Например TDA7294

РадиоКот > Конкурс: Поздравь Кота по-человечески 2017!

Разгон старичка NE555. Изолированный DC/DC конвертер.

Опубликовано 08.09.2017.
Создано при помощи КотоРед.

     История NE555 началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему NE555. С тех пор уже прошло 46 лет, но таймер до сих пор популярен и продолжает массово выпускаться. Цена его чуть дешевле спичек 1,5...2 цента, но возможностей много.

     Исследуя NE555 заказанные c aliexpress проверил их граничные возможности:

 

  • Максимальная частота переключения выходного каскада 500 КHz. При питании от 15 вольт и нагрузке 1000 пФ, температура корпуса на этой частоте около 40 градусов. При питании от 25 вольт температура корпуса на этой частоте около 60 градусов. Поэтому в динамическом режиме питать только до 15 вольт. Нагрев связан со сквозным током выходного каскада NE555.
  • Выходной ток в динамическом режиме примерно до 100 мА (хотя по даташиту 200мА).
  • Максимальное напряжение питания 25 вольт выдерживает длительно. Температура корпуса 50 градусов.


     Исходя из вышесказанного было решено заставить старичка NE555 работать в ЧИМ регуляторе DC/DC конвертера в качестве ЧИМ контроллера. Будем контролировать выходное напряжение на той стороне и ограничивать максимальный ток на ключе. Таким образом имеем защиту от перегрузок и короткого замыкания в нагрузке. NE555 справилась и отлично себя показала.


    Благодаря малому количеству обвязки конвертер получается небольшим:

     Изоляция первичных цепей от вторичных осуществляется оптопарой PC817 и еще более древним, чем NE555, трансформатором с маркировкой «108». Этот трансформатор по проведенным испытаниям выдерживает переменное напряжение до пробоя 2 кВ. Моточные данные на который будут даны в конце статьи. Так как колечки в них маленькие то и максимальный выходной ток так же небольшой, и равен 70 мА при 15 вольтах на выходе и входе.

Блок схема:

Детектор напряжения на TL431, а детектор тока на n-p-n транзисторе с шунтом 1 ом.

      Схема содержит минимум компонентов и предоставляет большую гибкость в настройке по разное напряжение, частоту и максимальный ток ключа.

     Главная хитрость схемы заключается в том, что в выходном ключе работает не полевой, а самый дешевый биполярный транзистор, да еще и по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Ключ с ОЭ очень медленный. А что бы ключ быстро закрывался используется запирание отрицательным напряжением. При таком управлении и 1 МГц не предел для ключа. Но таймер NE555, увы, только до 500КГц. Единственное требование – коэффициент усиления должен быть не менее 100. Чем больше, тем лучше и меньше нагрузка на таймер.

    Частота подбирается элементами RC цепи таймера. Напряжение на выходе делителем TL 431. Ток резистором 1 ом в цепи эмиттера. Конденсатор в базе ключа имеет большое значение. Он должен быть достаточной емкостью, чтобы поддерживать ток базы на всем времени выхода высокого уровня с 555, и в то же время не нагружать выход таймера за зря. Если его емкость будет больше необходимой, то будет греться 555. Для нашей частоты от 100 кГц до 500 кГц оптимальной получилась емкость в 1000 пикофарад.
Осциллограмма вышесказанного:

   Далее приведу осциллограммы в коллекторе относительно корпуса.


Сначала холостой ход без нагрузки и далее увеличивая нагрузку:

И режим защиты от перегрузки:

Таблица параметров на разных напряжениях питания:

     Минимальное напряжение с данным трансформатором 7,5в и максимальный ток при питании от 15 вольт 70 мА.
Печатная плата прилагается в архиве вместе со схемой в DipTrace.

   Фотографии готового конвертера:

     Для подсчета витков, был разобран трансформатор, участвовавший в испытаниях на пробой.
     Данные трансформатора:

       Собранный конвертер используется в питании оптодрайвера мощных полевых транзисторов с двух полярным питанием. Подключается к нему «+» и «–» выхода, а исток транзистора к «0».

     Разгон старичка таймера NE555 удался!   Все хорошего!

 


Файлы:
DC_DC
Razmer


Все вопросы в Форум.


ID: 2562

Как вам эта статья?

 Нравится
 Так себе
 Не нравится

Заработало ли это устройство у вас?

 Заработало сразу
 Заработало после плясок с бубном
 Не заработало совсем

44 6 5
2
Подробно