكس (SP34063A)،
موتورولا (MC34063A)،
التكنولوجيا التناظرية (AP34063N8)،
أناشيب (AP34063 وAP34063A).
فيرتشايلد (MC34063A) - لست متأكدًا من أنني حددت الشركة بشكل صحيح.

حول أشباه الموصلات وUnisonic Technologies (UTC) وTexas Instruments - لا أتذكر، لأنني بدأت الاهتمام بالشركة فقط بعد أن واجهت إحجام بعض الشركات عن العمل مع MS، ولم أشتري دوائر كهربائية دقيقة على وجه التحديد من هذه الشركات.

من أجل عدم التخلص من الدوائر الدقيقة MC34063ACD وMC34063EBD المشتراة ذات الأداء الضعيف من شركة STMicroelectronics، تم إجراء العديد من التجارب، مما أدى إلى ظهور الدائرة الموضحة في البداية في الشكل 2.

يوضح الشكل 10 التالي دائرة عملية للمثبت بدائرة تصحيح RfCf (في هذه الدائرة R3C2). تمت مناقشة الفرق في تشغيل المثبت بدون سلسلة التصحيح ومعها مسبقًا في قسم "حول الاستقرار" وتم عرض الرسوم البيانية (الشكل 5، الشكل 6، الشكل 7).

الشكل 10

من الرسم البياني في الشكل 7 يمكن ملاحظة أن التثبيت الحالي ممتاز على النطاق الكامل لفولتية الإمداد بالدائرة الدقيقة. الاستقرار جيد جدًا - كما لو أن PWM يعمل. التردد مرتفع جدًا، مما يجعل من الممكن استخدام ملفات اختناق صغيرة الحجم ذات محاثة منخفضة والتخلص تمامًا من مكثف الخرج. على الرغم من أن تركيب مكثف صغير يمكن أن يزيل تموج الحمل الحالي تمامًا. تمت مناقشة اعتماد سعة تموج الحمل الحالي على سعة المكثف سابقًا في قسم "حول الاستقرار".

كما ذكرنا سابقًا، تبين أن الدوائر الدقيقة MC34063ACD وMC34063EBD من شركة STMicroelectronics التي تلقيتها تحتوي على جهد مرجعي مبالغ فيه للمقارن الحالي - 0.45V-0.5V، على التوالي، على الرغم من القيمة المشار إليها في ورقة البيانات البالغة 0.25V-0.35V. ولهذا السبب، عند تيارات الحمل العالية، تحدث خسائر كبيرة في مقاوم المستشعر الحالي. لتقليل الخسائر، تمت إضافة مصدر تيار إلى الدائرة باستخدام الترانزستور VT1 والمقاوم R2. (الشكل 11).

الشكل 11

بفضل هذا المصدر الحالي، يتدفق تيار متحيز إضافي قدره 33 μA عبر المقاومة R3، وبالتالي فإن الجهد عبر المقاومة R3، حتى بدون تيار الحمل، هو 33 μA * 10 KΩ = 330 mV. نظرًا لأن جهد عتبة الإدخال الحالي للدائرة الدقيقة هو 450 مللي فولت ، لكي تعمل المقارنة الحالية ، يجب أن يكون لمقاوم المستشعر الحالي R1 جهد 450 مللي فولت-330 مللي فولت = 120 مللي فولت. مع تيار حمل 1A، يجب أن يكون المقاوم R1 عند 0.12V/1A=0.12Ohm. قمنا بتعيين القيمة المتاحة على 0.1 أوم.
بدون مثبت التيار على VT1، يجب تحديد المقاوم R1 بمعدل 0.45V/1A=0.45Ohm، وسيتم تبديد الطاقة عليه عند 0.45W. الآن، عند نفس التيار، تبلغ الخسارة في R1 0.1 واط فقط

يتم تشغيل هذا الخيار بواسطة بطارية، وتحميل تيار يصل إلى 1 أمبير، وطاقة 8-10 وات. إخراج ماس كهربائى الحالي 1.1A. في هذه الحالة، ينخفض ​​الاستهلاك الحالي إلى 64 مللي أمبير عند جهد إمداد يبلغ 14.85 فولت، على التوالي، وينخفض ​​استهلاك الطاقة إلى 0.95 واط. لا تسخن الدائرة الدقيقة حتى في هذا الوضع ويمكن أن تظل في وضع الدائرة القصيرة للمدة المطلوبة.

وتظهر الخصائص المتبقية في الرسم البياني.

يتم أخذ الدائرة الدقيقة في حزمة SO-8 ويكون تيار الحمل لها 1A. يصبح الجو حارًا جدًا (درجة الحرارة الطرفية 100 درجة!) ، لذلك من الأفضل تثبيت الدائرة الدقيقة في حزمة DIP-8 المحولة لتركيب SMD، وإنشاء مضلعات كبيرة و (أو) إنشاء مبدد حراري.
جهد التشبع لمفتاح الدائرة الدقيقة مرتفع جدًا - ما يقرب من 1 فولت عند تيار 1 أمبير ، ولهذا السبب يكون التسخين مرتفعًا جدًا. على الرغم من أنه، إذا حكمنا من خلال ورقة البيانات الخاصة بالدائرة الدقيقة، فإن جهد تشبع الترانزستور الرئيسي عند تيار 1A يجب ألا يتجاوز 0.4 فولت.

وظائف الخدمة.

على الرغم من عدم وجود أي قدرات خدمة في الدائرة المصغرة، إلا أنه يمكن تنفيذها بشكل مستقل. عادةً ما يتطلب مثبت التيار LED إيقاف تشغيل تيار الحمل وضبطه.

على الخروج

يتم إيقاف تشغيل المثبت الموجود على شريحة MC34063 عن طريق تطبيق الجهد على الدبوس الثالث. يظهر مثال في الشكل 12.

الشكل 12

لقد تم تحديد تجريبيًا أنه عند تطبيق الجهد على الدبوس الثالث للدائرة الدقيقة، يتوقف المذبذب الرئيسي ويغلق الترانزستور الرئيسي. في هذه الحالة، يعتمد الاستهلاك الحالي للدائرة الدقيقة على الشركة المصنعة لها ولا يتجاوز تيار عدم التحميل المحدد في ورقة البيانات (1.5-4 مللي أمبير).

الخيارات الأخرى لإيقاف تشغيل المثبت (على سبيل المثال، من خلال تطبيق جهد يزيد عن 1.25 فولت على الدبوس الخامس) أسوأ، لأنها لا توقف المذبذب الرئيسي وتستهلك الدائرة الدقيقة تيارًا أكبر مقارنة بالتحكم في الدبوس الثالث.

جوهر هذه الإدارة هو على النحو التالي.

يوجد عند الدبوس الثالث للدائرة الدقيقة جهد مسنن للشحن والتفريغ لمكثف ضبط التردد. عندما يصل الجهد إلى قيمة العتبة البالغة 1.25 فولت، يبدأ تفريغ المكثف ويغلق ترانزستور الخرج للدائرة الدقيقة. هذا يعني أنه لإيقاف تشغيل المثبت، تحتاج إلى تطبيق جهد لا يقل عن 1.25 فولت على المدخل الثالث للدائرة الدقيقة.

وفقًا لأوراق البيانات الخاصة بالدائرة الدقيقة، يتم تفريغ مكثف التوقيت بتيار أقصى يبلغ 0.26 مللي أمبير. هذا يعني أنه عند تطبيق جهد خارجي على الطرف الثالث من خلال مقاومة، للحصول على جهد تحويل لا يقل عن 1.25 فولت، يجب أن يكون التيار عبر المقاومة 0.26 مللي أمبير على الأقل. ونتيجة لذلك، لدينا رقمين رئيسيين لحساب المقاومة الخارجية.

على سبيل المثال، إذا كان جهد إمداد المثبت هو 12...15 فولت، فيجب إيقاف تشغيل المثبت بشكل موثوق عند الحد الأدنى للقيمة - عند 12 فولت.

ونتيجة لذلك، يتم العثور على مقاومة المقاوم الإضافي من التعبير:

R=(Up-Uvd1-1.25V)/0.26mA=(12V-0.7V-1.25V)/0.26mA=39KOhm.

لإيقاف تشغيل الدائرة الدقيقة بشكل موثوق، حدد مقاومة المقاوم أقل من القيمة المحسوبة. في جزء الدائرة الشكل 12، تبلغ مقاومة المقاوم 27 كيلو أوم. مع هذه المقاومة، يكون جهد إيقاف التشغيل حوالي 9 فولت. هذا يعني أنه إذا كان جهد إمداد المثبت هو 12 فولت، فيمكنك أن تأمل في إيقاف تشغيل المثبت بشكل موثوق باستخدام هذه الدائرة.

عند التحكم في المثبت من متحكم دقيق، يجب إعادة حساب المقاوم R لجهد 5V.

مقاومة الإدخال عند الإدخال الثالث للدائرة الدقيقة كبيرة جدًا وأي اتصال للعناصر الخارجية يمكن أن يؤثر على تكوين جهد مسنن. لفصل دوائر التحكم عن الدائرة الدقيقة وبالتالي الحفاظ على نفس مناعة الضوضاء، يتم استخدام الصمام الثنائي VD1.

يمكن التحكم في المثبت إما عن طريق تطبيق جهد ثابت على الطرف الأيسر للمقاوم R (الشكل 12)، أو عن طريق قصر دائرة نقطة الاتصال بين المقاوم R والصمام الثنائي VD1 بالجسم (مع وجود جهد ثابت في الطرف الأيسر من المقاوم R).

تم تصميم Zener diode VD2 لحماية مدخلات الدائرة الدقيقة من الجهد العالي. في الفولتية المنخفضة العرض ليست هناك حاجة إليها.

تحميل التعديل الحالي

نظرًا لأن الجهد المرجعي لمقارن تيار الدائرة الدقيقة يساوي مجموع الفولتية على المقاومات R1 و R3، عن طريق تغيير تيار التحيز للمقاوم R3، يمكن ضبط تيار الحمل (الشكل 11).

هناك خياران للتعديل ممكنان - المقاوم المتغير والجهد الثابت.

يوضح الشكل 13 جزءًا من المخطط في الشكل 11 مع التغييرات اللازمة وعلاقات التصميم التي تسمح لك بحساب جميع عناصر دائرة التحكم.

