Микросхема mc33063

Повышающий импульсный преобразователь

Рис.7 Схема повышающего преоб. (5В – 15В) на стенде

Рис.8 Выходное напряжение

Понижающий импульсный преобразователь

Рис.9 Схема понижающего преоб. (15В – 5В) на макете Рис.10 Выходное напряжение

Инвенторный импульсный преобразователь

Рис.11 Схема инвентора MC на макете

Рис.12 Выходное напряжение на ЭВ

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. 13 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. 14 Микросхема ICL7660, вид сверху

Рис. 15 Схема инвертора на переключаемых конденсаторах

Рис. 16 Схема удвоителя на переключаемых конденсаторах

Микросхема icl7660

Удвоитель

Рис.17 Выходное напряжение Рис.18 Схема удвоителя напряжения на стенде (5В – 10В)

Инвентор ICL7660

Рис.19 Схема инвентора на стенде

Рис.20 Выходное напряжение

Линейный стабилизатор напряжения

Линейный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. При большом отношении величин входного/выходного напряжений линейный стабилизатор имеет низкий КПД, так как большая часть мощности Pрасс = (Uin — Uout) * It рассеивается в виде тепла на регулирующем элементе. Поэтому регулирующий элемент должен иметь возможность рассеивать достаточную мощность, то есть должен быть установлен на радиатор нужной площади.

Преимущество линейного стабилизатора — простота, отсутствие помех и небольшое количество используемых деталей. Недостатки – малый КПД, сильный нагрев.

Рис. 21 Схема линейного стабилизатора напряжения

Часть выходного напряжения U_out, снимаемая с резистора R1, сравнивается с опорным напряжением. Разность напряжений усиливается операционным усилителем U1 и подаётся на базу регулирующего транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя.

В данном стабилизаторе операционный усилитель фактически включён по схеме неинвертирующего усилителя (с эмиттерным повторителем, для увеличения выходного тока). Соотношение резисторов в цепи обратной связи задают его коэффициент усиления, который определяет, во сколько раз выходное напряжение будет выше входного (то есть опорного, поданного на неинвертирующий вход ОУ). Поскольку коэффициент усиления неинвертирующего усилителя всегда больше единицы, величина опорного напряжения должна быть выбрана меньше, чем U_out.

Сборку линейного преобразователя из 15 В в 5 В произведем с помощью микросхемы LM317

Рис. 22 Вид сверху на микросхему Рис. 23 Схема линейного стабилизатора

Рассчитаем номинальные значения сопротивлений резисторов. Из datasheet возьмем формулу для выходного напряжения:

V_OUT = 5 В – требуемое выходное напряжение

Тогда получаем R₁=2 кОм , R₂=1 кОм, R_н=560 кОм.

С₁=10 мкФ