Журнал РАДИОЛОЦМАН, май 2013

Louis Vlemincq, Бельгия

Electronic Design

Виртуальная земля необходима, когда требуется организовать двуполярное питание, располагая лишь однополярным источником, например, батареей в портативном устройстве. Иногда сделать это совсем несложно, создав среднюю точку с помощью делителя из высокоомных резисторов. А если импеданс земли должен быть более низким, чем может обеспечить делитель, это простое решение можно усовершенствовать, добавив буферный усилитель.

Однако в случае дисбаланса токов в созданной таким образом земле задача усложняется, так как буфер должен быть уже не просто мощным, а способным рассеивать энергию, пропорциональную разнице токов в плечах. Это нерационально, расточительно, и даже может потребовать применения громоздких радиаторов.

 Создание мощной виртуальной земли с помощью шести буферов и двух MOSFET
Рисунок 1. Несмотря на то, что для этой схемы требуется больше компонентов, чем для решения на основе классического резистивного делителя, собранный на шести инверторах генератор/усилитель класса D, управляющий двумя MOSFET, намного повышает качество виртуальной земли.

В предлагаемой схеме (Рисунок 1) проблема решается просто, дешево и эффективно. Резистивный делитель и буфер в этой схеме сохранились, однако используются теперь совсем по-другому. Буфер превратился в усилитель-генератор класса D, способный отдавать в землю много ампер тока и возвращать любой «разбаланс» обратно в источник питания. Схема компактна и эффективна, а формируемая ею мощная земля стабильна и точна.

Генератор сделан на шестиканальной КМОП микросхеме буферного инвертора CD4069. Большинство инверторов просто выполняет функцию драйверов затворов мощных MOSFET. Вместе с установленным на входе инвертором U1 элементы микросхемы CD4069 образуют неинвертирующий усилитель. Через конденсатор C3 замыкается цепь положительной обратной связи, обеспечивающей автоколебания схемы.

Вся схема управления питается плавающим напряжением, привязанным к выходу. Это напряжение создается из входного постоянного напряжения диодами D3 … D6 и парой резисторов R6/R7. R2 и R3 задают потенциал виртуальной земли. В рассматриваемом примере эти резисторы равны, что чаще всего и требуется, однако ничто не мешает сделать источник питания асимметричным.

Для повышения точности между R2 и R3 можно добавить подстроечный резистор. С показанными на схеме номиналами компонентов частота ШИМ составляет примерно 45 кГц. В случае необходимости изменить частоту следует подобрать другой конденсатор C3.

Мощные MOSFET и индуктивность следует выбирать в соответствии с ожидаемым выходным током. Если требуется особо чистая земля, удалить остаточные пульсации можно с помощью LC фильтра, включенного после элементов L1 и C6/C7.

Для щелочных аккумуляторов, с их проблемами и преимуществами ниодин из производителей не выпустил ниодного бюджетного толкового контроллера, способного не только заряжать, но и производить их легкое обслуживание. Эта работа - проба пера. Познакомившись с микроконтроллерами (Atmega 328) возникло желание сделать нечто большее, чем просто пределко-свистелку. Предлагаю бета версию, бета версии зарядного автомата на ардуино.  Эта версия с открытым исходным кодом, открытыми печатками, ограниченными (но весьма широкими) возможностями. Следующие версии будут поддерживать MPPT, учитывать все что можно, иметь стабилизированный выход и продвинутые алгоритмы заряда (основанные на информации от WathCat). Я думаю если все это я реализую сам - я в праве попросить за это денег(на содержание сайта). Но это в будущем. Этот проект есть и будет открыт для всех интересующихся. 

Для затравки - несколько фото.

 IMG 20151103 012643

IMG 20151103 012705

IMG 20151103 012717

 Поскольку NICD аккумуляторы - токовые товарищи - то контроль напряжения для них весьма косвенный показатель. Поэтому проба пера была спроектированна минимальной и достаточной. Она должна уметь заряжать и разряжать качелями до любых нужных напряжений в авторежиме. Даже без участия пользователя. Пока еще не реализован, но скоро будет, алгоритм заряда щелочи от WatchCat. Он заключается в заливке батарей до тех пор пока напруга на них не перестанет расти в течение получаса . На данный момент реализовано 80 процентов функционала контроля, заряда, разряда. 100 процентов управления напряжениями заряда, включения, выключения, разряда, качелей, буста, обеспечении сохранности настроек и режимов при отключении питанияи тд. Софт на ардуино. Прошивается ей же. Железная часть от популярных китайских контроллеров которые с успехом работают у болшинства солнечных энергетиков. 

 

Решил что эта схема и метод управления полевиками заслуживает внимания. Оставлю ее здесь.

Схему придумал не я. Её дал мне Валера, UA9CFF, у которого есть товарищ на работе, который и нарисовал такую схему. Я немного переделал. Убрал узел задержки пуска, узел защиты от недо- и пере- напряжений (почему-то при его срабатывании, когда на вывод 4 м\с поступал плюс, с треском сгорали транзисторы), добавил на входе резистор с реле (иначе выключатель питания долго не протянет), стабилитрон на выходе (вдруг спасёт ). Получилось довольно типично:  (извиняюсь, нарисовал рукой).

power13

Погонял в симуляторе и в живую простенькую схему драйвера. 

Ток держит очень хорошо. 

Питание от 5 (при использовании мосфетов с логическим уровнем)  до 20 вольт.

Настроена на 500ма выходного тока и 4в на выходе, для 3W светодиода(50% мощности).

КПД - 70-75 процентов при 14,3 входе и 3,6В*0,5А выходе. Для 2 или трех ледов последовательно должен быть намного выше. Только делитель контроля по напряжению надо подстроить.

Ток ХХ около 30мА. 

Частота - 25 КГц. 

Габариты платы 4*6,5 см.

Плата рабочая(при этом специально не ставил входные и выходные 100nf кондеры) - очень стабильна. 

Обкатки еще не было но как она работает - очень понравилось. Ток выводил и на 1А. Все нормально. 

Есть вторая ревизия где ток ХХ снижен до 13-15 мА. 

Порядок сборки и используемые детали - как обычно - со свалки, в наладке не нуждается. Ставить можно все что подходит по распиновке.

 

2015.01.06 Схема драйвера светодиода на tl494 n мосфетом и драйвером верхнего ключа

Всем привет.

Постольку поскольку у меня есть некоторое количество никелькадмиевых аккумуляторов найденных на помойке стояла задача их отбраковки.

Готовых измерителей емкости в 50АЧ и напряжением 1.2 В я не нашел. Пришлось копать интернет. Увидел вот такой проект для маломощных пальчиковых аккумуляторов. Отталкиваясь от него переписал программу под свои потребности. Пока самое простейшее, но тем не меннее позволяющее успешно тестировать аккумуляторы на остаточную емкость.

IMG 20141214 002857

Измеритель ёмкости аккумуляторов (Li-Ion/NiMH/NiCD/Pb)

 

Измеритель ёмкости аккумуляторов

Я не спец в дросселях. Не знаю как оно расчитывается от и до. Мое знакомство с ними ограничивается практическим изготовлением и применением в моих конструкциях. Расскажу как это делаю я, а если возникнут вопросы и предложения - комментируйте - мы обсудим. IMG 20141221 233139

 Полазив по интернету, я не нашел ни одной схемы регулятора напряжения и самое главное тока - на современной элементной базе. Все они

были либо аналоговыми, либо с биполярными транзисторами, в ключевом включении. Я опробовал одну из них.

Наткнулся(к сожалению поздно) на офигительнейшую разработку законченного MPP контроллера солнечных батарей от уважаемого Владимира Денисенко(aka Старичок). 

 

Starichok

 

 

Привет всем. Продолжаем добивать щелочники.

У меня была проблема - самодельные солнечные батареи, из-за некачественных фотоэлементов имели напряжение ХХ около 15,6 вольт. ТММ как оказалось у них лежат на уровне 11,5 вольт. Получается что расчетная мощность двух батареек в ТММ составляет 22,3В*2,9А=64,67Ватта. Щелочники требуют 18 вольт

Финальная версия тут 

Третья версия платы была описана тут.

Это уже четвертая доработанная стабильная версия. Дополнена двумя резисторами на ноге 3. И правильной обвязкой неправильного драйвера.

Частота работы 50Кгц.

Кпд 92.25% при Uвх = 19В, Uвых=9В, Iвых=9А

Самая греющаяся деталь это дроссель. Но он из компового БП, малогабаритный и намотаный двойным миллиметровым проводом. Для токов в десять ампер хорошо бы тройным миллиметровым проводом. 

 

2014.02.24 Regulyator toka TL494 iR2104 NE555 V4

2014.02.02Regulyator napryageniya i toka TL494 IR2104 NE555

Финальная версия тут

 

Товарищи.  Обнаружился косяк в драйвере IR2104 - похоже паленая партия.

2014.02.02Regulyator napryageniya i toka TL494 IR2104 NE555

Полазив по интернету, я не нашел ни одной схемы регулятора напряжения и самое главное тока - на современной элементной базе. Все они

Долго меня волновала тема того, как можно использовать блок питания от компьютера в качестве питания усилителя мощности. Но переделывать блок питания — то ещё развлечение, особенно импульсный с таким плотным монтажом. Хоть я и привычный ко всяким фейерверкам, но домашних пугать очень не хотелось, да и опасненько это и для самого.

В общем, изучение вопроса привело к довольно простому решению, не требующему никаких особенных деталей и практически никакого налаживания. Собрал-включил-работает. Да и хотелось попрактиковаться в вытравливании печатных плат с помощью фоторезиста, так как в последнее время современные лазерные принтеры стали жадными до тонера, и привычная лазеро-утюжная технология не задалась. Результатом работы с фоторезистом я остался очень доволен, — для эксперимента на плате вытравил надпись линией толщиной 0,2мм. И она прекрасно получилась! Итак, довольно прелюдий, опишу схему и процесс сборки-наладки блока питания.

 

Импульсный блок питания на ir2153 (D)

 

Тимофей Носов     

Импульсный блок питания усилителя на IR2151-IR2153

Характерной чертой этого блока питания является его простота и повторяемость. Схема содержит малое количество компонентов и хорошо себя зарекомендовала на протяжении более двух лет. В качестве импульсного трансформатора используется типовой понижающий трансформатор из компьютерного блока питания.

 

01 

http://cxem.net/pitanie/5-268.php

 Простой ИБП на IR2153 с защитой от перегрузки и КЗ (300Вт)

 

Мне нужен был однополярный блок питания. Я повторил эту схему, немного переделав ее выход. Переделка заключалась в установке моста на HER308 и дросселя. Она показала себя не самым лучшим образом. При отсутствии нагрузки несколько минут работала, а потом стреляла полевиками и предохранителями. Микросхема тоже сгорала. Под нагрузкой то же самое происходило сразу при включении. Поменяв порядка 15 микросхем и несколько пар полевиков, забросил ее к чертовой матери.Использовал самодельные трансформаторы на кольцах ферита и готовые из БП ПК. Все равно сгорало.  Примечательно так же что некоторые микросхемы сгорали начисто, а некоторые все же давали на выходе одного из управляющих затворми пинов нечто похожее на промодулированную синусоиду. На втором пине неописуемая фигня какая-то была.  В общем не рекомендую к повторению новичкам. 

Представляю вашему вниманию просто импульсный блок питания на микросхеме IR2153.

5-268-1

Представляю вашему вниманию статью в которой описывается вполне доступная для повторения схема зарядного устройства отлично подходящего для работы с солнечной батареей. Взято с http://radiokot.ru/circuit/power/charger/28/

Начитавшись в Интернете всякого про SLA (VRLA) аккумуляторы, решил испробовать алгоритм заряда стабильным током. Выглядит он так. Сначала идёт заряд стабильным током, величиной 0,1C. (где C - номинальная ёмкость аккумулятора в ампер-часах) Как только напряжение на аккумуляторе повысится до 14,5 вольт, зарядный ток выключается. Напряжение на аккумуляторе начинает самопроизвольно уменьшаться. Как только оно уменьшится до 13,1 вольта, снова начинается заряд током 0,1C и продолжается до тех пор, пока напряжение  снова не повысится до 14,5 вольт.