الشكل 13

لتنظيم تيار الحمل بمقاومة متغيرة، تحتاج إلى استبدال المقاومة الثابتة R2 بمجموعة من المقاومات R2'. في هذه الحالة، عندما تتغير مقاومة المقاوم المتغير، ستتغير المقاومة الإجمالية للمقاوم R2' خلال 27...37 كيلو أوم، وسيتغير تيار تصريف الترانزستور VT1 (والمقاوم R3) خلال 1.3 فولت/27.. .37 كيلو أوم = 0.048...0.035 مللي أمبير. في هذه الحالة، سوف يتغير جهد التحيز عبر المقاومة R3 ضمن 0.048...0.035mA*10KOhm=0.48...0.35V. لتشغيل المقارنة الحالية للدائرة الدقيقة، يجب أن ينخفض ​​الجهد الموجود على مستشعر تيار المقاوم R1 (الشكل 11) بمقدار 0.45-0.48...0.35V=0...0.1V. مع المقاومة R1=0.1Ohm، سوف ينخفض ​​هذا الجهد عبرها عندما يتدفق تيار حمل عبرها في نطاق 0…0.1V/0.1Ohm=0…1A.

أي أنه من خلال تغيير مقاومة المقاومة المتغيرة R2’ ضمن 27...37 كيلو أوم يمكننا تنظيم تيار الحمل ضمن 0...1A.

لتنظيم تيار الحمل بجهد ثابت، تحتاج إلى تثبيت مقسم الجهد Rd1Rd2 في بوابة الترانزستور VT1. باستخدام هذا المقسم، يمكنك مطابقة أي جهد تحكم مع الجهد المطلوب لـ VT1.

ويبين الشكل 13 جميع الصيغ اللازمة للحساب.

على سبيل المثال، يلزم تنظيم تيار الحمل ضمن 0...1A باستخدام متغير جهد ثابت ضمن 0...5V.

لاستخدام دائرة استقرار التيار في الشكل 11، نقوم بتركيب مقسم الجهد Rd1Rd2 في دائرة بوابة الترانزستور VT1 ونحسب قيم المقاوم.

في البداية، تم تصميم الدائرة لتيار حمل قدره 1A، والذي يتم ضبطه بواسطة تيار المقاوم R2 والجهد العتبي لترانزستور التأثير الميداني 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 المقاومة الثابتة R2 (39 كيلو أوم)، يجب أن يختلف الجهد عبرها ضمن 0.045…0.034mA*39KOhm=1.755…1.3V. عندما يكون جهد البوابة صفرًا ويكون جهد عتبة الترانزستور VT2 1.3 فولت، يتم ضبط جهد 1.3 فولت على المقاوم R2. لزيادة الجهد على R2 إلى 1.755 فولت، تحتاج إلى تطبيق جهد ثابت من 1.755 فولت إلى 1.3 فولت = 0.455 فولت على البوابة VT1. وفقًا لظروف المشكلة، يجب أن يكون هذا الجهد عند البوابة عند جهد تحكم +5 فولت. بعد ضبط مقاومة المقاوم Rd2 على 100 كيلو أوم (لتقليل تيار التحكم)، نجد مقاومة المقاوم Rd1 من النسبة Uу=Ug*(1+Rd2/Rd1):

Rd1= Rd2/(Uу/Ug-1)=100 كيلو أوم/(5 فولت/0.455 فولت-1)=10 كيلو أوم.

أي أنه عندما يتغير جهد التحكم من صفر إلى +5 فولت، فإن تيار الحمل سينخفض ​​من 1 أمبير إلى صفر.

يظهر في الشكل 14 مخطط دائرة كامل لمثبت التيار 1A مع وظائف التحكم في التشغيل والإيقاف والتيار. يستمر ترقيم العناصر الجديدة في ما بدأ وفقًا للمخطط الموضح في الشكل 11.

الشكل 14

لم يتم اختبار الدائرة كجزء من الشكل 14. لكن الدائرة حسب الشكل 11، والتي تم إنشاؤها على أساسها، تم اختبارها بالكامل.

تم اختبار طريقة التشغيل/الإيقاف الموضحة في الرسم التخطيطي من خلال النماذج الأولية. لقد تم حتى الآن اختبار طرق التحكم الحالية فقط عن طريق المحاكاة. ولكن بما أن طرق الضبط يتم إنشاؤها على أساس مثبت تيار مثبت بالفعل، فلا يتعين عليك أثناء التجميع سوى إعادة حساب قيم المقاوم لتتناسب مع معلمات ترانزستور التأثير الميداني المطبق VT1.

في الدائرة المذكورة أعلاه، يتم استخدام كلا الخيارين لضبط تيار الحمل - مع مقاومة متغيرة Rp وجهد ثابت قدره 0...5V. تم اختيار الضبط باستخدام المقاوم المتغير بشكل مختلف قليلاً مقارنة بالشكل 12، مما جعل من الممكن تطبيق كلا الخيارين في وقت واحد.

كلا التعديلين يعتمدان على بعضهما - المجموعة الحالية في إحدى الطريقتين هي الحد الأقصى للطريقة الأخرى. إذا تم استخدام المقاوم المتغير Rp لضبط تيار الحمل على 0.5A، ​​فمن خلال ضبط الجهد يمكن تغيير التيار من صفر إلى 0.5A. والعكس صحيح - تيار 0.5 أمبير مضبوط بجهد ثابت بمقاوم متغير سيتغير أيضًا من صفر إلى 0.5 أمبير.

إن اعتماد تعديل تيار الحمل بواسطة مقاوم متغير هو أمر أسي، لذلك للحصول على تعديل خطي، يُنصح باختيار مقاوم متغير مع اعتماد لوغاريتمي للمقاومة على زاوية الدوران.

