Разгон старичка NE555. Изолированный DC/DC конвертер.

Автор: Simurg, ghjdflf@mail.ru
Опубликовано 08.09.2017
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса "Поздравь Кота по-человечески 2017!"

     История NE555 началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему NE555. С тех пор уже прошло 46 лет, но таймер до сих пор популярен и продолжает массово выпускаться. Цена его чуть дешевле спичек 1,5...2 цента, но возможностей много.

     Исследуя NE555 заказанные c aliexpress проверил их граничные возможности:

• Выходной ток в динамическом режиме примерно до 100 мА (хотя по даташиту 200мА).

• Максимальное напряжение питания 25 вольт выдерживает длительно. Температура корпуса 50 градусов.

     Исходя из вышесказанного было решено заставить старичка NE555 работать в ЧИМ регуляторе DC/DC конвертера в качестве ЧИМ контроллера. Будем контролировать выходное напряжение на той стороне и ограничивать максимальный ток на ключе. Таким образом имеем защиту от перегрузок и короткого замыкания в нагрузке. NE555 справилась и отлично себя показала.

    Благодаря малому количеству обвязки конвертер получается небольшим:

     Изоляция первичных цепей от вторичных осуществляется оптопарой PC817 и еще более древним, чем NE555, трансформатором с маркировкой «108». Этот трансформатор по проведенным испытаниям выдерживает переменное напряжение до пробоя 2 кВ. Моточные данные на который будут даны в конце статьи. Так как колечки в них маленькие то и максимальный выходной ток так же небольшой, и равен 70 мА при 15 вольтах на выходе и входе.

Блок схема:

Детектор напряжения на TL431, а детектор тока на n-p-n транзисторе с шунтом 1 ом.

      Схема содержит минимум компонентов и предоставляет большую гибкость в настройке по разное напряжение, частоту и максимальный ток ключа.

     Главная хитрость схемы заключается в том, что в выходном ключе работает не полевой, а самый дешевый биполярный транзистор, да еще и по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Ключ с ОЭ очень медленный. А что бы ключ быстро закрывался используется запирание отрицательным напряжением. При таком управлении и 1 МГц не предел для ключа. Но таймер NE555, увы, только до 500КГц. Единственное требование – коэффициент усиления должен быть не менее 100. Чем больше, тем лучше и меньше нагрузка на таймер.

    Частота подбирается элементами RC цепи таймера. Напряжение на выходе делителем TL 431. Ток резистором 1 ом в цепи эмиттера. Конденсатор в базе ключа имеет большое значение. Он должен быть достаточной емкостью, чтобы поддерживать ток базы на всем времени выхода высокого уровня с 555, и в то же время не нагружать выход таймера за зря. Если его емкость будет больше необходимой, то будет греться 555. Для нашей частоты от 100 кГц до 500 кГц оптимальной получилась емкость в 1000 пикофарад.
Осциллограмма вышесказанного:

   Далее приведу осциллограммы в коллекторе относительно корпуса.

Сначала холостой ход без нагрузки и далее увеличивая нагрузку:

И режим защиты от перегрузки:

Таблица параметров на разных напряжениях питания:

     Минимальное напряжение с данным трансформатором 7,5в и максимальный ток при питании от 15 вольт 70 мА.
Печатная плата прилагается в архиве вместе со схемой в DipTrace.

   Фотографии готового конвертера:

     Для подсчета витков, был разобран трансформатор, участвовавший в испытаниях на пробой.
     Данные трансформатора:

       Собранный конвертер используется в питании оптодрайвера мощных полевых транзисторов с двух полярным питанием. Подключается к нему «+» и «–» выхода, а исток транзистора к «0».

     Разгон старичка таймера NE555 удался!   Все хорошего!

Файлы:
DC_DC
Razmer

Все вопросы в Форум.

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Повышающий преобразователь для зарядки конденсаторов.

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

Теория и практика применения таймера 555.Часть вторая.

Генератор высокого напряжения на NE555

PWM регулятор от 0% до 100% на NE555. Новое схемное решение.

Электронное реле поворотов на таймере 555 (замена для 23.3747)

Дополнение к публикации: «Работа микросхемы 555 в режиме таймера, три разновидности схем. Недоговорки даташита. Устранение самопроизвольного запуска.»

Работа микросхемы 555 в режиме таймера, три разновидности схем. Недоговорки даташита. Устранение самопроизвольного запуска.

Простой метроном на интегральном таймере

Сумеречный выключатель освещения, на микросхеме NE555 + симистор.

Вторая жизнь ионофона на NE555

Экономный однотакт (DC/DC 12-24/250V 100W).

Помощник для пугания унитазов или светодиодный стробоскоп на таймере 555.

Преобразователь питания мультитестера

Свет в конце тоннеля.