Заголовок сообщения: преобразователь-стабилизатор. Требуется совет.
Добавлено: Пн май 14, 2007 18:53:42
Родился
Зарегистрирован: Пн май 14, 2007 18:43:34 Сообщений: 4 Откуда: москва
Рейтинг сообщения:0
Уважаемые господа электронщики!
Подскажите, в самом общем виде, как сделать стабилизатор постоянного тока, который на нагрузке от 3kOm до 5кОм (точное сопротивление заранее неизвестно) выдавал бы ток в пределах 5-9mA?
Желаемая величина тока (пять значений 5,6,7,8 или 9mA) задается кнопкой. Питание - батарейка 9V.
На первый прикид вырисовываются следующие блоки:
- повышающий преобразователь DC-DC, при 5кОм * 9мА = 45V, т.е. на максимальном режиме придется очень неслабо поднять напряжение на нагрузке, батарейных 9V явно не хватит;
- некий блок измерения величины протекающего тока;
- некий управляющий блок, подстраивающий напряжение преобразователя для установки заданного тока.
Дело осложняется тем, что микросхемы преобразователей, к примеру analog devices, рассчитаны на более высокие токи (от 100мА) и в диапазоне 0-10мА имеют низкое КПД.
Требуется ли в качестве управляющей логики применение микроконтроллера? Что выбрать - PLD, FPGA?
Как измерить протекающий ток и "сообщить" об этом микроконтроллеру?
Как микроконтроллер будет управлять преобразователем?
А может такая схема делается вообще без единой микросхемы с помощью дросселя, десятка транзисторов, конденсаторов и резисторов?
Карма: 6
Рейтинг сообщений: 32
Зарегистрирован: Чт сен 14, 2006 11:42:09 Сообщений: 3792 Откуда: Обитаю на чердаке
Рейтинг сообщения:0
А зачем МК? Схема чистой воды аналоговая, подход правильный: для нагрузки в 5 кОм и тока 9 мА потребуется именно такое напряжения. Далее: DC/DC преобразователи работают обычно в диапазоне напряжений 2-3 кратном, реже 4-х кратном. Если задаться напряжением питания 9 В, то нам потребуется 5-кратное увеличение напряжения. Соответственно при токе в 9 мА через нагрузку, от источника питания мы будем потреблять никак не меньше 45 мА. Для "Кроны" такой ток великоват, она в основном рассчитана на токи в 20-30 мА (ещё надо помнить о её ёмкости: 250/620 мА•ч для обычных/алкалиновых).
Начальные условия в общем понятны, теперь надо думать
Одно из самых простых решений: диодно-конденсаторный умножитель напряжения, для которого из напряжения питания формируется напряжение с формой меандра посредством задающего генератора (например, таймера 555/7555 (КР1006ВИ1/КР1441ВИ1) и транзисторных ключей (2 комплементарных транзистора). Далее следует схема выпрямителя с умножением напряжения, которую мы венчаем стабилизатором тока. Самый простой стабилизатор тока можно выполнить на той же микросхеме стабилизатора напряжения LM317/LM337 (конкретный тип надо будет уточнить, исходя из условий задачи).
Зарегистрирован: Пн май 14, 2007 18:43:34 Сообщений: 4 Откуда: москва
Рейтинг сообщения:0
Значения задаваемого тока дискретные, (5,6,7,8 или 9мА),
определяются нажатием кнопок "плюс" или "минус",
поэтому я подумал, что без "цифровой" части не обойтись.
Я немного неправильно указал разброс сопротивления нагрузки - оно чуть шире, от 1кОм до 5 кОм, соответственно в некоторых режимах потребуется понижающее преобразование.
С учетом ограничения отдачи тока батарейкой, КПД преобразователя и общее знергопотребление схемы становятся главной проблемой.
Интересно, существуют ли более дорогостоящие\сложные вырианты решения такого девайса?
Карма: 6
Рейтинг сообщений: 32
Зарегистрирован: Чт сен 14, 2006 11:42:09 Сообщений: 3792 Откуда: Обитаю на чердаке
Рейтинг сообщения:0
Для "+/-" МК не обязателен. Конечно, на цифровой проще, хотя можно и на аналоговой.
Исходить всё-таки надо из худшего случая, т.е. 5 кОм.
КПД преобразователя действительно вопрос сложный, ведь помимо тока, идущего в нагрузку, ещё потребуется ток для обеспечения работы самой схемы преобразователя.
А зачем более сложные и дорогостоящие? Цель?
Кстати, для каких целей нужен этот преобразователь?
_________________ Память очень интересная штука: бывает так, что запомнишь одно, а вспомнишь другое...
Зарегистрирован: Пн май 14, 2007 18:43:34 Сообщений: 4 Откуда: москва
Рейтинг сообщения:0
Это лишь упрощенная концепция девайса, реальное ТЗ чуть посложнее, но устройство имеет (при наилучшем
раскладе) перспективу мелкосерийного производства. Назначение - пока секрет, но в целом, это не очень сильно влияет на способ реализации :~)
Сам я не специалист-электронщик, имею лишь общее представление о рабочей точке транзистора и логических элементах.
Сейчас стоит задача общего осмысления и выбора наилучшей платформы, желательно с использованием современных компонентов.
Для начала нужна помощь специалиста, чтобы в первом прикиде
набросать блок-схему, или хотя бы просто оценить все плюсы и минусы реализации нескольких вариантов:
- на стандартной логике;
- триггерах шмитта;
- умножителях напряжения;
- конденсаторных преобразователях;
- использовании почуть-чуть всего вышеперечисленного;
- использхованием иных микросхем;
- еще бог знает каким образом.
Сам я уже не стану электронщиком, возраст недецкий Если у кого есть время и желание, то я с удовольствием прикупил бы даже самые сырые и приблизительные, но "работающие" sim-модели, сделанные в формате miltisim 8 (multisim/multicap *.ms8),
circuit maker 2000 (ASCII Circuit *.ckt), или P-CAD 2006 schematic (schematic *.sch). (Других симуляторов у меня нет)
Хочется пощупать руками, вернее, потыкать probe'ом и посмотреть своими глазами:)
Главное условие - наименьшее энергопотребление батарейки при максимально заданном токе через нагрузку в 9mA и сопротивлении нагрузки в пределах 3.7-5kOm. Хорошим результатом было бы получить ток питания не более 65-70mA.
Зарегистрирован: Пн май 14, 2007 18:43:34 Сообщений: 4 Откуда: москва
Рейтинг сообщения:0
предложение по схемам остается в силе, ТЗ такое:
-- питание - батарейка 9V
-- нагрузка 3, 4 или 5 kOm.
-- трехпозиционный переключатель задает желаемый ток через нагрузку - 5, 7 или 9 mA.
-- схема должна удерживать этот ток при любом сопротивлении нагрузки в пределах 3-5kOm.
Требуется работающая sim-модель, лучше несколько вариантов.
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения