Посоветуйте решение регулировки напряжения ШИМ, с минимальным колличеством деталей Опции

[brag]

Значит есть напряжение -5в, ШИМ и надо получить напряжение от 0 до -5в. (для регулировки контрастности дисплея)
Сварганил такую схемку. в принципи, работет, но жрет оа милиампер 10 только от 3.3в и греются транзисторы, и питание -5в падает до -3.5в ток нужен не большой на выходе, порядка 5-10ма.
Мучился долго с подбором режима работы T2, пока на конец то схема начала правильно работать. частоту шима можно сменить,остальные детали тоже, кроме дросселя. желательно, чтобы он был 33мкгн или 1мгн. также имеется еще напряжение +5в.
Перерыл инет, нашел только мощные схемы, а таких маломощных не нашел..поделитесь, плиз, кто может опытом или примером..
Спасибо!

[brag]

Самый влиятельный на работу схемы элемент - резистор R3. Если его увеличить, скажем до 300ом, амплитуда на диоде падает до 0.5-1в, при которой, ессно, схема работать не будет.

[yuri_d]

А так ли нужен импульсный источник? Если от него отказаться, то получиться намного лучше.

Для этого сглаживаем ШИМ на RC-фильтре и подаём на ОУ в инвертирующем включении. Питание ОУ +3.3В и -5В. Неинвертирующий вход на землю. Резисторный делитель на инвертирующем входе задаст коэффициент преобразования сглаженного ШИМ в отрицательное напряжение. Допустимый выходной ток большинства ОУ как раз 10 мА. Есть версии с увеличенным выходным током (100 мА и более).

Если импульсный источник нужен и к тому же не хочется ставить ОУ, то можно попробовать улучшить приведенную схему. Для этого вводим ОС в первый каскад. Выбрасываем R1. R2 переставляем между базой и 3.3В (чтобы транзистор был закрыт, пока выход ШИМ не будет настроен). Между 3.3В и эммитером Т2 добавляем резистор (например тот самый 1К, который убрали из цепи базы).

В результате такой переделки уменьшаем ток через откытый Т2 (до примерно 2.5 мА) и увеличиваем фронты его переключения.

Можно ещё заменить 10BQ040 (шотки 1А 40В) на маломощный импульсный (например 1N4148, КД522).

[brag]

Спасибо большое за советы! попробую...ОУ ставить не хочется..просто с RC работает,но дает просадки при отрисовке..
R2 я по ошибке нарисовал на землю. он идет на эмитер Т2.
Обратная связь у нас получилась на том самом 1К, который убрали из цепи базы?


диод какой дали на рынке,такой и поставил. сказал:"дайте быстрый диод в SMD и по-меньше размерами".мне и дали ту дуру,тк другого не знали,а я забыл посмотреть миниатюрные диоды быстрые..


Спасибо большое за советы! попробую...ОУ ставить не хочется..просто с RC работает,но дает просадки при отрисовке..
R2 я по ошибке нарисовал на землю. он идет на эмитер Т2.
Обратная связь у нас получилась на том самом 1К, который убрали из цепи базы?


диод такой поставил,тк такой дали на рынке. сказал:"дайте быстрый диод в СМД и по-меньше размером" мне и дали ту дуру здоровую


к стати,какой диод лучше ставить? шоттки,фест,ульта фест или импульсный?

[yuri_d]

просто с RC работает,но дает просадки при отрисовке..

RC последовательно от выхода ШИМ до индуктивности? Я не такой RC имел ввиду, а просто RC фильтр: R последовательно с выводом ШИМ и C на землю. Тоесть просто превратить ШИМ в аналоговое напряжение.

Обратная связь у нас получилась на том самом 1К, который убрали из цепи базы?

Да. Благодаря этому мы получаем преобразователь напряжение ШИМ в ток коллектора без особого влияния параметров транзистора.

к стати,какой диод лучше ставить? шоттки,фест,ульта фест или импульсный?

Для маломощного ИП особой разницы нет. Кстати шотки есть и маломощные. Например BAT54.

[wim]

... и греются транзисторы, и питание -5в падает до -3.5в...

Попробуем посчитать, ага? Размах пульсаций тока в дросселе - это входное напряжение, умноженное на коэффициент заполнения, умноженное на единицу минус коэффициент заполнения и деленное на индуктивность и частоту коммутации. Для коэффициента заполнения, к примеру, 0,5 имеем: 5*0,5*0,5/(33E-6*70E3), т.е. примерно 0,5А. Как же такой крохе, как BC847, не греться от такого тока? Удивительно, как он еще жив, болезный.

Сообщение отредактировал wim - Mar 3 2008, 11:20

[yuri_d]

Для коэффициента заполнения, к примеру, 0,5 имеем: 5*0,5*0,5/(33E-6*70E3), т.е. примерно 0,5А.

IMHO расчет неправильный. Например при напряжении на выходе -5В, ток через индуктивность будет равен нулю при любом коэффициенте заполнения.

Однако такой ток возможен при резкой смене коэффициента заполнения (например с 0 до 0.5).

[wim]

IMHO расчет неправильный. Например при напряжении на выходе -5В, ток через индуктивность будет равен нулю при любом коэффициенте заполнения.

Однако такой ток возможен при резкой смене коэффициента заполнения (например с 0 до 0.5).

Тогда - подробненько, по пунктикам ... В первом интервале, когда транзистор открыт, к индуктивности прикладывается постоянное напряжение, равное разности входного напряжения Vin и выходного Vo. Ток в индуктивности нарастает линейно и изменение этого тока равно (Vin-Vo)*Ton/L, где Ton – длительность открытого состояния транзистора.
Для понижающего преобразователя Vo=Vin*D, где D – коэффициент заполнения.
Отсюда получаем размах пульсаций тока в дросселе:
(Vin-Vin*D)*Ton/L = Vin*(1-D)*D/L*Fs, где Fs – частота коммутации.
И таки что здесь неправильного? Для пульсаций тока в дросселе коэффициент заполнения 0,5 – наихудший случай, именно для него и надо делать расчёт.

[yuri_d]

когда транзистор открыт, к индуктивности прикладывается постоянное напряжение, равное разности входного напряжения Vin и выходного Vo.

Вот об этом я и говорю. Если выходное напряжение -5В и входное -5В, то тока через индуктивность не будет.

Для понижающего преобразователя Vo=Vin*D, где D – коэффициент заполнения.

Полагаю, что формула справедлива только для режима НТ. Расмотрите случай, когда нагрузка отсутствует. Тогда выходные конденсаторы довольно быстро зарядятся до входного напряжения и мы получим Vo=Vin при любом D>0.

[brag]

RC последовательно от выхода ШИМ до индуктивности? Я не такой RC имел ввиду, а просто RC фильтр: R последовательно с выводом ШИМ и C на землю. Тоесть просто превратить ШИМ в аналоговое напряжение.

Нет,Просто РЦ без всяких дросселей

[wim]

Вот об этом я и говорю. Если выходное напряжение -5В и входное -5В, то тока через индуктивность не будет.
Полагаю, что формула справедлива только для режима НТ. Расмотрите случай, когда нагрузка отсутствует. Тогда выходные конденсаторы довольно быстро зарядятся до входного напряжения и мы получим Vo=Vin при любом D>0.

Однако ж, транзисторы греются, а, кроме как током коллектора, греться им особо нечем. Стало быть, ток коллектора T1 куда-то всё-таки течёт. Мож там не 10 мА в нагрузке, а больше?
И, если я правильно понял исходные условия, ШИМ не регулируется автоматически, его параметры задаются внешней схемой, т.е. коэффициент заполнения в принципе может принимать любое значение от 0 до 1.

[yuri_d]

Нет,Просто РЦ без всяких дросселей

Непонятно. Полагаю, что сигнал ШИМ на входе - это цифровой сигнал КМОП33 (тоесть "0"=0В и "1"=3.3В). Тогда ФНЧ на RC цепочке даст нам напряжение V=Vcc*D (от 0 до 3.3В в зависимости от коэффициента заполнения D). А по условиям задачи нам нужно напряжение от 0 до -5В.

[brag]

Непонятно

Вместо дросселя,диода стоял RC. ну и резисторы в цепях базы Т1 стояли другие.

Полагаю, что сигнал ШИМ на входе - это цифровой сигнал КМОП33 (тоесть "0"=0В и "1"=3.3В). Тогда ФНЧ на RC цепочке даст нам напряжение V=Vcc*D (от 0 до 3.3В в зависимости от коэффициента заполнения D). А по условиям задачи нам нужно напряжение от 0 до -5В.

Да

[yuri_d]

Однако ж, транзисторы греются, а, кроме как током коллектора, греться им особо нечем. Стало быть, ток коллектора T1 куда-то всё-таки течёт. Мож там не 10 мА в нагрузке, а больше?

Вполне возможно, что в нагрузке больше 10мА. Это может померить и сказать только автор. Однако не стоит недооценивать вклад тока коллектора Т2 на перегрев.

Посмотрите какой получится ток Т2 в открытом состоянии. Это напряжение питания за вычетом падений на открытом Т2 и базе Т1, делённое на R3. Грубый расчёт даёт (3.3+5-0.2-0.9)/100=72мА. Мощность, падающая на Т1 за счёт тока базы 0.9*0.07=63мВт. С учётом теплового сопротивления переход среда 500 К/Вт (филипсовский datasheet). Получим перегрев 30 градусов. Полагаю, что основное сопротивление - это корпус-среда (сейчас не хочется искать точных чисел для SOT23). В итоге при комнатной температуре имеем транзистор, нагретый до 50 градусов. Очень даже горячий

Почему греется Т2 не могу сказать. Суммарная мощность на нём в открытом состоянии не очень большая 2мВт от цепи базы (0.8*0.0025) и 14мВт (0.2*0.07) от цепи коллектора. Это должно дать всего 8 градусов перегрева.

И, если я правильно понял исходные условия, ШИМ не регулируется автоматически, его параметры задаются внешней схемой, т.е. коэффициент заполнения в принципе может принимать любое значение от 0 до 1.

Если в этой схеме нет обратной связи, то выходное напряжение будет от -5В до -5В*D в зависимости от сопротивления нагрузки. Плюс к этому она не защищена от КЗ в нагрузке.

Вместо дросселя,диода стоял RC. ну и резисторы в цепях базы Т1 стояли другие.

Тогда понятно. Получился источник питания с высоким выходным сопротивлением (равно R из чепочки).

В общем рекомендую подумать насчёт ОУ (как я предлагал в #3). Проблемы как рукой снимет.

[wim]

Вполне возможно, что в нагрузке больше 10мА. Это может померить и сказать только автор. Однако не стоит недооценивать вклад тока коллектора Т2 на перегрев.

Посмотрите какой получится ток Т2 в открытом состоянии. Это напряжение питания за вычетом падений на открытом Т2 и базе Т1, делённое на R3. Грубый расчёт даёт (3.3+5-0.2-0.9)/100=72мА. Мощность, падающая на Т1 за счёт тока базы 0.9*0.07=63мВт. С учётом теплового сопротивления переход среда 500 К/Вт (филипсовский datasheet). Получим перегрев 30 градусов. Полагаю, что основное сопротивление - это корпус-среда (сейчас не хочется искать точных чисел для SOT23). В итоге при комнатной температуре имеем транзистор, нагретый до 50 градусов. Очень даже горячий

320 К/Вт на тестовой п/плате (размер 15х7,5 мм). Полагаю, вряд ли T1 греется так сильно базовым током.

[brag]

возможно и больше 10,но врядли. я не мерял
Спасибо за советы, сейчас буду пробовать. а на счет ОУ - если ничего не получится,то прийдется ставить

[sup-sup]

еще вариант с питанием от 3.3В, если 20 мА можно взять оттуда. Нужно только следить чтобы не было перенапряжения. Можно ADC применить, если есть.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[brag]

ну можно и так,тогда отпадает необходимость использования -5в
Только стабилитрон зачем? для ограничения напряжения?

АЦП для таких вещей, как контрастность смысла подгружать нету

[sup-sup]

ну можно и так,тогда отпадает необходимость использования -5в
Только стабилитрон зачем? для ограничения напряжения?

АЦП для таких вещей, как контрастность смысла подгружать нету

Стабилитрон, возможно, не нужен, если алгоритм PWM хорошо отлажен.
Без обратной связи через АЦП выходное напряжение будет менее предсказуемо в зависимости от тока нагрузки, напряжения питания и от разброса индуктивности. И стабилитрон можно не ставить. Без нее трудно установить предел скважности импульсов. Если нет АЦП, можно применить компаратор на порог -5В с выходом на контроллер.
Схема простая, но недостаток ее в том, что это источник тока, а не напряжения, поэтому выходное напряжение сильно зависит от нагрузки. Поэтому нужно либо сливать какой-то запас в стабилитрон или делать обратную связь, желательно через АЦП. В последнем случае потребляемая мощность будет минимальной.

Сообщение отредактировал sup-sup - Mar 5 2008, 19:38

[brag]

через АЦП будет медленная реакция. такой метод нельзя использовать для регулировки тока,можно только для контроля..Чет я не допер сначала,что это источник тока..если так,тогда надо тулить еще один полевик и мутить ОС

такой метод не катит. проще все-же использовать -5в

[rezident]

Увеличить номиналы R3 и R4. L1 выкинуть и заменить резистором. C13 выкинуть. C14 увеличить на порядок. На выход поставить эмиттерный повторитель. Пожалуй все. Вот фрагмент похожей схемы, предназначенной для регулировки контраста символьного LCD с помощью PWM.
http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...ost&id=7797

[sup-sup]

через АЦП будет медленная реакция. такой метод нельзя использовать для регулировки тока,можно только для контроля..Чет я не допер сначала,что это источник тока..если так,тогда надо тулить еще один полевик и мутить ОС

такой метод не катит. проще все-же использовать -5в

Смотря как посмотреть. Если разработчик справляется с проблемами, то для производства будет минимальная цена.
Проблем то особых и нет:
Реакция быстрая не нужна.
Для обратной связи хватит двух резисторов (делитель с выхода на +3.3В).
И еще немного кода контроллера съест этот узел.

[brag]

Спасиобо!
а зачем выкидывать электролит?

По поводу АЦП - то все понятно, просто я привык делать,как лучше
Коченчто решения програмные дешевле аппаратных и во многих случаях лучше

[IGK]

Если еще интересно - вот так я для себя сделал. Работает в серийном изделии, регулировка от -3 до -8 В, примерно.
drT - любой меандр, у меня 1200Гц от прерываний АЦП, CNT программный ШИМ 4 бит. Для контраста достаточно. Я так понимаю, получился делитель R10-реактивное сопротивление кондеров/R11. Значение емкостей не принципиально. Сигналы от ATmega16, питание 5В.

[rezident]

Я так понимаю, получился делитель R10-реактивное сопротивление кондеров/R11. Значение емкостей не принципиально. Сигналы от ATmega16, питание 5В.

У вас получился почти классический умножитель (точнее утроитель) напряжения. Но вы совершенно напрасно загубили его КПД шунтирующей схемой регулировки напряжения. Кстати, значения емкостей "непринципиальны" лишь в некотором диапазоне частот и токов нагрузки.

[IGK]

У вас получился почти классический умножитель (точнее утроитель) напряжения. Но вы совершенно напрасно загубили его КПД шунтирующей схемой регулировки напряжения. Кстати, значения емкостей "непринципиальны" лишь в некотором диапазоне частот и токов нагрузки.

Умножитель - это ясно из схемы, я и не думал, что кто-то не поймет :-)
Непринципиально - токи на контраст маленькие, всяко работает, при любом КПД. Вот частоту drT при работе менять не надо, на это я специально обращаю внимание, если кто не разобрался.

Ну и зачем разжевывать частоты? Неужели здесь такие слабые спецы, что, увидев емкости в умножителе в 1мкф, подадут тактовую в 1Гц ? Я думаю, они умнее, и уважаю их опыт без лишних напоминаний.

[brag]

токи то малые,но при динамичной картинке дает приличные просадки - падает быстродействие.хотя сам по себе дисплей тормозный,особенно в холодную погоду

а схема на диодах слишком сложная. не люблю такого...

[IGK]

токи то малые,но при динамичной картинке дает приличные просадки - падает быстродействие.хотя сам по себе дисплей тормозный,особенно в холодную погоду

а схема на диодах слишком сложная. не люблю такого...

Все может быть... На том дипслее, что у меня, ничего не проседает. Но, может быть, Вы излишне часто экран обновляете? Тогда да, контрастность падает. Я сам такую ошибку сделал сначала, потом резко уменьшил скорость обновления информации, и картинка стала гораздо лучше. можно сказать, идеальной :-) для дисплейчика за 20грн.

Я не могу поставить ничего индуктивного, так как на плате есть усилитель с приличным коэф.усиления. Вот такая специфика. Даже ДС-ДС приходится синхронизировать. А без него вообще хорошо...

[brag]

Что вы имеете в виду под скоростью обновления? скорость записи в память дисплея или частота обновления экрана?
Если первое, то чем она выше, тем лучше. если второе - зависит от задачи. хотя я делаю локальные прямоугольные обновления.
ДЦ-ДЦ тож не люблю, люблю лоудроповые линейные стабы, типа LF33, итп.

А эта схемка наиболее приемлемая, наверное http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...ost&id=7797
Я изначально так и задумывал - преобразовать шим в напряжение, потом повторитель

[rezident]

А эта схемка наиболее приемлемая, наверное http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...ost&id=7797
Я изначально так и задумывал - преобразовать шим в напряжение, потом повторитель

Могу еще уточнить, что источником -VOUT для этой схемы является charge-pump на ICL7660. И питается она вместе с символьным LCD 16*2 от 3.3В с коммутацией питания на полевом ключе IRLML6402.

[brag]

Сделал так.
Полевика под рукой небыло, поставил DTA-шку

[brag]

Почему неправильно? на коллектор подаем -5, берем с эмиттера
кривой у меня почерк