ממיר קוטביות מתח על קבלים מוחלפים. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

ממיר קוטביות מתח על קבלים מוחלפים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מעצב חובב רדיו

המאמר דן באפשרויות המעגל עבור ממיר קוטביות מתח על קבלים ממוגנים באמצעות שני מתגים במקום ארבעה.

ב-Radio פורסם מאמר [1] המתאר בפירוט את עקרונות הפעולה של ממירים אלו, הבנויים על ארבעה מתגים אנלוגיים. האפשרויות ליישום ממירים כאלה בשני מתגים מוצגות להלן.

(לחץ להגדלה)

עקרון הפעולה של הממיר על שני מתגים אלקטרוניים מודגם על ידי התרשים באיור. 1. מתגים S1 ו-S2 נשלטים על ידי שני אותות נגד פאזה. כאשר "המגעים" של מתג S1 סגורים (ו-S2 פתוח), הקבל C1 נטען ממקור הכוח דרך דיודה VD2 כמעט עד לרמת Upit (אנו מזניחים את מפל המתח Upr.d על פני הדיודה הפתוחה VD2).

לאחר מכן, כאשר "המגעים" של מתג S1 נפתחים ו-S2 נסגרים, הקבל C1 מחובר לקבל C2 דרך דיודה VD1. כתוצאה מכך, הוא משוחרר אל הקבל C2. המתח בקבל C2 יגדל ל

ולאחר מספר מיתוגים הוא יגיע לערך הקבוע |-UBblx| ≈ Upit- 2Uppr.d, אם נזניח את ערך ההתנגדות rn של מעגל הפריקה הטורי. לפיכך, מתח המוצא של הזרוע השלילית של הממיר תמיד יהיה פחות מהחיובי.

מעגל מתג מעשי מוצג באיור. 2. הממיר מורכב על שני מתגים אנלוגיים DA1.1, DA1.2. אותות בקרת נגד פאזה מסופקים לכניסות של מתגי DE. כאשר מתג DA1.1 סגור, הקבל C1 נטען דרך דיודה VD1, ולאחר מכן, לאחר פתיחת מתג DA1.1 וסגירת DA1.2, נפרק דרך דיודה VD2 אל הקבל C2 וכו'. מאפיין העומס של הממיר נמוך יותר התנאים כמעט זהים לאלו של אב טיפוס.

יש לציין כי על מנת להבטיח מאפיין עומס קשיח, יש לבחור את הקיבול של הקבלים C1 ו-C2 בצורה מסוימת. העובדה היא שזרוע העומס השלילי מופעלת על ידי זרם הפריקה של הקבל C2. במצב יציב, בשלבים שבהם מתג DA1.2 פתוח ואין זרימת אנרגיה לקבל C2, הירידה במתח -Uout לא תעלה על המשרעת של רכיב מתח החילופין (אדווה ΔU) המותרת לעומס, בדרך כלל לא. יותר מ-1 ... 2% מ-Uout).

לכן, עם מחזור עבודה של אותות בקרה שווה ל-2 ותדר מיתוג f, ערך הקיבול של קבל C2 חייב לעמוד בתנאי

ערך הקיבול של הקבל C1 חייב להיות כזה שבשלב של המצב הסגור של המתג DA1.2, לא רק מספק את זרם העומס הנדרש עם עליה בו זמנית במתח |-Uout| על ידי ΔU שאבדו במהלך השלב הקודם, אבל גם כדי לפצות על הפסדי המתח בצמתים הפתוחים של ה-p-n של דיודות VD1 ו-VD2 וההתנגדות הפעילה rn של מעגל הטעינה הטורי של הקבל C2.

ברור שהקיבול של קבל C1 חייב להיות גדול מהקיבול של קבל C2. מכיוון שהחלק היחסי של ההפסדים בדיודות VD1, VD2 והתנגדות סדרתית rn גדול יותר, ככל שמתח המוצא או האספקה נמוך יותר, אז בפועל רצוי לבחור את הקיבול של הקבל C1 לפחות פי 2 ו- 1,3 מהקיבול של קבל C2 במתח Upit, שווה ל-5 ו-15 V בהתאמה.

