Микросхема - радиоэлектроника и радиотехника
Поиск на радиолюбительском сайте
Радиоэлектроника и радиотехника

В помощь РАДИОЛЮБИТЕЛЮ!

Блог для радиолюбителей и радиотехников! Популярные радиолюбительские схемы, технические решения, полезные программы, конструкции устройств…
| Вход | Регистрация | Последние записи в RSS 2.0 ленте | Последние комментарии в RSS ленте |

Преобразователь напряжения бестрансформаторный

Эта запись находится в рубриках: "Полезные схемы". Вы можете комментировать здесь либо в любимой социальной сети.

В продолжение актуальной темы автомобильных преобразователей напряжения хотим уделить также внимание бестрансформаторным преобразователям напряжения. Принцип работы практически такой же. Разница лишь в конструктивном исполнении выходного каскада. С одной стороны, убрав импульсный трансформатор, схема преобразователя напряжения заметно упрощается, уменьшаются габариты и вес. Но с другой – при бестрансформаторном способе отсутствует гальваническая развязка от аккумулятора и для реализации двуполярного питания необходимо собирать две схемы. Также затруднено получение на выходе бестрансформаторного преобразователя напряжения большего по сравнению с входящим напряжения. Обычно в бестрансформаторных вариантах Uвх?Uвых (но не всегда, в зависимости от топологии).

Такие преобразователи напряжения собираются на современной элементной базе и также содержат ШИМ - контроллеры с выходными каскадами на мощных транзисторах для обеспечения повышенной максимально допустимой силы тока. Отличительной чертой современных ШИМ контроллеров для сборки на их базе бестрансформаторных преобразователей напряжения является широкий диапазон питающих напряжений.

В рамках нашей сегодняшней статьи рассмотрим ШИМ контроллеры LM5088 и LM3488. ШИМ - контроллер LM5088 конца 2008 года выпуска, а LM3488 значительно моложе – конец 2010 года. На вход преобразователя напряжения в первом случае можно подавать от 4,5 до 75 вольт, во втором – от 2,97 до 40 вольт. Устройство рассчитывается на любое выходное напряжение относительно входного по формулам. В зависимости от этого подбираются номиналы применяемых радиодеталей. Приведенные ШИМ контроллеры обеспечивают высокий выходной ток преобразователя, который составляет 10 ампер.

Частота LM5088 задается в диапазоне от 50 кГц до 1 МГц. КПД очень высокий – 97%. ШИМ - контроллер LM5088 выпускается в двух исполнениях:

Исполнения ШИМ контроллера LM5088

Упрощенная схема бестрансформаторного преобразователя напряжения на LM5088:

Упрощенная схема бестрансформаторного преобразователя напряжения на LM5088

Назначение некоторых выводов:
VIN – питающее напряжение в диапазоне 4,5…75 В;
EN – если напряжение на контакте ниже 0,4 вольт, преобразователь не работает; если в диапазоне 0,4…1,2 В – LM5088 находится в режиме ожидания; если выше 1,2 вольт – ШИМ контроллер выполняет свои функции в полном объеме. Таим образом, делителем напряжения может быть установлен порог отключения преобразователя напряжения;
SS – вывод для плавного пуска;
RAMP – используется для режима управления. Конденсатор Cramp рекомендуется выбирать из диапазона 100…2000 пФ;
RT/SYNC – задающий генератор частоты – частотный диапазон выбирается подбором резистора Rrt и лежит в диапазоне 50 кГц – 1 МГц;
GND – земля;
COMP – выходной вывод усилителя ошибки – составляет петлю с выводом FB;
FB – вывод для сигнала обратной связи – соединен с инвертирующим входом усилителя ошибки, регулирует порог в 1,205 вольт;
OUT – выходное (снимаемое) напряжение;
SW – коммутационный узел – подключается к выходу силового транзистора;
HG – подключается ко входу силового транзистора;
BOOT – вход для стартерного конденсатора – конденсатор подключается между SW и BOOT выводами, чтобы обеспечить переключение MOSFET транзистора;
VCC – выход смещающего регулятора – Cvcc – керамический разделительный конденсатор номиналом 0,1…10 мкФ.

Основные характеристики LM5088

Более подробно в datasheet на LM5088.

Готовая схема бестрансформаторного преобразователя напряжения на LM5088, рассчитанная на выходное напряжение 5 вольт и ток до 7 ампер:

Схема бестрансформаторного преобразователя напряжения на LM5088

Чтобы рассчитать устройство на другое напряжение и ток, можно воспользоваться либо формулами из datasheet, либо специальным калькулятором.

Частота LM3488 задается в диапазоне от 100 кГц до 1 МГц с помощью одного внешнего резистора. Данный ШИМ – контроллер значительно проще и меньше по габаритам и представляет собой 8-ми контактную микросхему.

Внешний вид ШИМ контроллера LM3488

Назначение выводов аналогичное, что и у ШИМ LM5088. Более подробные технические характеристики LM3488, как базового компонента бестрансформаторного преобразователя напряжения, а также различные диаграммы зависимостей напряжения, тока и частоты можно посмотреть в datasheet.

Также можно в качестве примера привести схемы уже готовых бестрансформаторных преобразователей напряжения на LM3488. Первый с входным напряжением 3…24 В, а выходное 5 вольт – 1 ампер; второй с входным – 3,3 вольта, а выходным – 5 вольт – 2 ампера. Третья схема, мне кажется, более ходовая и обеспечивает на выходе 12 вольт – 1,5 ампера при входном напряжении 4,5…5,5 В.

Схемы бестрансформаторных преобразователей напряжения на LM3488

Схемы бестрансформаторных преобразователей напряжения на LM3488

Схемы бестрансформаторных преобразователей напряжения на LM3488

Вид двухсторонней печатной платы для последней схемы преобразователя напряжения таков:

Вид двухсторонней печатной платы для преобразователя напряжения

Но основная ценность ШИМ – контроллера LM3488 в том, что на его базе можно собрать отличный источник питания (точнее посредник, т.е. бестрансформаторный преобразователь) для усилителей мощности звуковой частоты. Нами были рассчитаны номиналы радиодеталей для схемы бестрансформаторного преобразователя напряжения, который может быть использован для питания популярного УМЗЧ на TDA7294. В качестве источника тока применяется автомобильный аккумулятор на 12 вольт. Все данные ниже на рисунках:

Структурная схема применения бестрансформаторного преобразователя напряжения для питания УМЗЧ

Схема бестрансформаторного преобразователя напряжения для питания УМЗЧ

Номиналы радиодеталей схемы преобразователя

Номиналы радиодеталей схемы преобразователя

Также похожее устройство можно собрать на базе ШИМ LM5022, только без выходного дросселя. В заключение хочется отметить, что на современной элементной базе, в частности на контроллерах типа LM можно конструировать дешевые и простые в повторении бестрансформаторные преобразователи на любое необходимое в повседневной радиолюбительской практике напряжение.

Метки:

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

Преобразователь напряжения 12 - 220
Простейший преобразователь напряжения



Один комментарий уже есть

  • 1
    Николай говорит:

    А можн взять с него 220 в?


  • Оставить комментарий

    Чтобы каждый раз не заполнять поля - зарегистрируйся, а вообще R=82 Ом ;-)

    Теги

    Опубликуйте полезную схему или конструкцию, делитесь опытом. Задайте вопрос радиолюбителям. Узнайте мнение опытных радиотехников. Создать запись.

    Смайлики

    ;-) *OK* :-! :-/ *WRITE* *WALL* *SORRY* :-D *BRAVO* :-P :-[ :-| *DONT_KNOW* :-( *STOP* =-O *TIRED* %) *BYE* :`( *THUMBS_UP* 8-) *JOKINGLY* *YAHOO* *HELP* ]:-> ;D *PRIVET* :-) :-X *YES*