Starten des Spannungswandlers MAX756 mit reduzierter Eingangsspannung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter

 Kommentare zum Artikel

Einige kleine elektronische Geräte, die mit galvanischen Zellen oder Batterien betrieben werden, verwenden Aufwärtsspannungswandler, die auf dem MAX756-Chip und seinen Analoga basieren. Bei angeschlossener Last und reduzierter Versorgungsspannung kann es schwierig sein, sie zu starten. Dieser Artikel ist der Lösung dieses Problems gewidmet.

Moderne Aufwärtsspannungswandler ermöglichen es, aus einer sehr niedrigen Eingangsspannung, oft weniger als 1 V, die erforderliche Ausgangsspannung zu gewinnen. In den allermeisten Fällen ist die Last des Spannungswandlers fest mit seinem Ausgang verbunden. Dies macht es schwierig, den Wandler zu starten und seine Ausgangsspannung auf den erforderlichen Wert zu bringen, insbesondere wenn die Versorgungsspannung nahe am zulässigen Mindestwert liegt.

Moderne Aufwärtsspannungswandler ermöglichen es, aus einer sehr niedrigen Eingangsspannung, oft weniger als 1 V, die erforderliche Ausgangsspannung zu gewinnen. In den allermeisten Fällen ist die Last des Spannungswandlers fest mit seinem Ausgang verbunden. Dies macht es schwierig, den Wandler zu starten und seine Ausgangsspannung auf den erforderlichen Wert zu bringen, insbesondere wenn die Versorgungsspannung nahe am zulässigen Mindestwert liegt.

Ein vereinfachtes Blockdiagramm der Mikroschaltung des Aufwärtsspannungswandlers MAX756 [1] und seiner Verbindung ist in Abb. dargestellt. 1.

Fig. 1

Die Mikroschaltung enthält eine Steuereinheit für den Ausgangsschlüssel-Feldeffekttransistor und diesen Transistor selbst VT1. So sind viele Mikroschaltungen für Aufwärtsspannungswandler ausgelegt. Zusätzlich zum DA1-Chip enthält der Spannungswandler eine Speicherdrossel L1, eine Schottky-Diode VD1 und zwei Oxidkondensatoren C1 und C2 am Eingang bzw. Ausgang. Die Steuereinheit erhält Strom vom Ausgang des Wandlers und führt die Pulsweitenregelung durch. Wenn der Transistor VT1 geöffnet ist, wird die an den Ausgang angeschlossene Last vom Kondensator C2 gespeist, die Diode VD1 ist geschlossen, die Induktivität L1 ist mit der Stromquelle verbunden. Der Strom durch den Induktor erhöht sich und er speichert Energie. Nach dem Schließen des Transistors VT1 wird der selbstinduktive EMK-Impuls der Induktivität zur Versorgungsspannung addiert und lädt den Kondensator C1 über die offene Diode VD2. Somit wird die von der Induktivität L1 gespeicherte Energie auf die Last übertragen.

Wenn die Versorgungsspannung nahe am zulässigen Minimum liegt, kann das Starten des Spannungswandlers schwierig sein, da der Transistor VT1 nicht vollständig öffnet. Das Steuergerät wird von einer Ausgangsspannung gespeist, die beim Start des Wandlers um den Betrag des Spannungsabfalls an der Diode VD1 und dem aktiven Widerstand der Induktivität L1 kleiner als die Versorgungsspannung ist. Der nicht ausreichend offene Kanal des Transistors VT1 hat einen höheren Widerstand, was den Spitzenwert der Stromimpulse durch die Induktivität L1 begrenzt. Infolgedessen kann der Wandler, der nicht gleichzeitig den Laststrom bereitstellen und den Ausgangskondensator C2 laden kann, die Nennausgangsspannung nicht erreichen.

Die beschriebene Situation legt nahe, dass beim Hochfahren des Umrichters die Last von ihm getrennt werden muss, damit der Umrichter im Leerlauf den Nennbetriebsmodus erreichen kann. Nachdem die Ausgangsspannung einen bestimmten Wert erreicht und der Ausgangskondensator geladen ist, kann die Last angeschlossen werden. In Zukunft wird der Konverter normal funktionieren.

Die Maxim-Entwickler gingen diesen Weg und zeigten in [2], wie der Aufwärtsspannungswandler MAX756 mit angeschlossener Last und niedrigen Versorgungsspannungen auf den Markt gebracht werden kann. Mit der Mikroschaltung MAX756 können Sie eine feste Ausgangsspannung von 3,3 V oder 5 V bei maximalen Laststromwerten von 300 bzw. 200 mA erhalten. Die minimale Versorgungsspannung, bei der der Wandler im Leerlauf startet, beträgt 0,7 V.

Der Konverter verfügt über einen Detektor zur Reduzierung der Eingangsspannung (Klemmen LBI/LBO; Low Battery Input, Low Battery Output – jeweils Eingang und Ausgang des Detektors für niedrige Eingangsspannung). Der MAX756 ist speziell für den Einsatz in tragbaren batteriebetriebenen Geräten konzipiert. Der Detektor wird daher verwendet, um anzuzeigen, dass die Spannung am LBI-Eingang unter einen bestimmten Schwellenwert fällt, der vom Chipdesigner auf 1,25 V festgelegt wurde. In diesem Fall der LBO-Ausgang ist über einen offenen internen Transistor der Mikroschaltung mit einem gemeinsamen Draht verbunden. Wenn die Spannung am LBI-Eingang größer als 1,25 V ist, wird der interne Transistor ausgeschaltet und der LBO-Ausgang befindet sich in einem hochohmigen Zustand. Die Auslösespannung des Detektors kann über einen Eingangsspannungsteiler eingestellt werden, der an die Batterie angeschlossen ist, die den Wandler versorgt.

Das Signal am LBO-Ausgang wird sowohl dazu verwendet, den Benutzer darüber zu informieren, dass der Akku fast leer ist, als auch um beispielsweise den Akku zwangsweise vom Gerät zu trennen, um eine übermäßige Entladung zu verhindern. Die niedrige minimale Startspannung der Mikroschaltung MAX756 (0,7 V) ermöglicht den Aufbau von Spannungswandlern, die von einer galvanischen Zelle mit einer Spannung von 1,5 V oder einem Ni-Cd- oder Ni-MH-Akku mit einer Spannung von 1,2 V gespeist werden. Leider ist in letzterem Fall der Wert der internen Referenzspannung U vom Chiphersteller gewählt_п = 1,25 V ermöglicht es nicht, den Zeitpunkt der Entladung der Batterie auf eine Spannung von 1 V zu bestimmen, unterhalb dieser Spannung empfehlen die Batteriehersteller nicht, sie zu entladen.

Die Schaltung eines Wandlers auf Basis der Mikroschaltung MAX756, die Startschwierigkeiten bei niedriger Versorgungsspannung durch Abschalten der Last während des Startvorgangs beseitigt [2], ist in Abb. dargestellt. 2. Es wurde eine typische Verbindung der Mikroschaltung MAX756 (DA1) verwendet. Bei angelegter Versorgungsspannung liegt die Spannung am LBI-Eingang der Mikroschaltung unter der Schaltschwelle (1,25 V), die Spannung am LBO-Ausgang ist niedrig, die Transistoren VT1 und VT2 sind geschlossen.

Fig. 2

Nachdem die Spannung am Ausgang des Wandlers den Wert erreicht hat

U_Anschluss=U_Grube(R1+R2)/R2,

Die Transistoren VT1 und VT2 öffnen und die Last wird an den Ausgang des Wandlers angeschlossen. Mit den im Diagramm angegebenen Widerständen R1 und R2 wird die Last an den Wandler angeschlossen, wenn die Spannung an seinem Ausgang 3,75 V erreicht.

Diagramme des maximalen Laststroms gegenüber der Anlaufspannung des Wandlers [2] sind in Abb. dargestellt. 3. Die obere Zeile – mit Lastabschaltung beim Hochfahren, die untere Zeile – ohne Abschaltung. Die Grafiken zeigen, dass diese Werte bei einer Versorgungsspannung von 1 V 65 bzw. 2,5 mA betragen. Und bei einer Wandlerversorgungsspannung von 0,8 V erhöht sich der maximale Laststrom beim Start von 45 μA auf 45 mA.

Fig. 3

In Abb. dargestellt. 2-Schaltung hat den einzigen Nachteil: Der LBI/LBO-Eingangsspannungsabfalldetektor kann nicht für seinen vorgesehenen Zweck verwendet werden: um einen Abfall der Versorgungsspannung, normalerweise der Batteriespannung, unter einen bestimmten Schwellenwert zu signalisieren.

Das Diagramm in Abb. 4 weist den oben genannten Nachteil nicht auf. Es unterscheidet sich von dem in Artikel [2] vorgeschlagenen im Ausgangsteil des Geräts. Wenn der Wandler mit Spannung versorgt wird, liegt die Spannung an seinem Ausgang unter dem Schwellenwert des Unterspannungsdetektors DA2. Am Detektorausgang (Pin 3) liegt eine niedrige Spannung an, die Transistoren VT1.1 und VT1.2 sind geschlossen und die Last ist vom Wandlerausgang getrennt. Wenn Strom angelegt wird, beginnt die Spannung am Ausgangskondensator C3 anzusteigen. Wenn er einen Wert von 4,7 V erreicht, geht Ausgang 3 DA2 in einen hochohmigen Zustand und die Ausgangsspannung des Wandlers wird über den Widerstand R1.1 dem Gate des Transistors VT1 zugeführt. In diesem Fall öffnen die Transistoren VT1.1 und VT1.2 und verbinden die Last mit dem Ausgang des Wandlers.

Fig. 4

In Abb. Abbildung 5 zeigt eine einfachere Möglichkeit zum Einschalten des Konverters auf dem MAX756-Chip, bei dem er mit einer angeschlossenen Last startet. Gleichzeitig ermöglichen die ungenutzten LBI/LBO-Pins die bestimmungsgemäße Verwendung des Detektors zur Reduzierung der Eingangsspannung des Konverterchips. Im Gegensatz zum Diagramm in Abb. In 4 wird die Last nicht erst nach Erreichen eines bestimmten Ausgangsspannungswerts, sondern mit einer bestimmten Zeitverzögerung nach dem Anlegen der Spannung an den Wandlerausgang angeschlossen. Wenn der Wandler mit Strom versorgt wird, wird der Kondensator C4 entladen, die Spannung zwischen Gate und Source des Transistors VT1 ist Null, sodass der Transistor geschlossen ist und die an den Ausgang angeschlossene Last stromlos ist. Wenn der Kondensator C4 über den Widerstand R1 aufgeladen wird, erreicht die Spannung an ihm den Schwellenwert isip, bei dem der Transistor VT1 öffnet und die Spannung vom Ausgang des Wandlers an die Last angelegt wird.

Fig. 5

Die Dauer der Lastzuschaltverzögerungszeit tB (in Millisekunden) ohne Berücksichtigung der Ladezeit des Ausgangskondensators C3 des Umrichters wird nach Formel (1.10) aus dem Buch [3] berechnet:

t₃=R1 C4 ln(U_O/( u_O - U_Postleitzahl)),

wobei R1 der Widerstandswert des Widerstands R1 in Kiloohm ist; C4 ist die Kapazität des Kondensators C4 in Mikrofarad; U_O - Ausgangsspannung des Wandlers (in Volt).

Bei den Berechnungen ist zu berücksichtigen, dass der isip-Wert für den angegebenen Transistor [4] im Bereich von 1,5...3,5 V liegen kann. Durch Variation des Widerstandswerts des Widerstands R1 und der Kapazität des Kondensators C4 ist dies möglich Ändern Sie die Dauer der Lastzuschaltverzögerung, die experimentell so gewählt wird, dass sie länger dauert, um die Ausgangsspannung des Wandlers auf die minimal zulässige Versorgungsspannung einzustellen.

Der Aufwärtsspannungswandler MAX756 verfügt über ein heimisches Analogon KR1446PN1. Anstelle des ZVP2110A-Transistors [4] können Sie einen anderen verwenden, der für einen Strom von mindestens 200 mA ausgelegt ist, zum Beispiel ZVP2106, BSP315, MMBF2202PT1. Und MMDF2P02E ist eine Anordnung aus zwei p-Kanal-Feldeffekttransistoren, von denen im Gerät gemäß der Schaltung in Abb. 2 davon ist einer gebraucht. Es kann auch durch die oben aufgeführten Transistoren ersetzt werden. Wir ersetzen den 2N3904-Transistor durch importierte 2N3903, 2N4400, 2N4401 oder inländische KT315, KT3102 mit einem beliebigen Buchstabenindex. Die Transistorbaugruppe IRF7307 kann durch die Transistorbaugruppe IRF7317 oder IRF7507 ersetzt werden. Die Diode 1N5817 kann durch 1N5819, 1 N5820 ersetzt werden.

Literatur

1. MAX756/MAX757 DC/DC-Aufwärtswandler mit 3.3 V/5 V/einstellbarem Ausgang.
2. Der Schalter ermöglicht den Start des Niederspannungsreglers unter Last. – Maxim Engineering Journal, Bd. 21, S. 20.
3. Zeldin E. A. Impulsgeräte auf Mikroschaltungen. - M.: Radio und Kommunikation, 1991.
4. ZVP2110A Vertikaler P-Kanal-Anreicherungsmodus-DMOS-FET.

Autor: V. Oleinik

Siehe andere Artikel Abschnitt Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter.

Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel.

<< Zurück

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Kunstleder zur Touch-Emulation 15.04.2024

In einer modernen Technologiewelt, in der Distanz immer alltäglicher wird, ist es wichtig, die Verbindung und das Gefühl der Nähe aufrechtzuerhalten. Jüngste Entwicklungen bei künstlicher Haut durch deutsche Wissenschaftler der Universität des Saarlandes läuten eine neue Ära der virtuellen Interaktionen ein. Deutsche Forscher der Universität des Saarlandes haben ultradünne Folien entwickelt, die das Tastgefühl über eine Distanz übertragen können. Diese Spitzentechnologie bietet neue Möglichkeiten der virtuellen Kommunikation, insbesondere für diejenigen, die weit von ihren Lieben entfernt sind. Die von den Forschern entwickelten ultradünnen, nur 50 Mikrometer dicken Folien lassen sich in Textilien integrieren und wie eine zweite Haut tragen. Diese Folien fungieren als Sensoren, die taktile Signale von Mama oder Papa erkennen, und als Aktoren, die diese Bewegungen an das Baby weiterleiten. Durch die Berührung des Stoffes durch die Eltern werden Sensoren aktiviert, die auf Druck reagieren und den ultradünnen Film verformen. Das ... >>

Petgugu Global Katzenstreu 15.04.2024

Die Pflege von Haustieren kann oft eine Herausforderung sein, insbesondere wenn es darum geht, Ihr Zuhause sauber zu halten. Das Startup Petgugu Global hat eine neue interessante Lösung vorgestellt, die Katzenbesitzern das Leben erleichtert und ihnen hilft, ihr Zuhause perfekt sauber und ordentlich zu halten. Das Startup Petgugu Global hat eine einzigartige Katzentoilette vorgestellt, die den Kot automatisch ausspülen kann und so Ihr Zuhause sauber und frisch hält. Dieses innovative Gerät ist mit verschiedenen intelligenten Sensoren ausgestattet, die die Toilettenaktivität Ihres Haustieres überwachen und nach dem Gebrauch eine automatische Reinigung aktivieren. Das Gerät wird an die Kanalisation angeschlossen und sorgt für eine effiziente Abfallentsorgung, ohne dass der Eigentümer eingreifen muss. Darüber hinaus verfügt die Toilette über einen großen spülbaren Stauraum, was sie ideal für Haushalte mit mehreren Katzen macht. Die Petgugu-Katzentoilettenschüssel ist für die Verwendung mit wasserlöslicher Streu konzipiert und bietet eine Reihe zusätzlicher ... >>

Die Attraktivität fürsorglicher Männer 14.04.2024

Das Klischee, dass Frauen „böse Jungs“ bevorzugen, ist schon lange weit verbreitet. Jüngste Untersuchungen britischer Wissenschaftler der Monash University bieten jedoch eine neue Perspektive zu diesem Thema. Sie untersuchten, wie Frauen auf die emotionale Verantwortung und Hilfsbereitschaft von Männern reagierten. Die Ergebnisse der Studie könnten unser Verständnis darüber verändern, was Männer für Frauen attraktiv macht. Eine von Wissenschaftlern der Monash University durchgeführte Studie führt zu neuen Erkenntnissen über die Attraktivität von Männern für Frauen. Im Experiment wurden Frauen Fotos von Männern mit kurzen Geschichten über deren Verhalten in verschiedenen Situationen gezeigt, darunter auch über ihre Reaktion auf eine Begegnung mit einem Obdachlosen. Einige der Männer ignorierten den Obdachlosen, während andere ihm halfen, indem sie ihm beispielsweise Essen kauften. Eine Studie ergab, dass Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten, für Frauen attraktiver waren als Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten. ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv Zellen vieler Geschmacksrichtungen 23.08.2020 Es wird angenommen, dass sich die gesamte Geschmacksvielfalt aus fünf Grundgeschmacksrichtungen zusammensetzt, nämlich bitter, salzig, sauer, süß und dem Geschmack von Protein oder Umami. Jeder von ihnen hat seine eigenen Rezeptorzellen, die sich nur süß oder nur salzig usw. anfühlen, und aus den Kombinationen von Signalen dieser sehr spezialisierten Rezeptoren wird ein komplexes Geschmacksbild gewonnen. Allerdings gibt es neben sehr spezialisierten Geschmackszellen auch nicht sehr spezialisierte. Zum Beispiel wurde vor nicht allzu langer Zeit bekannt, dass saure Geschmacksrezeptoren auch den Geschmack von Wasser spüren (was auch darauf hindeutet, dass die fünf Hauptgeschmacksrichtungen nicht darauf beschränkt sind). Experimente an der State University of New York in Buffalo deuten darauf hin, dass einige Geschmackszellen mehr als zwei Geschmacksrichtungen wahrnehmen können. Indem sie spezialisierte Zellen für einen bestimmten Geschmack bei Mäusen abschalteten, stellten die Forscher fest, dass dieser Geschmack immer noch wahrgenommen wird – das heißt, einige andere Zellen akzeptieren ihn. Solche Zellen wurden gefunden: Sie reagierten tatsächlich auf eine breite Palette von Molekülen mit bitterem, süßem, saurem und Proteingeschmack. Gleichzeitig stellte sich heraus, dass „Zellen mit vielen Geschmacksrichtungen“ notwendig sind, damit das Gehirn Signale von „Zellen mit einem Geschmack“ wahrnehmen kann. Jede Rezeptorzelle hat einen speziellen molekularen Apparat, dank dessen ein Signal aus der äußeren Umgebung an das Gehirn weitergeleitet wird. Und als in Maus-"Zellen mit vielen Geschmacksrichtungen" ein Protein abgeschaltet wurde, ohne das sie dem Gehirn keinen Geschmack mitteilen konnten, hörte das Gehirn auf, Signale von Zellen wahrzunehmen, die nur auf einen Geschmack ansprachen, obwohl niemand etwas abschaltete „Zellen eines Geschmacks“ . Die Maus mit ausgeschalteten "Zellen vieler Geschmäcker" trank weiterhin bitteres Wasser, obwohl spezialisierte bittere Geschmackszellen sie auf unangenehme Bitterkeit aufmerksam machen sollten. Es ist wahrscheinlich, dass diese Geschmackszellen, die viele Geschmäcker wahrnehmen, nicht nur alle diese Geschmäcker wahrnehmen, sondern auch dabei helfen, Signale von spezialisierten Geschmackszellen zu koordinieren. In diesem Fall stellt sich die Neurobiologie der Geschmacksempfindungen als viel komplizierter heraus, als wir dachten. Was allerdings zu erwarten war: Um die ganze Vielfalt an Geschmacksempfindungen aus den fünf Grundgeschmäckern herauszuholen, müssen die Geschmacksknospen auf sehr komplexe Weise miteinander interagieren und sich ihre Nervensignale gegenseitig beeinflussen auf komplexe Weise.

Weitere interessante Neuigkeiten:

▪ LG-Fernseher hören auf, Benutzer zu verfolgen

▪ Neues magnetisches Material für Quantencomputing

▪ Wen lieben Mücken

▪ Roboter-Gecko

▪ Sony FDR-X3000R Kompaktcamcorder

News-Feed von Wissenschaft und Technologie, neue Elektronik

Interessante Materialien der Freien Technischen Bibliothek:

▪ Abschnitt der Website Die wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen. Artikelauswahl

▪ Artikel von Maria von Ebner-Eschenbach. Berühmte Aphorismen

▪ Artikel Wer bezwang als Erster den gleichnamigen Berg? Ausführliche Antwort

▪ Europäischer Euonymus-Artikel. Legenden, Kultivierung, Anwendungsmethoden

▪ Artikel LED-Anzeige für die Leistungsabgabe. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

▪ Artikel Der Fernseher wird vom Videorecorder ein- und ausgeschaltet. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Hinterlasse deinen Kommentar zu diesem Artikel:

Alle Sprachen dieser Seite

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen

www.diagramm.com.ua
2000-2024