مع زيادة المقاومة Rp، يزداد تيار الحمل أيضًا.

إن اعتماد تنظيم الحمل الحالي بالجهد الثابت هو خطي.

يقوم المفتاح SB1 بتشغيل المثبت أو إيقاف تشغيله. عندما تكون جهات الاتصال مفتوحة، يتم إيقاف تشغيل المثبت، وعندما تكون جهات الاتصال مغلقة - يتم تشغيله.

مع التحكم الإلكتروني الكامل، يمكن تحقيق إيقاف تشغيل المثبت إما عن طريق تطبيق جهد ثابت مباشرة على الطرف الثالث من الدائرة الدقيقة، أو عن طريق ترانزستور إضافي. اعتمادا على منطق التحكم المطلوب.

يضمن المكثف C4 بداية ناعمة للمثبت. عند توصيل الطاقة، حتى يتم شحن المكثف، لا يقتصر تيار ترانزستور تأثير المجال VT1 (والمقاوم R3) على المقاوم R2، ولكنه يساوي الحد الأقصى لترانزستور تأثير المجال الذي يتم تشغيله في وضع المصدر الحالي ( وحدات - عشرات مللي أمبير). يتجاوز الجهد عبر المقاوم R3 عتبة الإدخال الحالي للدائرة الدقيقة، وبالتالي يتم إغلاق الترانزستور الرئيسي للدائرة الدقيقة. سوف يتناقص التيار خلال R3 تدريجياً حتى يصل إلى القيمة التي حددها المقاوم R2. مع اقتراب هذه القيمة، يتناقص الجهد على المقاوم R3، ويعتمد الجهد عند مدخل الحماية الحالي بشكل متزايد على الجهد على المقاوم المستشعر الحالي R1، وبالتالي، على تيار الحمل. ونتيجة لذلك، يبدأ تيار الحمل في الزيادة من الصفر إلى قيمة محددة مسبقًا (بواسطة مقاومة متغيرة أو جهد تحكم ثابت).

لوحة الدوائر المطبوعة.

فيما يلي خيارات لوحة الدوائر المطبوعة المثبتة (وفقًا للمخطط الهيكلي للشكل 2 أو الشكل 10 - نسخة عملية) لحزم الشرائح المختلفة (DIP-8 أو SO-8) والاختناقات المختلفة (قياسية، مصنعة أو محلية الصنع على حلقة حديدية مرشوش). تم رسم اللوحة في برنامج Sprint-Layout الإصدار 5:

تم تصميم جميع الخيارات لتركيب عناصر SMD ذات أحجام قياسية من 0603 إلى 1206، اعتمادًا على الطاقة المحسوبة للعناصر. تحتوي اللوحة على مقاعد لجميع عناصر الدائرة. عند إزالة اللوحة، قد لا يتم تثبيت بعض العناصر (لقد تمت مناقشة هذا بالفعل أعلاه). على سبيل المثال، لقد تخليت 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 للمحرِّض. في بعض الأحيان يكون من المنطقي تركيب مكثف لضبط التردد، مما يقلل من تردد التشغيل، وبالتالي فقدان الطاقة الديناميكية عند تيارات الحمل العالية.

لا تحتوي لوحات الدوائر المطبوعة على أي ميزات خاصة ويمكن تصنيعها على رقائق PCB أحادية الجانب أو مزدوجة الجانب. عند استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور على الوجهين، لا يتم حفر الجانب الثاني ويعمل كمشتت حراري إضافي و (أو) سلك مشترك.

عند استخدام المعدنة على الجانب الخلفي من اللوحة كمشتت حراري، تحتاج إلى حفر ثقب بالقرب من الدبوس الثامن للدائرة الدقيقة ولحام كلا الجانبين مع وصلة عبور قصيرة مصنوعة من سلك نحاسي سميك. إذا كنت تستخدم دائرة كهربائية صغيرة في حزمة DIP، فيجب حفر الثقب على الدبوس الثامن وعند اللحام، استخدم هذا الدبوس كوصلة عبور، ولحام الدبوس على جانبي اللوحة.

بدلا من العبور، يتم تحقيق نتائج جيدة عن طريق تثبيت برشام مصنوع من الأسلاك النحاسية بقطر 1.8 مم (قلب الكابل بمقطع عرضي 2.5 مم 2). يتم وضع البرشام مباشرة بعد حفر اللوحة - تحتاج إلى حفر ثقب بقطر يساوي قطر سلك البرشام، وإدخال قطعة من السلك بإحكام وتقصيرها بحيث تبرز من الفتحة بما لا يزيد عن 1 مم، وتثبيته جيدًا على كلا الجانبين على السندان بمطرقة صغيرة. من ناحية التثبيت، يجب أن يكون البرشام متسقًا مع اللوحة بحيث لا يتداخل رأس البرشام البارز مع فك الأجزاء.

قد تبدو نصيحة غريبة إنشاء مشتت حراري على وجه التحديد من الدبوس الثامن للدائرة الدقيقة، لكن اختبار التصادم لحالة الدائرة الدقيقة المعيبة أظهر أن جزء الطاقة بالكامل يقع على لوحة نحاسية عريضة مع مخرج صلب حتى الثامن دبوس القضية. على الرغم من أن المسامير 1 و 2 من الدائرة الدقيقة مصنوعة على شكل شرائح، إلا أنها رفيعة جدًا بحيث لا يمكن استخدامها كمشتت حراري. يتم توصيل جميع أطراف العلبة الأخرى بالدائرة البلورية الدقيقة باستخدام وصلات سلكية رفيعة. ومن المثير للاهتمام أنه ليست كل الدوائر الدقيقة مصممة بهذه الطريقة. أظهرت العديد من الحالات التي تم اختبارها أن البلورة موجودة في المركز، وأن دبابيس شريط الدائرة الدقيقة كلها متماثلة. الأسلاك - مع وصلات الأسلاك. لذلك، للتحقق من ذلك، تحتاج إلى "تفكيك" العديد من مساكن الدوائر الدقيقة...

يمكن أيضًا تصنيع المشتت الحراري من لوحة مستطيلة من النحاس (الفولاذ والألومنيوم) بسمك 0.5-1 مم بأبعاد لا تمتد إلى ما وراء اللوحة. عند استخدام حزمة DIP، تكون مساحة اللوحة محدودة فقط بارتفاع المحث. يجب عليك وضع القليل من المعجون الحراري بين اللوحة وجسم الشريحة. مع حزمة SO-8، قد تمنع بعض الأجزاء المتصاعدة (المكثفات والصمام الثنائي) في بعض الأحيان من تثبيت اللوحة بشكل محكم. في هذه الحالة، بدلا من المعجون الحراري، من الأفضل استخدام حشية مطاطية Nomakon ذات سمك مناسب. يُنصح بلحام الدبوس الثامن للدائرة الدقيقة بهذه اللوحة باستخدام سلك توصيل.

إذا كانت لوحة التبريد كبيرة وتمنع الوصول المباشر إلى الدبوس الثامن للدائرة الدقيقة، فأنت بحاجة أولاً إلى حفر ثقب في اللوحة المقابلة للدبوس الثامن، ولحام قطعة من الأسلاك عموديًا بالدبوس نفسه أولاً. بعد ذلك، مرر السلك عبر الفتحة الموجودة في اللوحة واضغطه على جسم الشريحة، ثم قم بلحامهما معًا.

يتوفر الآن تدفق جيد لحام الألومنيوم، لذلك من الأفضل صنع مشتت حراري منه. في هذه الحالة، يمكن ثني المشتت الحراري على طول المظهر الجانبي بأكبر مساحة سطحية.

للحصول على تيارات حمل تصل إلى 1.5 أمبير، يجب عمل المشتت الحراري على كلا الجانبين - على شكل مضلع صلب على الجانب الخلفي من اللوحة وعلى شكل صفيحة معدنية مضغوطة على جسم الشريحة. في هذه الحالة، من الضروري لحام الدبوس الثامن للدائرة الدقيقة سواء بالمضلع الموجود على الجانب الخلفي أو باللوحة المضغوطة على العلبة. لزيادة القصور الحراري للمشتت الحراري على الجانب الخلفي من اللوحة، من الأفضل أيضًا جعله على شكل لوحة ملحومة بالمضلع. في هذه الحالة، من المناسب وضع لوحة المشتت الحراري على البرشام عند الدبوس الثامن للدائرة الدقيقة، التي كانت متصلة مسبقًا بجانبي اللوحة. قم بلحام البرشام واللوحة، ثم قم بتثبيتهما باللحام في عدة أماكن حول محيط اللوحة.

بالمناسبة، عند استخدام لوحة على الجانب الخلفي من اللوحة، يمكن أن تكون اللوحة نفسها مصنوعة من رقائق PCB أحادية الجانب.

تم كتابة النقوش الموجودة على اللوحة للتسميات الموضعية للعناصر بالطريقة المعتادة (كما هي الحال مع المسارات المطبوعة)، باستثناء النقوش الموجودة على المضلعات. هذه الأخيرة مصنوعة على طبقة خدمة بيضاء "F". في هذه الحالة، يتم الحصول على هذه النقوش عن طريق النقش.

يتم لحام أسلاك الطاقة ومصابيح LED على طرفي نقيض من اللوحة وفقًا للنقوش: "+" و"-" للطاقة، و"A" و"K" لمصابيح LED.

عند استخدام اللوحة في إصدار غير مغلف (بعد الفحص والضبط)، يكون من المناسب ربطها في قطعة من أنابيب الانكماش الحراري بطول وقطر مناسبين وتسخينها بمجفف شعر. يجب تجعيد أطراف الانكماش الحراري التي لم يتم تبريدها بعد باستخدام كماشة أقرب إلى الأطراف. تعمل الحرارة المضغوطة على تقليص المواد اللاصقة معًا وتشكل غلافًا محكمًا ومتينًا إلى حد ما. يتم لصق الحواف المجعدة بإحكام بحيث عندما تحاول الانفصال، ينكسر الانكماش الحراري ببساطة. وفي الوقت نفسه، إذا كان الإصلاح أو الصيانة ضروريًا، فإن المناطق المجعدة تتفكك عند إعادة تسخينها بمجفف الشعر، دون ترك أي آثار للتجعد. مع بعض المهارة، يمكنك تمديد الانكماش الحراري الذي لا يزال ساخنًا باستخدام الملقط وإزالة اللوحة منه بعناية. ونتيجة لذلك، فإن الانكماش الحراري سيكون مناسبًا لإعادة تغليف اللوحة.

إذا كان من الضروري إغلاق اللوحة بالكامل، بعد ضغط الوسادة الحرارية، يمكن ملء أطرافها بوسادة حرارية. لتقوية "الجسم" يمكنك وضع طبقتين من الانكماش الحراري على السبورة. على الرغم من أن طبقة واحدة متينة للغاية.

برنامج حساب استقرار

لحساب عناصر الدائرة وتقييمها بسرعة، تم رسم جدول بالصيغ في برنامج EXCEL. للراحة، يتم دعم بعض العمليات الحسابية بواسطة كود VBA. تم اختبار تشغيل البرنامج فقط في نظام التشغيل 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 إعادة الحساب باستخدام الصيغ المكتوبة في خلايا الجدول، ولكن سيتم تعطيل بعض الوظائف (التحقق من صحة الإدخال، والقدرة على التحسين، وما إلى ذلك).

بعد بدء تشغيل البرنامج، ستظهر نافذة تسأل: "استعادة جميع بيانات الإدخال إلى الوضع الافتراضي؟" والتي تحتاج فيها إلى النقر فوق الزر "نعم" أو "لا". إذا قمت بتحديد "نعم"، فسيتم تعيين جميع بيانات الإدخال الخاصة بالحساب بشكل افتراضي، على سبيل المثال. سيتم أيضًا تحديث جميع صيغ الحساب. إذا قمت بتحديد "لا"، فإن البيانات المدخلة ستستخدم القيم المحفوظة في الجلسة السابقة.

في الأساس، تحتاج إلى تحديد الزر "لا"، ولكن إذا كنت لا ترغب في حفظ نتائج الحساب السابقة، فيمكنك تحديد "نعم". في بعض الأحيان، إذا قمت بإدخال عدد كبير جدًا من بيانات الإدخال غير الصحيحة، أو حدث عطل ما، أو حذفت محتويات خلية تحتوي على صيغة عن طريق الخطأ، فمن الأسهل الخروج من البرنامج وتشغيله مرة أخرى عن طريق الإجابة على السؤال "نعم". وهذا أسهل من البحث عن الأخطاء وتصحيحها وإعادة وصف الصيغ المفقودة.

البرنامج عبارة عن ورقة عمل Excel عادية تحتوي على ثلاثة جداول منفصلة ( ادخال البيانات , انتاج | , نتائج الحساب ) ودائرة استقرار.

يحتوي الجدولان الأولان على اسم المعلمة المدخلة أو المحسوبة، ورمزها القصير (يُستخدم أيضًا في الصيغ للتوضيح)، وقيمة المعلمة ووحدة القياس. في الجدول الثالث، تم حذف الأسماء باعتبارها غير ضرورية، حيث يمكن رؤية الغرض من العنصر هناك في الرسم التخطيطي. يتم تمييز قيم المعلمات المحسوبة باللون الأصفر ولا يمكن تغييرها بشكل مستقل، حيث تتم كتابة الصيغ في هذه الخلايا.

إلى الطاولة " ادخال البيانات » تم إدخال البيانات الأولية. تم شرح الغرض من بعض المعلمات في الملاحظات. يجب ملء جميع الخلايا التي تحتوي على بيانات الإدخال، لأنها جميعها تشارك في الحساب. الاستثناء هو الخلية التي تحتوي على المعلمة "تحميل التموج الحالي (Inp)" - قد تكون فارغة. في هذه الحالة، يتم حساب محاثة المحرِّض بناءً على القيمة الدنيا لتيار الحمل. إذا قمت بتعيين قيمة تموج الحمل الحالي في هذه الخلية، فسيتم حساب محاثة المحث بناءً على قيمة التموج المحددة.

قد تختلف بعض المعلمات بين الشركات المصنعة للرقائق المختلفة - على سبيل المثال، قيمة الجهد المرجعي أو الاستهلاك الحالي. للحصول على نتائج حسابية أكثر موثوقية، تحتاج إلى تقديم بيانات أكثر دقة. للقيام بذلك، يمكنك استخدام الورقة الثانية من الملف ("الرقائق")، والتي تحتوي على القائمة الرئيسية للمعلمات المختلفة. معرفة الشركة المصنعة للرقاقة، يمكنك العثور على بيانات أكثر دقة.

في الطاولة " انتاج | » تم العثور على نتائج حسابية متوسطة ذات أهمية. يمكن رؤية الصيغ المستخدمة في العمليات الحسابية عن طريق تحديد الخلية ذات القيمة المحسوبة. يمكن تمييز الخلية التي تحتوي على معلمة "الحد الأقصى لعامل التعبئة (dmax)" بأحد اللونين - الأخضر والأحمر. يتم تمييز الخلية باللون الأخضر عندما تكون قيمة المعلمة مقبولة، وباللون الأحمر عند تجاوز الحد الأقصى للقيمة المسموح بها. في ملاحظة الخلية، يمكنك قراءة بيانات الإدخال التي تحتاج إلى تغيير لتصحيحها.

تنص وثيقة AN920-D، التي تصف هذه الشريحة بمزيد من التفصيل، على أن الحد الأقصى لقيمة دورة العمل لشريحة MC34063 لا يمكن أن يتجاوز 0.857، وإلا فقد لا تتطابق حدود التحكم مع الحدود المحددة. يتم أخذ هذه القيمة كمعيار لصحة المعلمة التي تم الحصول عليها في الحساب. صحيح أن الممارسة أظهرت أن القيمة الحقيقية لعامل التعبئة يمكن أن تكون أكبر من 0.9. على ما يبدو، يتم تفسير هذا التناقض من خلال التضمين "غير القياسي".