דיודות Schottky בהספק נמוך ובמתח נמוך מתאימות ביותר לממיר, במיוחד בערכים נמוכים של Uout. זה נכון גם לסוגים אחרים של ממירים שנדונו להלן.

כמו כן, יש לקחת בחשבון שכאשר מעלה > 5...6 V קיימת סכנה לעומסי זרם דרך המתגים ממש בתחילת תהליך ההתחלה. כדי להפחית עומס יתר, יש לחבר נגד מגביל זרם נוסף R1 בסדרה עם הקבל C1 (מוצג עם קו מקווקו באיור 2). לדוגמה, עם Upit = 15 V, הזרם המותר דרך המתג הוא 20 mA וההתנגדות של המתג הסגור היא 100 אוהם, הערך של הנגד R1 הוא בטווח של 300...400 אוהם. במקרה זה, יש להגדיל את הקיבול של קבל C1 ל-1,5C2.

ניתן לשפר משמעותית את יכולות הזרם של הממיר אם שני טרנזיסטורים משלימים המחוברים לשלב דחיפה משמשים כמתגים S1 ו-S2 (איור 3). כאן הערך של rn קטן מאוד וניתן להזניח את ההפסדים עליו, והזרם המותר של הטרנזיסטורים גדול בהרבה מזה של מתגים אנלוגיים.

הטרנזיסטורים של ממיר זה נשלטים על ידי אות משותף אחד באנטי-פאזה. אם המחולל של אות זה מורכב על גבי מיקרו-מעגלים TTL או CMOS, לא ניתן להשתמש במלואו ביכולות הזרם של הטרנזיסטור VT1 בשל העובדה כי זרם המוצא המותר ברמה גבוהה של מעגלים מיקרו אלה (יוצא), ככלל, נמוך משמעותית מאשר הזרם הנמוך (נכנס).

עם זאת, ניתן לבטל חיסרון כזה בקלות על ידי שימוש בשני הטרנזיסטורים של מבנה pn-p, והזנת מעגל הבסיס שלהם בשני רצפי פולסי בקרה המוזזים בפאזה ב-180 מעלות. במקרה זה, יידרשו שני נגדים בסיסיים להגבלת זרם של אותה התנגדות.

הערך של נגדים אלה נקבע תוך התחשבות במתח Upit, זרם האספן המרבי המותר (Ikmax) ומקדם ההעברה הסטטי של זרם הבסיס h21e- יתר על כן, עבור המעגל באיור. 3, יש צורך לקחת בחשבון בנוסף את הערך של הזרם הזורם המותר של מחולל אותות הבקרה. ערך שנבחר נכון של נגדי בסיס מבטל את האפשרות של עומס יתר זרם של טרנזיסטורים (במיוחד במהלך האתחול), כמו גם את מחולל אותות הבקרה (בכל המצבים).

זהו היתרון של ממירים מבוססי טרנזיסטור בהשוואה לאלה המורכבים על מתגים אנלוגיים (ראה איור 2), כאשר הגנה מפני זרם יתר מושגת על ידי הרעה במאפייני העומס על ידי הכנסת נגד מגביל זרם R1.

כעת, כאשר הזרם דרך שני הטרנזיסטורים pnp מוגבל, בעת קביעת זרם העומס המרבי המותר lH max, ניתן לפעול עם הזרם המרבי דרך הטרנזיסטורים המצוינים:

בנוסף, בשל יכולתם של טרנזיסטורי מיתוג לפעול במצב רוויה, ניתן להזניח את הפסדי מעגל הפריקה ולבטא את מתח המוצא ביחס מדויק יותר: |-Uout| =Upit - 2Upr.d.

