Регульований злодій Джоула: чому він працює?


15

Будь ласка, поясніть мені, чому ця схема може дати мені регульований 5В? Я розумію частину злодія Джоуля, але чому частина регулятора працює?

схематичний

імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab

Тим більше, чому діод Зенера D2 має вирішальне значення для запобігання смаження 1117 та MCU, і чому кришка C1 не повинна заряджатися повністю?

- EDIT -

Оскільки ви, хлопці, пропонуєте дизайн замкнутого циклу, чи виглядає це краще? (Нагадаємо, що MCU не надто добре сприйме імпульсну шину силового напрямника, тому я просто утримую LDO там з якомога меншим запасом для досягнення належного регулювання.)

схематичний

моделювати цю схему

Наведене вище схематичне модифіковане, щоб включати запропонований резистор Олін.

- EDIT 2 -

Чи буде це працювати з меншими втратами?

схематичний

моделювати цю схему

Налаштуйте R2 у цій схемі, щоб JFET відключився, коли напруга на С1 перевищить 6 В (достатньо пробілу для 1117 тут.)


Для подальшого вдосконалення вашого запитання з усіма відгуками ви вже заслуговуєте +1
jippie

Відповіді:


10

Це досить хитра схема. Зверніть увагу, що перетворювач посилення працює повністю відкритим циклом. Немає зворотного зв'язку, який відключає його, коли його вихід стає достатньо високим. Ви не показуєте, які напруги стабілітрона та лінійного регулятора, але, швидше за все, ценер є лише для того, щоб переконатися, що вхід не перевищує те, що може спрацювати кришка та лінійний регулятор. Потім лінійний регулятор виробляє приємну і стійку вихідну напругу.

Причина, по якій я кажу, що це хитра схема, тому що вона досить марнотратна. Зазвичай це погано, коли працює від акумулятора. Замість того, щоб додавати зворотний зв'язок до перемикача прискорення, додаткова потужність просто витрачається в стабілітра і лінійний регулятор. Увімкнути лише один ще один транзистор, коли регулятор має трохи більше напруги, ніж це дійсно потрібно. Цей транзистор вбивав би коливання Q1, тим самим вимикаючи прискорювальний перетворювач, поки напруга знову не впаде. Це, по суті, додає певного регулювання до виходу комутатора.

Додано:

З коментарів я бачу, що є інтерес обговорювати, як регулювати комутатор, щоб він не працював з відкритим циклом.

Як ми згадуємо Рассел і я, в цьому випадку транзистор NPN, який тягне основу Q1 низьким, є одним із засобів вбити коливання. Тепер проблема стає включенням цього транзистора, коли вихід комутатора стає досить високим. У контексті цієї схеми, як уже згадував Рассел, найпростіший спосіб полягає в тому, щоб дно стабілітра перейшло в основу цього другого транзистора, що вбиває коливання. Я також поставив би резистор з цієї бази на землю, щоб переконатися, що цей транзистор не вмикається тільки через витік. Коли вихід комутатора стає досить високим, ценер проводить, що вмикає новий транзистор, який вбиває коливання, щоб комутатор перестав робити високу напругу, поки ця напруга знову не знизиться.

Зовсім інший спосіб отримати сигнал "напруга достатньо високий" - це те, на що в коментарі Расселл натякав. Це ставить транзистор PNP навколо регулятора таким чином, що він вмикається, коли на вході регулятора є падіння BE транзистора над виходом регулятора. Цей транзистор, що визначає поріг, потім буде використовуватися для включення коливального транзистора. Детальніше про цей метод визначення порогових показників як зворотного зв’язку до комутатора я переходжу за посиланням /electronics//a/149990/4512 .

Додано 2:

Я бачу, ви зараз додали оновлену схему. Так, саме про це ми говоримо з Расселом.

Я хотів би зробити невелике уточнення, додавши резистор від основи Q2 до землі. Це гарантує деякий мінімальний струм через D2 до вимикання комутатора. Якщо цього не зробити, напруга в D2 може бути значно меншим за його рейтинг. Подивіться на таблицю даних для D2. Це напруга буде гарантоване лише вище деякого мінімального струму. Не знаючи нічого про цю ценеру, я б націлився на близько 500 мкА. Визначте, що базова напруга Q2 складе 600 мВ, щоб зробити резистор 1,2 кОм.


1
Тільки з цікавості, куди б розмістити цей транзистор?
Ігнасіо Васкес-Абрамс

наприклад, покладіть NPN з базою "під" D2, щоб при проведенні D2 транзистор включався. Випромінювач до землі та колектор до бази Q1. Коли Vout становить близько 6В, базовий привід перетворювача буде відключений.
Рассел Макмахон

@Ignac: Існують різні способи роботи. Моя перша реакція на коліна - помістити CE між BE середнього рівня Q1. Коли цей другий транзистор вмикається, Q1 відключається, що вбиває коливання і, отже, перестане робити високу напругу. Це все-таки витратить деяку потужність через R1, і вам доведеться переконатися, що коливання запускаються знову, коли цей транзистор зворотного зв'язку відключається. Є й інші способи, наприклад використання FET замість цього, щоб відкрити з'єднання з акумулятором.
Олін Латроп

"Приємною" альтернативою є розміщення транзистора через U1 вхід-вихід, щоб, коли регулятор отримує близько 0,6 В, проміжок транзистора включається. це може бути NPN з випромінювачем у Vout і базою у Vin (через резистор або PNP навпаки. Потім ви використовуєте його, щоб впливати на осцилятор якимось чином. Я це робив давно і перемістив співвідношення знака-простору осцилятора і отримав дуже плавне лінійне управління дією регулятора. Олін давно також зазначив, що зробив подібне - ми обоє приїхали на iea незалежно. Мій оспілятор був тригерним інвертором 74C14 Шмітта - дозволяючи низьку вартість та ефективний SMPS
Рассел Макмахон

- Ransistor через U1 може поставити> 0,6 В зал, якщо потрібно.
Рассел Макмахон

7

Чи можете ви розмістити посилання на те, звідки ви отримали претензії. Коментар щодо C1 не має повного сенсу.

Схеми JT (злодій Джоуля), як правило, погано розроблені або насправді не розроблені, або свідчать про те, що люди, які їх виробляли, не мали хорошого розуміння того, що вони роблять. Ця схема є в тому класі.

LD1117 має максимальну вхідну напругу 15В. Вище за це вб'є його.
Інформаційний лист LM1117 Ценеровий діод призначений для захисту регулятора, А ось його напруга нижче, ніж має бути.

1N4734A - це 5,6 В 1 ватт. Напруга стабілітра занадто низька, щоб регулятор LM1117 мав достатній простір при повному струмі. Цілком ймовірно, що "злодій Джоуля" не зробить достатньої потужності, щоб LM1117 досяг повного номінального вихідного струму.

JT працює "openloop". Якщо він складає більше 1 Вт, він спробує знищити стабілітрони, а потім регулятор, а потім mcu. Без стабілітра, тому що JT є зворотним перетворювачем, вихідна напруга буде дорівнює, поки не розсіюється наявна енергія. Якщо навантаження не приймає наявну енергію, то напруга продовжує зростати, поки LM1117 не почне ненавмисно приймати енергію (тобто перевищено Vin_max).

Сенс питання C1 неясний. С1 може бути повністю зарядженим без шкоди, якщо напруга не перевищує номінального значення інших підключених компонентів.

В цілому це не гарний контур. Наявні значно кращі схеми, які не залежать від розсіювання грубої сили вихідного перетворювача. Крім того, ця схема не є особливо "визначуваною" - важко сказати, якою буде продуктивність перетворювача, рівний потужність або ефективність wrt (але, ймовірно, обидва).


2
Можливо, мені потрібен більш високий рейтинг Zener для захисту входів. Однак чи можете ви сказати мені, як керувати цим замкнутим циклом (я можу використовувати MCU, щоб це пам’ятати, якщо схема може завантажувати себе, тобто запускати відкритий цикл, а коли MCU завантажується, він стає закритим циклом)
Maxthon Chan

1
Крім того, я б утримував LDO там, як мінімум, деяке місцеве регулювання, оскільки MCU не надто добре сприймає імпульсну рейку.
Макшон Чан
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.