Преобразователь Напряжение Частота на Таймере

Эффективный двуполярный преобразователь напряжения шины USBКонструируя маломощную схему, получающую питание от USB и требующую напряжения отличного от 5 В, вы должны решить для себя, воспользоваться ли отдельной батареей, или небольшим сетевым адаптером. Проблема становится еще неприятнее, если необходимо двуполярное напряжение, превышающие 5 В, что типично, например, для схем с операционными усилителями.

Стандартом USB 2 сформулированы требования в отношении уровней мощности, потребляемой подключаемыми устройствами. Устройство, потребляющее ток до 100 мА, считается маломощным, а свыше 100 мА до 500 мА – мощным. Поводом для создания описываемой здесь схемы стала работа над термолюминесцентным детектором, в котором микроконтроллер, контроллер интерфейса USB и десять операционных усилителей должны были получать питание от порта USB в качестве маломощных потребителей. Характер схемы предъявлял к источнику питания исключительно высокие требования в отношении уровней шумов и паразитных радиочастотных излучений. Сборке и настройке схемы предшествовал этап моделирования, некоторые результаты которого будут представлены ниже. Привлекательность этой схемы определяется использованием широко распространенных компонентов и отличной повторяемостью характеристик, что делает ее исключительно дешевой.

Схема основана на обратноходовом преобразователе с небольшим трансформатором (Рисунок 1), работающим на частоте от 115 до 300 кГц. Самовозбуждающийся генератор широтно-модулированных импульсов сделан на микросхеме таймера 555.Эффективный двуполярный преобразователь напряжения шины USB Высокая рабочая частота позволяет сделать компактную схему при относительно большой выходной мощности и хорошем качестве регулирования, а также упростить фильтрацию коммутационных помех.

Рисунок 1. Эта упрощенная схема обратноходового преобразователя при разомкнутом ключе перекачивает запасенную магнитную энергию в конденсатор фильтра C.

В реальной схеме в качестве ключа используется MOSFET. Диод на Рисунке 1 смещен в прямом направлении положительным напряжением VOUT. Поменяв полярность включения диода и обмотки трансформатора, можно получить на выходе отрицательное напряжение. В работе схемы можно выделить три фазы. В первой фазе ключ закрыт, и энергия запасается в магнитном поле за счет тока, протекающего через первичную обмотку трансформатора. В это время диод закрыт, и во вторичной обмотке ток не течет.

Во второй фазе ключ размыкается, диод смещается в прямом направлении, и энергия магнитного поля переносится в конденсатор C. В третьей фазе накопление энергии завершается, и весь остаточный заряд емкости сток-исток ключа полностью стекает. Затем циклы повторяются.

Эффективный двуполярный преобразователь напряжения шины USB Эффективный двуполярный преобразователь напряжения шины USB

Обзор материнской платы ASUS Rampage IV Black Edition на чипсете Intel X79

Похожие страницы: