Полумостовой преобразователь питанием 3 В, в нагрузке 1 В 1 А. Опции

[skyled]

Есть необходимость сконструировать полумост. Питание полумоста 3 В стабилизированных (можно до 5 В). Выходная мощьность 1 Вт. При этом напряжение должно быть 1 В, а ток в нагрузке 1 А. Нагрузка - резистор. Никаких выпрямителей. Частота преобразования примерно 20 кГц (не критично). Собственно вопрос - как запитать трансформатор? Один вывод подключен в среднюю точку междуконденсаторами, соединенными последовательно и подключенными к питанию полумоста. Как подключить второй вывод? Пробовал мосфеты лджик, но не хватает питания для верхнего ключа. Спасибо.

[Methane]

Есть необходимость сконструировать полумост. Питание полумоста 3 В стабилизированных (можно до 5 В). Выходная мощьность 1 Вт. При этом напряжение должно быть 1 В, а ток в нагрузке 1 А. Нагрузка - резистор. Никаких выпрямителей. Частота преобразования примерно 20 кГц (не критично). Собственно вопрос - как запитать трансформатор? Один вывод подключен в среднюю точку междуконденсаторами, соединенными последовательно и подключенными к питанию полумоста. Как подключить второй вывод? Пробовал мосфеты лджик, но не хватает питания для верхнего ключа. Спасибо.

П - канальные смотрели?

[skyled]

П - канальные смотрели?

Нет, не смотрел. Предлагаете диагональ моста из пары Р и N каналного сделать?

[Methane]

Нет, не смотрел. Предлагаете диагональ моста из пары Р и N каналного сделать?

Религиозные возражения? Хотя, полумост, на 3 вольта? Наверное я в этой жизни что-то не понимаю.

[skyled]

Религиозные возражения? Хотя, полумост, на 3 вольта? Наверное я в этой жизни что-то не понимаю.

Никакой религиозности. Просто не сообразил. 3 вольта - выход преобразователя с батарейным питанием. Вторичка включается в разрыв высоковольтного провода. Полумост - гальваноразвязка. Частота преобразования - метка высоковольтной линии. Выходной ток обеспечивает магнитное поле вокруг проводника. Приемник принимает и различает провод свой-чужой.

[Пушкарев Михаил]

двухтактный будет проще.

[IVX]

а чо бы не бак-то вроде, зачем именно полумост, если питание батарейное, то и развязка ни к чему?

[skyled]

Развязка нужна обязательно. На счет двухтактного, ну может быть. Трансформатор там сложнее.

Сообщение отредактировал skyled - Apr 11 2011, 08:14

[Herz]

Развязка нужна обязательно. На счет двухтактного, ну может быть. Трансформатор там сложнее.

Полумост тоже двухтактный. Явно не та топология для низковольтного питания. В пуш-пулльном трансформаторе придётся намотать немного больше витков в первичку, но ничем он не сложнее.

[Microwatt]

При 3 вольтах пушпульный Ройер на биполярниках (ВС807, например) все Ваши проблемы решит.
Разговоры о сложности трансформатора отставить. Колечко в 10мм и 4 обмотки в 5-10 витков. Не мотать - сфазировать проблема. Мотайте цветной кроссировкой (изолированным пластиком тонким цветным одножильным) - легко сфазировать.
Встрянете в р-канальные полевики, контроллеры - пропащее дело.

[skyled]

При 3 вольтах пушпульный Ройер на биполярниках (ВС807, например) все Ваши проблемы решит.
Встрянете в р-канальные полевики, контроллеры - пропащее дело.

Что такое Ройер, положим уже понятно. Как обеспечить требуемую частоту генерации и ее стабильность? Почему пропащее дело? Именно это и собираюсь сделать.

Сообщение отредактировал skyled - Apr 11 2011, 12:43

[yakub_EZ]

Пробовал мосфеты лджик, но не хватает питания для верхнего ключа. Спасибо.

Попробуйте в той же схеме обычные биполярные, разной проводимости

[Microwatt]

Что такое Ройер, положим уже понятно. Как обеспечить требуемую частоту генерации и ее стабильность? Почему пропащее дело? Именно это и собираюсь сделать.

Да что может быть понятно, если разговор Вы с полумоста на трех вольтах начали?
А какая такая стабильность нужна для маркера? Эмбеддерского класса? 10 в минус седьмой?
Стабильность на уровне RC-цепи и в автогенераторном пушпуле получить можно. Вот схема, перерассчитаете на 3 вольта и проводимости перевернете, если нужно.

[skyled]

А какая такая стабильность нужна для маркера? Эмбеддерского класса? 10 в минус седьмой?

+/- 50 Гц на 20 кГц при температуре -30 С / + 50 С.

[Herz]

+/- 50 Гц на 20 кГц при температуре -30 С / + 50 С.

На Ройере наверняка не получить, но проблема стабильности задающего генератора что для моста, что для полумоста, что для пуш-пулла одна и та же.

[skyled]

На Ройере наверняка не получить, но проблема стабильности задающего генератора что для моста, что для полумоста, что для пуш-пулла одна и та же.

Это не совсем так. Если полумост управляется МК с кварцованным тактовым генератором, то частота особо гулять не будет. Во всяком случае в указанный диапазон думаю удастся уложиться. Ну вобщем испытания покажут. Сейчас даже в серьез рассматриваю вариант step-up до 10-12 В, а там драйвер для мосфетов. Хотя может есть драйверы, что для лоджик-мосфетов предназначены? Ну чтоб с питанием поменьше.

Сообщение отредактировал skyled - Apr 12 2011, 14:08

[Herz]

Это не совсем так. Если полумост управляется МК с кварцованным тактовым генератором, то частота особо гулять не будет. Во всяком случае в указанный диапазон думаю удастся уложиться.

Это абсолютно справедливо и для пуш-пулла. Звучать только будет так: если пуш-пулл управляется МК с кварцованным тактовым генератором, то частота будет гулять в точно тех же пределах.

Сейчас даже в серьез рассматриваю вариант step-up до 10-12 В, а там драйвер для мосфетов.

[Methane]

Тихо шифером шурша, крыша едет не спеша.

[Microwatt]

Это не совсем так. Если полумост управляется МК с кварцованным тактовым генератором, то частота особо гулять не будет. Во всяком случае в указанный диапазон думаю удастся уложиться. Ну вобщем испытания покажут. Сейчас даже в серьез рассматриваю вариант step-up до 10-12 В, а там драйвер для мосфетов. Хотя может есть драйверы, что для лоджик-мосфетов предназначены? Ну чтоб с питанием поменьше.

Можно только посочувствовать. Все-таки, без лазерного четырехосного гироскопа зажечь лампочку не получается?
А как бы это решили 20-40 лет назад, когда кварц был далеко не по рублю штука? А ведь решали.
Начнем с того, а с какого потолка взята цифра 20кГц +- 50Гц?. Что, нельзя обнаружить в проводе наличие колебаний с частотой 20кГц +-500Гц или даже 20кГц +- 5кГц? Ну, 18-22кГц так точно можно простым синхронным приемником с фиксированой настройкой.
Не нравится Ройер, блокинг, другие схемы автоколебательные генераторов с магнитным компонентом, непонятно как это работает - соберите мультивибратор на КМОП логике или даже на россыпи и через усилитель запитайте от него биполярные ключи в SOT223.
Или мультивибратор - тоже непонятная сущность, раз там нечего программировать? Ладно, через усилительный каскад от МК генератор этот копеечный можно запитать? Или единственное знакомое слово из схемотехники - "полумост" и на нем стоим насмерть?
Полумост на таком низковольтном питании - худшее, что можно предложить. Хуже может быть только "step-up до 10-12 В, а там драйвер для мосфетов".
Ведь за время обсуждения можно было нагуглить минимум десяток более-менее сносных решений.

[vanya.8484]

Вот схема

[Microwatt]

Не вспомню, ВС337 потянут нужный ток? Они, кажется, 200мА?
А в целом - то же, что и я выложил. Ненасыщающийся симметричный автогенератор. Проверенная вдоль и поперек схема.
С4R6 при правильном выборе номиналов определяют частоту. С5R12 немного подваливают фронт, может это и полезно...

[vanya.8484]

Проверенная вдоль и поперек схема.

Примерно так. А для тех, кому потребна супер стабильная частота, существует такое техническое решение как синхронизация. Однако, при этом, RC-демпфер придётся убрать.

[smk]

Это абсолютно справедливо и для пуш-пулла. Звучать только будет так: если пуш-пулл управляется МК с кварцованным тактовым генератором, то частота будет гулять в точно тех же пределах.

Почему? Уж простите.

[IVX]

Проверенная вдоль и поперек схема.

а диоды не перепутаны-ли?
PS: Microwatt, не губите, отец родной, если не угодил, у меня уже от вас, благодетель, уровень предупреждений пугающий, всё из-за моих попыток защитить правду в лице проклятого гиратора.

[smk]

Примерно так. А для тех, кому потребна супер стабильная частота, существует такое техническое решение как синхронизация. Однако, при этом, RC-демпфер придётся убрать.

Спасибо. Понравилось. Как Вы предлагаете осуществить синхронизацию, а лучше управление полностью? Подать в базы противофазный от МК?

[Microwatt]

а диоды не перепутаны-ли?
PS: Microwatt, не губите, отец родной, если не угодил, у меня уже от вас, благодетель, уровень предупреждений пугающий, всё из-за моих попыток защитить правду в лице проклятого гиратора.

Нет, диоды не перепутаны и принципиально необходимы для работы схемы. Ток через обмотку ОС должен протекать в обоих направлениях и без диодов переход база-эмиттер будет этому препятствовать.
А за какую правду безвинно страдаете - не понял.

[IVX]

Нет, диоды не перепутаны и принципиально необходимы для работы схемы. Ток через обмотку ОС должен протекать в обоих направлениях и без диодов переход база-эмиттер будет этому препятствовать.
А за какую правду безвинно страдаете - не понял.

так шо, может и фаза возбуждения не перепутана тоже?

[Microwatt]

так шо, может и фаза возбуждения не перепутана тоже?

У меня - да! все поперепутано.(Спешил, бежал, даже в парикмахерскую не зашел)
А у vanya.8484 - нет!

[skyled]

Я вот на размер кольца смотрю. Полагаю можно и поменьше?

[Microwatt]

Я вот на размер кольца смотрю. Полагаю можно и поменьше?

Да можно, конечно. У меня это работает на 10 и 12мм кольце. Можно и еще меньше, но витков нужно будет больше, все упирается в технологичность намотки. Вторичку-то Вам придется намотать в толстенной изоляции.

[skyled]

Да можно, конечно. У меня это работает на 10 и 12мм кольце. Можно и еще меньше, но витков нужно будет больше, все упирается в технологичность намотки. Вторичку-то Вам придется намотать в толстенной изоляции.

Ну почему в толстенной. Аккуратно скотчем изолирую. При случае конечно постараюсь проконсультироваться с технологом.

[Microwatt]

Ну почему в толстенной. Аккуратно скотчем изолирую. При случае конечно постараюсь проконсультироваться с технологом.

Скотч имеется в виду специальный, не конторский же? Это крайне трудоемко на колечках малого диаметра. Когда-то лакоткань использовали - немного легче. Но она вышла из употребления.
Более технологично использовать провод в двойной изоляции ( в трубке, монтажный в пластике). Витков-то всего порядка 4-6 нужно. И только для вторички.
Если взять колечко с покрытием (1500вольт гарантировано) и гарантировать разнос намотки промежутком на самом кольце, то изоляция получится удовлетворительная, если вторичку намотать одножильным проводом из кабеля УТП5 (витая пара у интернетчиков). Ну, если уж очень строго к изоляции и развязке - возьмите Ш-образный Е13, Е16 с каркасом и обычной технологией изоляции тремя слоями пленки.

[vanya.8484]

осуществить синхронизацию

[Herz]

Не ожидал, что эта схема заработает в симуляторе, ведь она симметрична. Или моделька Q2 подправлена?

[vanya.8484]

Или моделька Q2 подправлена?

Моделька -девственница. А с каким симулятором вы работаете, позвольте вас спросить, коль скоро делаете подобные умозаключения?

[Herz]

Моделька -девственница. А с каким симулятором вы работаете, позвольте вас спросить, коль скоро делаете подобные умозаключения?

Не скажу, что работаю с ними плотно, но периодически - с MicroCap и Multisim. Но и в реальную схему "в железе" приходится иногда вводить элемент асимметрии, чтобы заставить автогенератор стабильно запускаться. Зачастую, впрочем достаточно разброса коэффициентов передачи транзисторов. В моделях же они идентичны, разве нет?

[vanya.8484]

В моделях же они идентичны, разве нет?

Совершенно верно. Аки однояйцевые близнецы.

[halfdoom]

Для запуска автогенератора можно просто внести начальное условие по напряжению в одном из плеч.

[smk]

Что-то не нравится мне такая синхронизация. Наверно лучше переключать их таймером МК как тот же полумост.

[Herz]

Совершенно верно. Аки однояйцевые близнецы.

Не будет ли любезен многоуважаемый джинн объяснить тогда, как она запускается?
Кстати, ув. Microwatt считает эту схему ненасыщающейся. Вы согласны?

Что-то не нравится мне такая синхронизация. Наверно лучше переключать их таймером МК как тот же полумост.

Легко. В этом случае частота переключений будет определяться МК и нет никакой причины ей быть менее стабильной, чем в случае с полумостом. Об этом я Вам и пытался сказать. Только для лучшей симметрии я бы поставил на выход таймера триггер-делитель на 2 и с него уже подал управление на ключи.

[skyled]

Легко. В этом случае частота переключений будет определяться МК и нет никакой причины ей быть менее стабильной, чем в случае с полумостом. Об этом я Вам и пытался сказать. Только для лучшей симметрии я бы поставил на выход таймера триггер-делитель на 2 и с него уже подал управление на ключи.

Спаибо. А на счет таймера, так его можно настроить чтобы выдавал два противофазных сигнала с дедтайм. У меня самый главный вопрос был с выходным каскадом чтоб мог нужную мощьность отдать при относительно высоком КПД.

Сообщение отредактировал skyled - Apr 14 2011, 08:05

[Microwatt]

Кстати, Microwatt считает эту схему ненасыщающейся. Вы согласны?

Попробую дополнительно пояснить.
Схема может работать в разных режимах сердечника. Если постоянная времени RC-цепи в базах транзисторов велика, то переключение будет происходить при насыщении сердечника. Резистор особо не изменить, его номинал определяется потребным током базы. А вот если уменьшать емкость, то, начиная с какого-то момента, переключение будет происходить до насыщения сердечника. Просто базовый ток не может протекать через малую емкость достаточно долго.
Ключи имеют в этой схеме форсированный базовый ток при переключении и спадающий по экспоненте в процессе удержания в течение полупериода.

[Herz]

Просто базовый ток не может протекать через малую емкость достаточно долго.

Об этом я догадываюсь.
Не приходилось использовать такое включение. Почему-то не прижилось, уж не помню. Когда жалко было насыщать трансформатор пуш-пулла, я применял насыщающийся дроссель на крошечном колечке. Работало всегда хорошо. С тех пор привык, что в автогенераторном пуше что-то обязательно должно насыщаться.

[vanya.8484]

Не будет ли любезен многоуважаемый джинн объяснить тогда, как она запускается?
Кстати, ув. Microwatt считает эту схему ненасыщающейся. Вы согласны?

Ответ, по примеру Шарика, нарисую:

[smk]

Все забываю спросить, а что это за программа так красиво рисует?

[vanya.8484]

Все забываю спросить, а что это за программа так красиво рисует?

Micro-Cap

[smk]

У меня тоже такая есть, но рисует не так.

[IVX]

Все забываю спросить, а что это за программа так красиво рисует?

MC9 надо полагать, кстати не так чтоб и красиво он рисует (протел, олтиум лучше), я себе подправил патерны транзисторов, чтоб как у всех были, а не короткие-толстые, тоже с диодами, с индукторов +- убрал, сменив на точку итд по мелочам.

[Microwatt]

Не приходилось использовать такое включение. Почему-то не прижилось, уж не помню. Когда жалко было насыщать трансформатор пуш-пулла, я применял насыщающийся дроссель на крошечном колечке.

Да, более распространено применять промежуточное насыщающееся маленькое колечко или дроссель и ненасыщающийся силовой трансформатор на магнитопроводе бОльшего сечения. Обсуждаемая схема менее популярна, но тем и нравится, что совмещает все в одном магнитопроводе.

Откопалась она, когда нужно было сделать не совсем обычный источник со входным напряжением 1.5вольта ("атомная батарейка"). Когда еще полевики были в стадии бумажных диссертаций. Если базовую обмотку намотать , использовать, как выходную, повышающую, то можно повысить напряжение в "бета" раз. Роль резистора базы играет сама нагрузка (разумеется, через дополнительный выпрямитель и фильтр).

При этом ток базы является рабочим током выхода. 100% ОС по току придает такому простому по схемотехнике преобразователю уникальные качества. Намотать "много" витков под 1.2-1.5вольта для уменьшения тока хх несложно и КПД получается достаточно хорошим. Есть еще и мостовой вариант этой схемы, но я уже подзабыл...

[smk]

Как показала практика решение хорошее.

[stells]

Легко. В этом случае частота переключений будет определяться МК и нет никакой причины ей быть менее стабильной, чем в случае с полумостом. Об этом я Вам и пытался сказать. Только для лучшей симметрии я бы поставил на выход таймера триггер-делитель на 2 и с него уже подал управление на ключи.

я что-то не пойму, а зачем тогда нужен этот Ройер, если он управляется МК? это такое эмбеддерство наоборот? обязательно в схеме нужен Ройер?

[Herz]

я что-то не пойму, а зачем тогда нужен этот Ройер, если он управляется МК? это такое эмбеддерство наоборот? обязательно в схеме нужен Ройер?

А кто тут говорил о Ройере? Вы, кстати, что именно Ройером называете?

[stells]

А кто тут говорил о Ройере? Вы, кстати, что именно Ройером называете?

microwatt говорил приведенную схему он назвал "в целом тоже, о чем говорил". а я имел ввиду любой автогенератор. в нем нет смысла, если он запускается (синхронизируется) от МК. тогда уж проще на МК и делать этот пушпульный преобразователь (2 транзистора и все)

[Microwatt]

Не возражая в принципе, хотел бы все-таки понять: при чем тут МК?
Почему это обязательно тащить во все-все схемы?
Он что, позволяет уменьшить количество компонентов? Удешевить решение или сделать его технологичнее? Получить качественно новые свойства?
В данном случае синхронизация принципиально необходима?

[stells]

Почему это обязательно тащить во все-все схемы?

не обязательно. но насколько я понял автору нужна стабильная частота и нужно обеспечить дедтайм

[Microwatt]

не обязательно. но насколько я понял автору нужна стабильная частота и нужно обеспечить дедтайм

Вот этого я и не понимаю. Похоже, хронически.
Задача стоит спроектировать приемлемый по схемотехнике, цене, технологичности источник или спроектировать "деадтайм" и при сем обязательно придумать работу для МК? Понимаю, что вопрос не к Вам, но кто-то же ответит, раз "мертвое время" ему жизненно необходимо?

[smk]

Не возражая в принципе, хотел бы все-таки понять: при чем тут МК?
Почему это обязательно тащить во все-все схемы?
Он что, позволяет уменьшить количество компонентов? Удешевить решение или сделать его технологичнее? Получить качественно новые свойства?
В данном случае синхронизация принципиально необходима?

Да, дешевле и компонент меньше. В целом наверно и технологичнее тоже. МК управляет преобразователем "по совместительству". На его плечах еще другие функции управления, измерения и индикации. А при наличии свободного таймера и его выводов сделать дополнительно управление преобразователем само просится.

[stells]

Задача стоит спроектировать приемлемый по схемотехнике, цене, технологичности источник или спроектировать "деадтайм" и при сем обязательно придумать работу для МК?

так это у него вроде не источник как таковой, а какой-то "формирователь метки в высоковольтной линии" (вторичка включена последовательно в цепь, выпрямителей нет)

[Herz]

тогда уж проще на МК и делать этот пушпульный преобразователь (2 транзистора и все)

А я именно это и имел в виду. Частота, о которой автор так беспокоился, будет задаваться МК и будет столь же стабильной, как и в случае применения полумоста, как выходного каскада. Это то, что я пытался объяснить автору.

[Plain]

Наверное, контроллер имеется ввиду какой-нибудь огрызок PIC10 с внутренним генератором.

Если так, и сигналы генерируются исключительно программно, то написать на два выхода противофазные сигналы с мёртвыми отрезками и поставить комплиментарные полевые, например сборку Si3586, или порознь даже Si2301/Si2302 сгодится, а в качестве буфера затворов, с учётом, что 20 кГц и никуда торопиться не надо,— любой LVC-буфер, например сдвоенный инвертор 74LVC2G04.

[Herz]

Наверное, контроллер имеется ввиду какой-нибудь огрызок PIC10 с внутренним генератором.

Если так, и сигналы генерируются исключительно программно, то написать на два выхода противофазные сигналы с мёртвыми отрезками и поставить комплиментарные полевые, например сборку Si3586, или порознь даже Si2301/Si2302 сгодится, а в качестве буфера затворов, с учётом, что 20 кГц и никуда торопиться не надо,— любой LVC-буфер, например сдвоенный инвертор 74LVC2G04.

Не понял я смысла в рекомендованной комбинации комплементарных сборок и логических буферов.
Если в качестве усилителя мощности использовать, всё-таки, пуш-пульный каскад (что выглядит логичнее полумоста), важнее обеспечить ему симметричность управления, чем мёртвое время. Для этого я и предлагал после МК поставить Т-триггер и с его выхода брать управление ключами. Особенно это актуально для простенького МК без аппаратного модуля ССР.

[Plain]

Симметричность полумоста держит ёмкостной делитель. Кроме того, если контроллер немного задумается, и забудет вовремя переключить ключи, произойдёт всего лишь КЗ ёмкостного делителя, а вот пуш-пул вызовет холодный сброс всей схемы.

Ну и, лично мне было бы просто лениво мотать вдвое больше витков первички на сантиметровом кольце, ещё и в два провода, которые затем нужно будет ещё и прозвонить.

[Microwatt]

Да симметричность-то симметричность, но не на 1.5 вольта же. Полумосты при таких напряжениях сомнительны.