Форум РадиоКот

Добрый день! Предупреждаю сразу, мой путь в электронике только-только начался, так что за подробные и обстоятельные ответы заранее отдельное спасибо!

Требуется помощь в проектировании DC DC преобразователя для моего небольшого проекта. На входе имеется обычные USB-шные 5 вольт, 0.5 А, на выходе требуется получить +15, -15 Вольт для питания мультиплексора (он капризный по питанию, чем больше разность потенциалов между Vdd и Vss тем меньше сопротивление, по даташиту кушает 200uA). Так же требуется питание 5В для питания обслуживащей логики - JK триггера (4uA по даташиту??) и таймера 556 в его моностабильной ипостасии (он как я понимаю кушает на порядок больше из-за его рода деятельности, включающего зарядку конденсаторов, по даташиту 200mA должно хватить).

Особых супер требований как видно нет, так что схемку я решил взять попроще, без особых наворотов, ее здесь уже выкладывали в одном из топиков: Я доработал ее слегка следующим образом: Понятное дело что над ней еще работать и работать, в связи с этим вопросы:

1) Резисторы R1 и R2 как я понимаю являются простейшим делителем напряжения для сдвига напряжения базы, так? До изменения мною схемы с Uвх=1.5 Uвых=0.44В, Rобщ=340K, пересчитываю с Uвх=5, Uвых=0.44В R1=310КОм, R2=30 КОм, сумма Rобщ не изменилась, Uвых какое было. Так?

2) Номиналы двух элементов вообще непонятно надо ли и если да, то как подстраивать - индуктора и сопротивления R3. R3 вроде тоже часть делителя для смещения напряжения на базе второго транзистора, как посчитать сопротивление эмиттер-коллектор первого для расчета?

3) Резисторы R4 и R5 подбираем чтобы ограничить максимальный ток на стабилитронах, к примеру на +15V идет мультиплексор с максимальным током питания 200uA, подбираем R=30V??(берем полную разность потенциалов питания?)/200uA=150КОм и т.д.?

4) Как по науке подбирать емкости выводных конденсаторов при стабилитронах (C1, C2, C3) в зависимости от предполагаемой известной нагрузки?

5) В описании к оригинальной схеме указывалось, что цикл переключения транзисторов и разрядки магнитного поля индуктора проходит с частотой около 10Гц, мне виртуальный осциллограф в Протеусе упорно выдает гребенку с частотой около 43КГц на базах транзисторов для оригинальной схемы, у кого ошибка? Можно эту частоту расчитать теоретически?

На входе поставил 15 омный резистор, ограничиваем ток в цепи до 333мА на всякий случай. С диодом Шоттки D2 и стабилитронами вроде понятно, подбираем мощность и меняем номиналы.

Еще раз заранее огромное спасибо за ответы!

1. Где-то так, но не совсем. Ток в делителе нужно было оставить тот же.
2. Индуктивность лишняя? Тогда читайте как работают повышающие преобразователи. А без R3 можно теоретически обойтись, но не совсем. Как бы это Вам объяснить? Считайте так, что Э-К Q1 и R3 такой же делитель для Q2, как R1, R2 для Q1.
3. Нет не правильно у стабилитрона есть минимальный ток стабилизации и Вы не можете его делать меньше.
4. Выбираются, чтобы пульсации были меньше определенного уровня.
5. Не пользуйтесь моделированием на стадии изучения электроники. Любая программа моделирования имеет кучу ограничений. Для того, чтобы использовать полученные результаты нужно понимать процессы в схеме и тогда можно оценить адекватность результатов. Только реальная робота с компонентами позволит Вам их прочувствовать.

Не один стабилитрон Вам не обеспечит 200мА тока. Ну, и немного посчитаем: ток 200мА попадет в нагрузку на 5В, через резистор R5, а значит используя закон Ома определим сколько на нем упадет U5=I*R5=0.2*240000=48000В. Возникает вопрос, а как же на резисторе может упасть больше, чем напряжение питания?
Я молчу про закон сохранения энергии.

Вывод: начните изучение с электротехники, не пользуйтесь протеусом, начните сначала с изготовления готовых схем и изучения их принципов работы.

P.S. Я думаю объяснить подробнее не получиться, т.к. необходима база знаний. (ну, нельзя объяснить решение задачи из высшей математики, если человек не выучил таблицу умножения)
Удачи.

EugeneZ писал(а):на выходе требуется получить +15, -15 Вольт для питания мультиплексора (он капризный по питанию, чем больше разность потенциалов между Vdd и Vss тем меньше сопротивление, по даташиту кушает 200uA).

Вам нужна двухполярка только для питания мультиплексора? Как-то странно звучит. Полно низковольтных ключей с очень низким сопротивлением, например, ADG708_709 с Ron = 3 Ома. Что за задача?

Для таких малых токов я бы использовал интегральные преобразователи в малых корпусах (ThinSOT и др.) . Например из дисплейной части старых раскладушек Samsung - LT1930A , есть другие аналоги. Иногда встречаются LT1170(LT1171). Схемы применения есть в даташитах , есть и двуполярное 15 в .

Поскольку потребляемые токи маленькие, я бы сделал ±15 В с помощью диодно-конденсаторного преобразователя (умножителя). Потребуется два умножителя: для отрицательного и положительного напряжений. Инвертор сделал бы на логике КР1554 (74AC) - она обладает достаточным выходным током, чтобы подключить умножитель непосредственно к выходам элементов. Общий провод выбираем так, чтобы он совпадал с минусом входного напряжения, тогда выходное напряжение +5 В будет браться непосредственно со входа.

Для инвертора нужны одна микросхема, конденсатор и резистор. Для умножителя нужно 10 диодов 1N5817 и 10 керамических конденсаторов на 2,2 мкФ. Ещё одним конденсатором можно зашунтировать цепь питания +5 В.

Большое всем спасибо за ответы! За те два прошедшие с написания этого топика дня, я уже узнал что все делаю не так, и стабилитроны нужного тока мне не дадут. Оказывается все делают блоки питания на микросхемах MC34063, так что я решил последовать моде и переделать на их основе.

Теперь у меня вопросы следующего характера:

1) Если я проектирую СтепАп конвертер на маленький ток (порядка 4 ma) то приходится вставлять в схему индуктор аж на 1000 мкГн, иначе частота работы становится запредельной, и приближается к пределу частоты переключения диода Шоттки. Можно ли это как-то обойти или не париться и делать БП на 200ma с большим-большим запасом и катушкой на 170 мкГн. Где больше будет КПД?

2) Как защитить порт USB от которого будет браться питание помимо установки плавкого предохранителя и диода шоттки на входе? Как я понимаю в начальный момент времени при подключении БП будет нехилый пусковой бросок тока?

P.S. Отдельное спасибо что тыкнули в ADG708/ADG709 мультиплексоры, номенклатурные познания мои к сожалению пока оставляют желать лучшего.

1 мГн не такая уж и ужасная индуктивность. Есть даже в исполнении для поверхностного монтажа. По току подойдёт любая, даже минимальных габаритов. http://www.kosmodrom.com.ua/data/sumidanew.php

EugeneZ писал(а):и приближается к пределу частоты переключения диода Шоттки.

У диода Шоттки нету частотного предела, как такового. Есть только ёмкость. Они прекрасно работают и на мегагерцах.

EugeneZ писал(а):Как защитить порт USB от которого будет браться питание помимо установки плавкого предохранителя и диода шоттки на входе?

Поставить перед С1 и С2 по резистору 10-20 ом. Мощность в нормальном режиме работы на них выделяться будет мизерная, от бросков тока спасут. Спасут скорее всего даже саму схему преобразователя при случайном КЗ в нагрузке.

Seriyvolk писал(а): Поставить перед С1 и С2 по резистору 10-20 ом. Мощность в нормальном режиме работы на них выделяться будет мизерная, от бросков тока спасут. Спасут скорее всего даже саму схему преобразователя при случайном КЗ в нагрузке.

Дело в том что +5 мне тоже надо, если я поставлю даже 10 ом напряжение падает на нем сильно ниже +4.5 В (ниже перестает работать логика - 556-ой таймер), и это без учета 0.5В, падающих на входном диоде Шоттки. То есть придется городить еще одну схему для повышения с ~3В после резистора и шоттки обратно до 5. А если поставить совсем маленький резистор, буквально на 0.5-0.3 Ом, на котором почти не будет падать напряжение? От КЗ не спасет, но на этот случай есть плавкий предохранитель? Будет он срезать броски тока при включении?

Входной защитный диод шоттки ставить не последовательно, а параллельно +5V, при переполюсовке всё возьмёт на себя и напряжение зря на нём падать не будет.
Питание для логики брать непосредственно от +5 вольт. И не нужно создавать себе проблемы, чтоб потом героически их преодолевать

Огромное спасибо! Моя схема с новоприобретенным знанием уменьшилась чуть ли не вдвое

на выходе требуется получить +15, -15 Вольт

Можно поставить два готовых модуля SIM1-0515 http://www.evita.lt/getPdf.php?id=1399949

Еще есть микросхемка МАХ 743 готовый dc-dc 5 в +\- 12\15 вольт, переключается коммутацией 1 вывода (я на нем делаю питание для операционника и усилка для наушников с запиткой от USB). Обвес микры минимален, кондерчики, пара дросселей и несколько резистюков. Частота преобразования 200кГц, ток по обеим каналам 100мА на +\-15 и 125мА на +\-12.Работает очень хорошо. Один недостаток - корпус DIP

MAX743CWE или MAX743EWE выпускается в корпусе 16-SOIC-W.

Может и эта схемка пригодится.

Ser60 писал(а):MAX743CWE или MAX743EWE выпускается в корпусе 16-SOIC-W.

я смог добыть несколько штук только в dip-е... Как ни искал в soic не нашел. Вы где такие видели? (упоминание в даташите невсчет, только если реально в продаже).

http://www.elitan.ru/price/bignote.php? ... IM&mfg=990
Например...

Seriyvolk писал(а):http://www.elitan.ru/price/bignote.php?name=MAX743CWE%2B%40MAXIM&mfg=990
Например...

Спасибо. Только цены там жуткие, мне вот эти http://www.elitan.ru/price/index.php?se ... re&mfg=all достались за,почти, в порядок меньшие деньги. Если еще учесть доставку в 500 ре, то в порядок точно. Брал с ебея http://www.ebay.com/itm/1x-MAX743CPE-Du ... _857wt_892.
soic-и гуманнее, но все равно + доставка.....
По срокам будет так-же.

Все равно, спасибо, значит они выпускаються в soic, будем искать дальше .

dracon писал(а):Вы где такие видели?

На DigiKey или Mouser

В моём осциллографе используется что-то вроде мах232 (очень похожа функционально, но точную модель не помню), с которой снимается питание для аналоговой части, а ещё она служит буфером для встроенного генератора.