Расчет параметров схемы

Обозначения:

– 1В напряжение насыщения выходного переключателя

0.5В прямое падение напряжения выходного выпрямителя

Выбираем следующие характеристики источника питания:

входное напряжение

выходное напряжение

200мА выходной ток

33кГц минимальная частота переключения выхода

напряжение пульсации

R₁, R₂ – делитель напряжения

Формулы, использованные для расчета параметров компонентов, взяты из datasheet микросхемы MC34063A.

Рис.5Схема понижающего преобра- Рис.5* Схема инвертирующего преобра-

зователя на микросхеме MC34063A зователя на микросхеме MC34063A

Понижающий преобразователь.

1. Рассчитаем отношение времени:

2. Рассчитаем период времени ключевого элемента:

3. Промежуток времени, когда ключевой элемент находиться в закрытом состоянии:

4. Промежуток времени, когда ключевой элемент находиться в открытом состоянии:

5. Емкость частотнозадающего конденсатора преобразователя:

=560пФ

6. Пиковый ток через индуктивность:

=400мА

7. Резистр, отключающий микросхему при превышении тока:

8. Минимальная индуктивность катушки:

9. Емкость конденсатора фильтра:

10) Делитель напряжения:

Инвертирующий преобразователь.

1. Рассчитаем отношение времени:

2. Рассчитаем период времени ключевого элемента:

3. Промежуток времени, когда ключевой элемент находиться в закрытом состоянии:

4. Промежуток времени, когда ключевой элемент находиться в открытом состоянии:

5. Емкость частотнозадающего конденсатора преобразователя:

=680пФ

6. Пиковый ток через индуктивность:

*(1.375 + 1)=950мА

7. Резистр, отключающий микросхему при превышении тока:

8. Минимальная индуктивность катушки:

9. Емкость конденсатора фильтра:

10) Делитель напряжения:

Сборка схемы на платформе ni elvis

Понижающий импульсный преобразователь (с 12В до 5В)

Рис.6 схема понижающего преобразователя напряжения

Рис.7 значение выходного напряжения в схеме понижающего преобразователя

Рис.8 Напряжение пульсации на осциллограмме (помехи)

Инверторный импульсный преобразователь (5В в -5В)

Рис.9 схема инверторного преобразователя напряжения

Рис. 10 значение выходного напряжения в схеме инверторного преобразователя

Рис. 11 Напряжение пульсации на осциллограмме (помехи)

схема с переключаемыми конденсаторами

Схемы с накачкой заряда (англ. charge pump, зарядовый насос) относятся к одному из видов преобразователей постоянного напряжения в постоянное (DC/DC). Этот вид преобразователей использует конденсаторы в качестве накопителей заряда, который переносится от одного конденсатора к другому с помощью системы переключателей. Название «зарядовый насос» обычно означает маломощный повышающий преобразователь, в котором конденсаторы подключены к источнику тактовых импульсов, а роль переключателей выполняют диоды. Два логических состояния тактового импульса («0» или «1») задают две фазы переключения (топологии) схемы с накачкой заряда. В случае если зарядовый насос понижает напряжение и имеется какой-либо механизм его плавной регулировки используется название преобразователь на переключаемых конденсаторах (ППК). Выходное напряжение ППК на холостом ходу в установившемся режиме можно найти решив систему линейных уравнений. При условии, что весь полученный заряд передается на выход, коэффициент полезного действия ППК равен отношению выходного напряжения к напряжению холостого хода.

Рис. 12 Схема инвертора на переключаемых конденсаторах

У данной схемы есть минусы:

- появляются шумы за счет переключения ключей

- ограничение по току

В нашей работе использовалась микросхема ICL7660, которая выглядит следующим образом:

Рис. 13 Микросхема ICL7660, вид сверху

Рис. 14 Схема инвертора на переключаемых конденсаторах

Рис. 15 Вид схемы инвертора на лабораторном стенде

Были сняты осциллограммы на различных нагрузках (масштаб 2V):

Рис.16 Выходной сигнал, Рис.17 Выходной сигнал,

нагрузка 500 Ом нагрузка 1 кОм

Рис.18 Выходной сигнал, Рис.19 Выходной сигнал,

нагрузка 2 кОм нагрузка 3 кОм

Рис.20 Выходной сигнал, Рис.21 Выходной сигнал,

нагрузка 4 кОм нагрузка 5 кОм

Рис. 22 Схема удвоителя на переключаемых конденсаторах

Были использованы диоды Шоттки и конденсаторы С₁=С₂=10 мкФ

Рис. 23 Вид схемы удвоителя на лабораторном стенде

Также были сняты осциллограммы выходного сигнала в зависимости от подключенной нагрузки (масштаб 5 V):

Рис.24 Выходной сигнал, Рис.25 Выходной сигнал,

нагрузка 1 кОм нагрузка 2 кОм

Рис.26 Выходной сигнал, Рис.27 Выходной сигнал,

нагрузка 4 кОм нагрузка 6 кОм

Рис.28 Выходной сигнал, Рис.29 Выходной сигнал,

нагрузка 3 кОм нагрузка 4 кОм