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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de alimentación del portátil del automóvil en el temporizador KR1006VI1. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Dispositivos electrónicos Para alimentar una computadora portátil, se requiere un voltaje de aproximadamente 19 V. Para obtenerlo de la red a bordo del vehículo, se requiere un convertidor de voltaje de refuerzo. Un ejemplo del diseño de un dispositivo de este tipo en un chip KR1156EU5 y el procedimiento para su cálculo se describen en el artículo de S. Muralev "Convertidor de voltaje para alimentar una computadora portátil con una batería de automóvil" ("Radio", 2008, No. 12 , págs. 29-31). El dispositivo propuesto se basa en el chip temporizador KR1006VI1. Se diferencia del prototipo en un rango de voltaje de entrada más amplio y un valor alto de la corriente de salida máxima. Principales características técnicas
El esquema del dispositivo se muestra en la fig. 1. En el chip DA1, se ensambla un generador de pulsos rectangulares, cuya duración depende del voltaje de control en el pin 5. La duración de la pausa entre pulsos es constante. Los valores nominales de los elementos de temporización R1, R2, C1 se eligen de modo que la pausa entre pulsos dure alrededor de 9,1 μs, y la duración del pulso varíe aproximadamente de 2,8 a 9 μs con una disminución en el voltaje de entrada de 15 a 10 V. En este caso, el voltaje en el pin 5 del microcircuito varía en el rango de 4,1 ... 6 V. Este intervalo está determinado por la resistencia de la resistencia R1. Los pulsos generados en la salida del microcircuito (pin 3) controlan un potente transistor de efecto de campo clave VT1. Cuando el transistor VT1 está abierto, una corriente creciente fluye a través del inductor, como resultado de lo cual acumula la energía del campo magnético. Cuando el transistor VT1 está cerrado, la corriente del inductor fluye a través del diodo VD1 y carga el capacitor de almacenamiento C4. Entonces, la energía acumulada en el inductor se transfiere al condensador C4, en el que se forma el voltaje de salida. El condensador C2 suprime el ruido de impulso de baja frecuencia en el circuito de alimentación de entrada, el condensador C3 - alta frecuencia. Estos condensadores evitan que el ruido impulsivo generado por el convertidor penetre en la red de a bordo del vehículo. El condensador C5 suprime los picos de tensión de salida generados por la inductancia en serie interna del condensador C4. El circuito de retroalimentación estabilizadora se realiza en un transistor VT2 y un diodo zener VD2. La diferencia entre el voltaje de salida del convertidor y el voltaje de estabilización del diodo Zener VD2 se compara con el voltaje de apertura de la unión del emisor del transistor VT2. La señal de error es amplificada por el transistor VT2 y determina el voltaje de control en su colector conectado al pin 5 del chip DA1 El condensador C6 reduce el efecto de la ondulación del voltaje de salida en el voltaje de control. La resistencia R4 limita la corriente base del transistor VT2 a un nivel seguro. La resistencia R5 establece la corriente a través del diodo zener VD2 en aproximadamente 2 mA. Con un aumento en el voltaje de salida por encima del valor nominal, la corriente base del transistor VT2 también aumenta, el voltaje en el pin 5 del chip DA1 disminuye. Como resultado, aumenta el ciclo de trabajo de los pulsos, lo que conduce a una disminución en el voltaje de salida del convertidor. Por lo tanto, cuando el voltaje de salida cae por debajo del valor nominal, la corriente de base del transistor VT2 también disminuye y aumenta el voltaje en el pin 5 del chip DA1. Como resultado, el ciclo de trabajo de los pulsos disminuye, lo que conduce a un aumento en el voltaje de salida El pin 5 del microcircuito está conectado al pin 4, a través del cual se puede apagar el generador Tal necesidad ocurre cuando el convertidor está funcionando con una corriente de carga baja o en modo inactivo. En este caso, debido a la presencia de ondas de corriente a través del inductor durante el tiempo que el transistor VT1 está abierto, el inductor logra almacenar más energía de la que necesita la carga, lo que provoca un aumento en el voltaje de salida. La retroalimentación busca compensar el aumento de voltaje aumentando el ciclo de trabajo de los pulsos al reducir el voltaje de control en el pin 5 a alrededor de 0,7 V. Sin embargo, esto no es suficiente ya que la duración mínima del pulso es limitada y si el pin 4 no lo fuera. conectado al pin 5, entonces habría un aumento en el voltaje de salida, no compensado por el circuito de retroalimentación. El microcircuito procesa una disminución en el voltaje en el pin 4 a aproximadamente 0,7 V como una señal de reinicio, suspendiendo la operación del generador. Por lo tanto, conectar el pin 4 al pin 5 asegura un funcionamiento estable del circuito de retroalimentación incluso en reposo.
La apariencia de la placa ensamblada del dispositivo se muestra en la fig. 2. El transistor VT1 y el diodo VD1 se instalan en disipadores de calor con un área de 50 cm2. El transistor KP727B (VT1) se puede reemplazar con KP723A-KP723V, KP746A-KP746V, KP812 con cualquier índice de letras, así como en IRFZ34N, BUZ11 u otros dispositivos similares diseñados para corriente continua de al menos 15 A con la resistencia de canal abierto más baja posible. El transistor KT201GM (VT2) se puede reemplazar con KT306G, KT312V, KT342A, KT342GM, KT358V, KT375B, KT3102A, KT315B KT315G, KT315E, KT315Zh KT340A, KT340B, KT503B, KT503G, BC547A u otros transistores npn con una relación de transferencia de corriente base de al menos menos 100 a corriente de colector 1 mA. El diodo Schottky KD272A se puede reemplazar por 2D2998B 2D2998V KD2998V- KD2998D, MBR1635, MBR1645 y cualquiera de las series 2D252, KD272, KD273, 2D2992-2D2997, 2D2999, así como otros diodos Schottky clasificados para una corriente directa de al menos 15 A y un voltaje inverso de al menos 25 V. El diodo zener 2S218Zh (VD2) se puede reemplazar con KS218Zh, KS518A, KS508G, KS509B, 1 N4746 u otros con un voltaje de estabilización de 18 V. Para ajustar el voltaje de salida, puede ser necesario seleccionar un diodo zener. El chip temporizador KR1006VI1 (DA1) se puede reemplazar por KR1441VI1, KR1087VI2 NE555N El inductor L1 está enrollado con cable PEV-2 con un diámetro de 1,25 mm en dos núcleos magnéticos anulares KP27x15x6 hechos de permalloy MP 140 plegados juntos Varios cables más delgados conectados en un paquete con un área de sección transversal común de aproximadamente 1 mm2. El devanado contiene 16 vueltas. También puede usar el circuito magnético de anillo amarillo-blanco Epcos T106-26 de un estrangulador de múltiples devanados en la fuente de alimentación de la computadora. En este caso, se deja el devanado en el estrangulador (24 vueltas de cable de 1 mm de diámetro), el se eliminan los devanados restantes. Cuando se enrolla automáticamente, se realiza en una capa completa de cable PEV-2 con un diámetro de 1 ... 1,25 mm. Otros choques con una inductancia de al menos 18 μH, diseñados para tres veces la corriente de carga máxima, servirán. La inductancia del inductor no debe ser demasiado alta: si aumenta por encima de 100 μH, el estabilizador puede perder estabilidad. Los condensadores de óxido C2 y C4 deben estar diseñados para una corriente de ondulación admisible de al menos 3 A y tener la resistencia en serie equivalente (ESR) más baja posible, es decir, pertenecer a la categoría "Low ESR". Esto reduce la ondulación del voltaje de salida y mejora la confiabilidad del dispositivo. Por ejemplo, son adecuados los condensadores Jamicon de la serie WL. Si es necesario, cada capacitor C2 o C4 puede ser reemplazado por varios capacitores idénticos conectados en paralelo. En este caso, podemos suponer tentativamente que la corriente de ondulación permisible crece en proporción al número de condensadores conectados El condensador C3 está instalado muy cerca del microcircuito DA1. Los condensadores C3 y C5 deben ser de cerámica. Las conexiones de entrada a la red de a bordo y la salida a la computadora portátil se realizan de la misma manera que en el prototipo. Cables de conexión: flexibles, de cobre, trenzados con aislamiento de PVC con una sección transversal de al menos 2,5 mm2. Para conectarse a la red de a bordo del automóvil, se utiliza un enchufe de encendedor con un fusible interno FU1. Debe tenerse en cuenta que la corriente de entrada del dispositivo puede alcanzar los 10 A. No debe fluir a través del resorte dentro del cigarrillo. enchufe del encendedor. Para hacer esto, el resorte se duplica con un cable con una sección transversal de al menos 1 mm2. La conexión del convertidor con una computadora portátil se realiza mediante un enchufe apropiado. Por ejemplo, los portátiles Acer suelen utilizar un enchufe cilíndrico con unas dimensiones de 5,5x1,7x10,7 mm (diámetro exterior, interior y largo); para portátiles Asus - 5,5x2,5x10,7 mm. El contacto central del enchufe está conectado a la salida de +19 V. Autor: K. Gavrilov
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