ونتيجة 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 لتناسبك، على سبيل المثال، عندما لا تتطابق القيمة التي تم الحصول عليها لمقاومة المقاوم أو سعة المكثف أو محاثة الحث مع القيمة القياسية. ومن المثير للاهتمام أيضًا أن نرى كيف يؤثر تغيير قيم بعض العناصر على الخصائص العامة للدائرة. يتم تنفيذ هذه الميزة في البرنامج.

على يمين الجدول " نتائج الحساب" يوجد مربع بجوار كل معلمة. عند النقر فوق زر الماوس الأيسر في المربع المحدد، يظهر "طائر" فيه، بمناسبة المعلمة التي تتطلب التحديد. في هذه الحالة، تتم إزالة التمييز الأصفر من الحقل بالقيمة، مما يعني أنه يمكنك تحديد قيمة هذه المعلمة بشكل مستقل. وفي الجدول " ادخال البيانات" يتم تمييز المعلمات التي تتغير باللون الأحمر. أي أنه يتم إجراء إعادة حساب عكسي - تتم كتابة الصيغة في خلية من جدول بيانات الإدخال، وتكون معلمة الحساب هي قيمة الجدول " نتائج الحساب" .

على سبيل المثال، بوضع "طائر" مقابل محاثة المحرِّض في الجدول " نتائج الحساب" ، يمكنك أن ترى أن معلمة "الحد الأدنى للتحميل الحالي" للجدول "مظللة باللون الأحمر ادخال البيانات ».

عندما تتغير المحاثة، تتغير أيضًا بعض معلمات الجدول " انتاج | "، على سبيل المثال، "الحد الأقصى للمحث وتيار التبديل (I_Lmax)". بهذه الطريقة، يمكنك اختيار خنق مع الحد الأدنى من الحث من النطاق والأبعاد القياسية، دون تجاوز الحد الأقصى الحالي للترانزستور الرئيسي للدائرة الدقيقة، ولكن "التضحية" بقيمة الحد الأدنى للحمل الحالي. في الوقت نفسه، يمكنك أن ترى أن قيمة مكثف الخرج Co زادت أيضًا للتعويض عن الزيادة في تموج تيار الحمل.

بعد تحديد الحث والتأكد من أن المعلمات التابعة الأخرى لا تتجاوز الحدود الخطيرة، قم بإزالة علامة الاختيار بجوار معلمة الحث، وبالتالي تأمين النتيجة التي تم الحصول عليها قبل تغيير المعلمات الأخرى التي تؤثر على محاثة المحث. علاوة على ذلك، في الجدول " نتائج الحساب" تتم استعادة الصيغ، وفي الجدول " ادخال البيانات" ، على العكس من ذلك، تتم إزالتها.

وبنفس الطريقة، يمكنك تحديد معلمات أخرى للجدول " نتائج الحساب" . ومع ذلك، يجب أن تضع في اعتبارك أن معلمات جميع الصيغ تقريبًا تتداخل، لذلك إذا كنت تريد تغيير جميع معلمات هذا الجدول مرة واحدة، فقد تظهر نافذة خطأ مع رسالة حول الإسنادات الترافقية.

تحميل المقال بصيغة pdf.

غالبًا ما تُستخدم مصادر الطاقة الرئيسية لتشغيل الأجهزة الإلكترونية المحمولة في المنزل. لكن هذا ليس مناسبًا دائمًا، حيث لا يوجد دائمًا مأخذ كهربائي مجاني في مكان الاستخدام. ماذا لو كنت بحاجة إلى عدة مصادر طاقة مختلفة؟

أحد الحلول الصحيحة هو إنشاء مصدر طاقة عالمي. وكمصدر طاقة خارجي، استخدم، على وجه الخصوص، منفذ USB للكمبيوتر الشخصي. ليس سراً أن الإصدار القياسي يوفر الطاقة للأجهزة الإلكترونية الخارجية بجهد 5 فولت وتيار تحميل لا يزيد عن 500 مللي أمبير.

ولكن، لسوء الحظ، تتطلب معظم المعدات الإلكترونية المحمولة 9 أو 12 فولت للتشغيل العادي. سوف تساعد الدائرة الدقيقة المتخصصة في حل المشكلة. محول الجهد على MC34063، مما سيسهل الإنتاج بشكل كبير بالمعلمات المطلوبة.

رسم تخطيطي للمحول mc34063:

MC34063 حدود التشغيل

وصف دائرة المحول

يوجد أدناه رسم تخطيطي لخيار مصدر الطاقة الذي يسمح لك بالحصول على 9 فولت أو 12 فولت من منفذ USB 5 فولت على جهاز الكمبيوتر.

تعتمد الدائرة على دائرة كهربائية دقيقة متخصصة MC34063 (نظيرتها الروسية K1156EU5). محول الجهد MC34063 عبارة عن دائرة تحكم إلكترونية لمحول DC/DC.

يحتوي على مرجع الجهد المعوض بدرجة الحرارة (CVS)، ومذبذب دورة العمل المتغيرة، ومقارنة، ودائرة تحديد التيار، ومرحلة الإخراج، ومفتاح التيار العالي. تم تصنيع هذه الشريحة خصيصًا للاستخدام في المحولات الإلكترونية المعززة والباكية والمقلوبة بأقل عدد من العناصر.

يتم ضبط جهد الخرج الذي تم الحصول عليه نتيجة التشغيل بواسطة مقاومتين R2 و R3. يتم الاختيار على أساس أن دخل المقارنة (دبوس 5) يجب أن يكون له جهد 1.25 فولت. يمكنك حساب مقاومة المقاومات للدائرة باستخدام صيغة بسيطة:

الخروج= 1.25(1+R3/R2)

بمعرفة جهد الخرج المطلوب ومقاومة المقاومة R3، يمكنك بسهولة تحديد مقاومة المقاومة R2.

نظرًا لأنه يتم تحديد جهد الخرج بواسطة، يمكن تحسين الدائرة بشكل كبير عن طريق تضمين مفتاح في الدائرة يسمح لها بالحصول على قيم مختلفة حسب الحاجة. يوجد أدناه نسخة من محول MC34063 لجهدين للإخراج (9 و 12 فولت)

الدائرة الدقيقة عبارة عن محول نبضي عالمي يمكن استخدامه لتنفيذ محولات التنحي والتصعيد والعكس بأقصى تيار داخلي يصل إلى 1.5 أمبير.

يوجد أدناه رسم تخطيطي لمحول تنحي بجهد خرج 5 فولت وتيار 500 مللي أمبير.

دائرة تحويل MC34063A

مجموعة من الأجزاء

رقاقة: MC34063A
المكثفات الإلكتروليتية: C2 = 1000 مللي فاراد/10 فولت؛ C3 = 100 مللي فاراد/25 فولت
مكثفات الأفلام المعدنية: C1 = 431pF؛ C4 = 0.1 مللي فهرنهايت
المقاومات: R1 = 0.3 أوم؛ R2 = 1 كيلو؛ R3 = 3 كيلو
الصمام الثنائي: D1 = 1N5819
الاختناق: L1=220uH

C1 - سعة مكثف ضبط التردد للمحول.
R1 عبارة عن مقاوم يقوم بإيقاف تشغيل الدائرة الدقيقة في حالة تجاوز التيار.
C2 - مكثف المرشح. كلما كان أكبر، كلما كان التموج أقل، يجب أن يكون من النوع LOW ESR.
R1، R2 – مقسم الجهد الذي يحدد جهد الخرج.
D1 - يجب أن يكون الصمام الثنائي فائق السرعة أو صمام ثنائي شوتكي مع جهد عكسي مسموح به لا يقل عن ضعفي الخرج.
جهد إمداد الدائرة الدقيقة هو 9 - 15 فولت، ويجب ألا يتجاوز تيار الإدخال 1.5 أمبير

MC34063A ثنائي الفينيل متعدد الكلور

خياران لثنائي الفينيل متعدد الكلور

هنا يمكنك تنزيل آلة حاسبة عالمية

• 20.09.2014

  المشغل هو جهاز ذو حالتين من التوازن المستقر، مصمم لتسجيل المعلومات وتخزينها. الوجه بالتخبط قادر على تخزين 1 بت من البيانات. يبدو رمز المشغل على شكل مستطيل مكتوب بداخله الحرف T. وترتبط إشارات الإدخال على يسار المستطيل. تتم كتابة تسميات مدخلات الإشارة في حقل إضافي على الجانب الأيسر من المستطيل. ...

• 21.09.2014

  تحتوي مرحلة الإخراج ذات الدورة الواحدة لمضخم الأنبوب على الحد الأدنى من الأجزاء وهي سهلة التجميع والضبط. لا يمكن استخدام الخماسيات في مرحلة الإخراج إلا في الأوضاع الخطية الفائقة أو الصمام الثلاثي أو الأوضاع العادية. مع اتصال الصمام الثلاثي، يتم توصيل شبكة التدريع بالأنود من خلال مقاومة 100...1000 أوم. في الاتصال فائق الخطية، يتم تغطية السلسلة بواسطة نظام التشغيل على طول شبكة التدريع، مما يقلل ...

• 04.05.2015

  يوضح الشكل رسمًا تخطيطيًا لجهاز تحكم عن بعد بسيط يعمل بالأشعة تحت الحمراء وجهاز استقبال يكون عنصره التنفيذي عبارة عن مرحل. نظرًا لبساطة دائرة التحكم عن بعد، يمكن للجهاز تنفيذ إجراءين فقط: تشغيل المرحل وإيقاف تشغيله عن طريق تحرير الزر S1، والذي قد يكون كافيًا لأغراض معينة (أبواب المرآب، فتح قفل كهرومغناطيسي، إلخ). ). إعداد الدائرة أمر بالغ الأهمية.

• 05.10.2014

  الدائرة مصنوعة باستخدام مضخم تشغيلي مزدوج TL072. يتم تصنيع مضخم مسبق بمعامل على A1.1. التضخيم بنسبة معينة R2\R3. R1 هو التحكم في مستوى الصوت. يحتوي Op amp A1.2 على تحكم نشط في نغمة الجسر ثلاثي النطاق. يتم إجراء التعديلات بواسطة المقاومات المتغيرة R7R8R9. كوف. نقل هذه العقدة 1. يمكن أن يكون مصدر ULF الأولي المشحون من ± 4V إلى ± 15V الأدب ...