ניתן להגדיל משמעותית את יכולות הזרם של ממיר המבוסס על טרנזיסטורים משלימים (איור 3) אם הטיימר האנלוגי KR1006VI1 משמש כמחולל פולסי בקרה לפי אחד המעגלים ב- [2]. אתה יכול גם להגביר את אות הבקרה הנוכחי עם עוקב פולט על טרנזיסטור n-p-n. אז מאפיין העומס של ממיר זה יהיה זהה לזה המורכב עם טרנזיסטורי pnp.

המעניינת ביותר לדעתי היא אפשרות בניית ממיר בטיימר KR1006VI1 (איור 4) שמבצע את הפונקציות של שני המתגים הטיימר מחובר לפי מעגל ההדק של שמיט [2]. אחת מיציאות הטיימר - פין 3 - מאפשרת זרימה ויציאה של זרם עד 100 mA (לפולס - 200 mA). כדי לשלוט בטיימר, נדרשת רכבת אחת של פולסים בהספק נמוך, המופעלת על כניסות R ו-S המשולבות; אין צורך בנגד מגביל זרם.

(לחץ להגדלה)

על ידי הכנסת הקוטביות של שתי דיודות לממיר, ניתן לבנות ממיר פשוט עוד יותר - עם טרנזיסטור אחד בלבד (איור 5). אב הטיפוס כאן הוא הצומת לפי התרשים באיור. 1, כאשר מתג S1 מוחלף בנגד R1, ו-S2 בטרנזיסטור VT1.

כאשר הטרנזיסטור סגור, הקבל C1 נטען דרך הנגד R1 והדיודה VD1, וברגע שהטרנזיסטור נפתח, קבל זה נפרק דרך דיודה VD2 לקבל C2.

בשל פשטותו, גם היכולות הנוכחיות שלו צנועות מאוד בשל יעילות נמוכה. כאשר טרנזיסטור VT1 פתוח, יחד עם זרם הפריקה של הקבל C1, זורם גם זרם חסר תועלת ממקור הכוח, השווה ל-Upit/R1 וגדול משמעותית מזרם העומס. עם זאת, אם היעילות אינה גורם קריטי, ניתן להשתמש בממיר זה בספקי כוח נמוכים עם זרמי יציאה של עד מספר מיליאמפר.

כמה מילים על תדר ההפעלה האופטימלי של ממירי הקוטביות נחשב. מהנוסחה לעיל עבור קיבול C2 נובע שתדר גבוה יותר מתאים לקיבול קטן יותר הנדרש כדי לספק את זרם המוצא הנדרש. התדר המגביל כאן נקבע במידה רבה על ידי מאפייני התדר של האלמנטים, בעיקר קבלים ומתגים.

אופטימלי עבור מכשירים לפי התרשים באיור. 3 ו-4, שבהם, בהתבסס על האפשרות לקבל ערכי זרם עומס גדולים יחסית, ניתן להשתמש בקבלי תחמוצת, יש לשקול את התדר בטווח של 10...20 קילו-הרץ. ובממירים פחות חזקים עם מתג על מתגים אנלוגיים, ניתן להגדיל את התדר לכמעט 100 קילו-הרץ באמצעות קבלים מיניאטוריים בתדר גבוה.

הגבול העליון של התדר של ממירים עם מתג על שני טרנזיסטורים מוגבל גם על ידי העובדה שבגלל ההבדל בזמני ההדלקה והכיבוי שלהם, מופיע בהכרח זרם דרך, שההפסדים הדינמיים מהם גדלים בחדות עם הגדלת התדר . לכן, הפחתת הקיבול של הקבלים C1 ו-C2 בתדירות הולכת וגוברת ומעבר לקבלים שאינם תחמוצתיים לא תמיד משפיעים לטובה.

עם זאת, המכשול העיקרי להגדלת יכולות הזרם לערך הזרם המדורג של המתגים המופעלים הוא, כמובן, ההתנגדות הסדרתית rn של מעגלי הטעינה והפריקה. אני מאמין שבגלל זה יש ירידה חדה במתח המוצא של ממירים במתגים אנלוגיים (במיוחד עם ארבעה מתגים, כמו ב-[1]) בערכי זרם נמוכים משמעותית ממה שהמתגים עצמם מאפשרים.

בהקשר זה, הממירים בתרשים באיור. 3 ו-4 משווים לטובה עם התנגדות נמוכה פי עשרה כמעט rn.

לסיכום, נציין כי במקרים בהם מחזור העבודה Q של פולסי הבקרה הוא יותר משני, יש להגדיל את הערך המחושב של הקיבול של הקבלים C1 ו-C2 בגורם של 0,5Q.

ספרות

Nechaev I. ממיר קוטביות מתח על קבלים מוחלפים. - רדיו, 2001, מס' 1, עמ'. 54.
Gutnikov V. אלקטרוניקה משולבת בטכנולוגיית מדידה. - L.: Energoizdat, 1988.

מחבר: E. Muradkhhanyan, ירוואן, ארמניה

ראה מאמרים אחרים סעיף מעצב חובב רדיו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

חתולים מבינים את בעליהם 19.04.2023

בעלי חיות מחמד רבים מאמינים שחיות המחמד שלהם מבינות כל מה שאומרים להם. ומדענים מאוניברסיטת סופיה בטוקיו מצאו ראיות לכך שחתולים באמת יכולים להבין את השפה האנושית.

החוקרים חקרו את התנהגותם של 78 חתולים ומצאו שחתולים יכולים להבדיל את הכינוי שלהם ממילים אחרות, גם אם הוא מבוטא במבטא. הם מסוגלים להתאים מילים לאובייקטים בודדים, מה שמעיד על הבנה גבוהה של השפה.

עם זאת, מדענים מציינים גם כי מיומנויות אלו תלויות במאפיינים האישיים של כל אישיות חתולית וברמת האינטליגנציה שלה. גם בקרב חתולים יכולה להיות מחלוקת לגבי היכולת להבין את השפה האנושית.

חתולי בית גם טובים מאוד בקריאת מצב הרוח של בעליהם ומתנהגים בהתאם. הם עלולים להיות זהירים בתקשורת או לנסות להתנשא. אולי נראה שהחתול מבין היטב את מה שנאמר לו.

בנוסף, גם חתולים מבינים שילדים צעירים לא תמיד מבינים את ההשלכות של מעשיהם. לכן, הם עלולים להימנע ממגע עם ילדים כי הם חוששים שהם עלולים לפגוע בהם.

חתולים גם מודעים היטב לאיסורים שקבע בעליהם. הם יכולים לקיים איסורים אלו, אך רק בנוכחות הבעלים. אבל, כמו חיות אחרות, אין להם מושג של טוב ורע. לכן יקיימו את האיסורים רק בנוכחות הבעלים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ התחממות כדור הארץ משפיעה על גודל הציפורים

▪ מהירות העברת הנתונים SSD הוכפלה

▪ האוקיינוסים בעולם קבעו שיא טמפרטורה חדש

▪ תג RFID 4x4 מ"מ עם אנטנה מובנית

▪ מצלמת DVR HD 450 Parkcity עם שתי מצלמות Full HD

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע האתר מנועים חשמליים. בחירת מאמרים

▪ מאמר גבינה חינם. ביטוי עממי

▪ כתבה באיזו מדינה ילדים מגיעים לבית הספר על ידי חציית הנהר על כבלי פלדה? תשובה מפורטת

▪ מאמר ולומוביל תלת גלגלי. הובלה אישית

▪ מאמר קיפוד קל. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ כתבה קווי חשמל עיליים עם מתח מעל 1 קילו וולט. חצייה, התקרבות או מקבילה בעקבות VL עם קווי טרוליבוס וחשמלית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר