KR1006VI1 タイマーの自動車用ラップトップ電源。スキーム、説明

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KR1006VI1 タイマー上の自動車ラップトップ電源。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ラップトップに電力を供給するには、約 19 V の電圧が必要であり、車両の車載ネットワークから電圧を取得するには、昇圧電圧コンバータが必要です。 KR1156EU5 チップ上のこのようなデバイスの設計例とその計算手順は、S. Muralev の記事「車のバッテリーからラップトップに電力を供給するための電圧コンバータ」(「Radio」、2008、No. 12) に説明されています。、29-31ページ）。

提案されたデバイスはタイマーチップ KR1006VI1 に基づいています。プロトタイプとの違いは、より広い入力電圧範囲と高い最大出力電流値です。

主な技術的特徴

入力電圧、V ...... 10.. 15
出力電圧、V ....... 19
最大出力電流、A ....... 4,7
効率、% ....... 88
変換周波数、kHz ... 55 ... 84
寸法、mm.......80x65x50
重量、kg..... =0,3

米。 1（クリックで拡大）

デバイスのスキームを図に示します。 1. DA1 チップ上には、方形パルスの発生器が組み込まれており、その持続時間はピン 5 の制御電圧によって決まります。パルス間の休止時間は一定です。タイミング要素 R1、R2、C1 の定格は、パルス間の休止時間が約 9,1 μs 継続し、入力電圧が 2,8 V から 9 V に低下するとパルス持続時間が約 15 ～ 10 μs に変化するように選択されます。この場合、超小型回路のピン 5 の電圧は 4,1 ... 6 V の範囲で変化します。この間隔は、抵抗 R1 の抵抗値によって決まります。マイクロ回路の出力 (ピン 3) で生成されるパルスは、強力な重要な電界効果トランジスタ VT1 を制御します。

トランジスタ VT1 が開いていると、インダクタに流れる電流が増加し、その結果、磁場のエネルギーが蓄積されます。トランジスタ VT1 が閉じると、インダクタ電流がダイオード VD1 を流れ、蓄積コンデンサ C4 を充電します。したがって、インダクタに蓄積されたエネルギーはコンデンサC4に転送され、そこで出力電圧が形成されます。コンデンサC2は入力電源回路の低周波インパルスノイズを抑制し、コンデンサC3は高周波を抑制します。これらのコンデンサは、コンバータによって生成されるインパルスノイズが車両の車載ネットワークに侵入するのを防ぎます。コンデンサ C5 は、コンデンサ C4 の内部直列インダクタンスによって生成される出力電圧スパイクを抑制します。

安定化フィードバック回路は、トランジスタ VT2 とツェナーダイオード VD2 で構成されます。コンバータの出力電圧とツェナーダイオード VD2 の安定化電圧の差が、トランジスタ VT2 のエミッタ接合の開放電圧と比較されます。エラー信号はトランジスタ VT2 によって増幅され、DA5 チップのピン 1 に接続されたコレクタの制御電圧を決定し、コンデンサ C6 が制御電圧に対する出力電圧リップルの影響を低減します。抵抗 R4 は、トランジスタ VT2 のベース電流を安全なレベルに制限します。抵抗 R5 は、ツェナーダイオード VD2 を流れる電流を約 2 mA に設定します。出力電圧が公称値を超えて増加すると、トランジスタ VT2 のベース電流も増加し、DA5 チップのピン 1 の電圧が減少します。その結果、パルスのデューティサイクルが増加し、コンバータの出力電圧の低下につながります。したがって、出力電圧が公称値を下回ると、トランジスタ VT2 のベース電流も減少し、DA5 チップのピン 1 の電圧が増加します。その結果、パルスのデューティサイクルが減少し、出力電圧の上昇

マイクロ回路のピン 5 はピン 4 に接続されており、コンバータが低負荷電流またはアイドルモードで動作しているときに、これを通じて発電機をオフにすることができます。この場合、トランジスタ VT1 が開いている間にインダクタを流れる電流リップルが存在するため、インダクタは負荷が必要とする以上のエネルギーを蓄積し、出力電圧の上昇につながります。フィードバックは、ピン 5 の制御電圧を約 0,7 V に下げてパルスのデューティサイクルを増やし、電圧の上昇を補償しようとします。ただし、最小パルス持続時間には制限があるため、これでは十分ではありません。ピン 4 が制限されていない場合は、ピン 5 に接続すると、フィードバック回路によって補償されずに出力電圧が増加します。ピン 4 の電圧が約 0,7 V に低下すると、マイクロ回路はリセット信号として処理し、発電機の動作を一時停止します。したがって、ピン 4 をピン 5 に接続すると、アイドル時でも安定したフィードバック回路の動作が保証されます。

タイマーKR1006VI1の車のラップトップ電源
図。 2

組み立てられたデバイスの基板の外観を図に示します。 2. トランジスタ VT1 とダイオード VD1 は、面積 50 cm2 のヒートシンクに取り付けられます。トランジスタ KP727B (VT1) は、KP723A ～ KP723V、KP746A ～ KP746V、

任意の文字インデックスを備えた KP812、および IRFZ34N、BUZ11、または可能な限り低いオープンチャネル抵抗で少なくとも 15 A の直流用に設計された他の同様のデバイス。

トランジスタ KT201GM (VT2) は、KT306G、KT312V、KT342A、KT342GM、KT358V、KT375B、KT3102A、KT315B KT315G、KT315E、KT315Zh KT340A、KT340B、KT503B、KT503G に置き換えることができます。、BC547A、またはベース電流伝達率が 100 パーセントの他の npn トランジスタコレクタ電流 1 mA で少なくとも XNUMX。

ショットキーダイオード KD272A は 2D2998B に置き換えることができます 2D2998V KD2998V-

KD2998D、MBR1635、MBR1645、および 2D252、KD272、KD273、2D2992 ～ 2D2997、2D2999 シリーズのいずれか、および順方向電流が 15 A 以上、逆電圧が 25 V 以上の定格を持つその他のショットキーダイオード。

ツェナーダイオード 2S218Zh (VD2) は、安定化電圧 218 V の KS518Zh、KS508A、KS509G、KS1B、4746 N18 などに置き換えることができます。出力電圧を微調整するには、ツェナーダイオードの選択が必要になる場合があります。

タイマーチップ KR1006VI1 (DA1) は、KR1441VI1、KR1087VI2 NE555N で置き換えることができますインダクタ L1 は、パーマロイ MP 2 製の 1,25 つのリング磁気コア KP27x15x6 に直径 140 mm の PEV-1 ワイヤが巻かれています。約2 mm16の共通断面積を持つ束。巻線には 106 ターンが含まれます。 Epcos の黄白環状 T26-24 磁気回路をコンピュータの電源の多巻線チョークから使用することもできます。この場合、チョークの巻線は残ります (直径 1 mm のワイヤを 2 回巻きます)。残りの巻線は取り外されます。自動巻きでは、直径 1 ～ 1,25 mm の PEV-18 ワイヤーの 100 つの完全な層で実行されます。最大負荷電流の XNUMX 倍用に設計された、少なくとも XNUMX μH のインダクタンスを持つ他のチョークも適しています。インダクタのインダクタンスは高すぎてはなりません。インダクタンスが XNUMX μH を超えて増加すると、スタビライザの安定性が失われる可能性があります。

酸化物コンデンサ C2 および C4 は、許容リップル電流が少なくとも 3 A になるように設計し、可能な限り低い等価直列抵抗 (ESR) を持つ、つまり「低 ESR」カテゴリに属するように設計する必要があります。これにより、出力電圧リップルが低減され、デバイスの信頼性が向上します。たとえば、WL シリーズの Jamicon コンデンサが適しています。必要に応じて、各コンデンサ C2 または C4 を、並列接続されたいくつかの同一のコンデンサに置き換えることができます。この場合、許容リップル電流は、接続されているコンデンサの数に比例して増加すると仮定することができ、コンデンサ C3 は DA1 マイクロ回路のすぐ近くに設置されます。コンデンサ C3 と C5 はセラミックでなければなりません。

オンボードネットワークへの入力接続とラップトップへの出力は、プロトタイプと同じ方法で作成されます。接続ワイヤ - 少なくとも 2,5 mm2 の断面積を持つ PVC 絶縁体で撚られた柔軟な銅。車載ネットワークに接続するには、内部ヒューズ FU1 を備えたシガーライタープラグが使用されます。デバイスの入力電流は 10 A に達する可能性があることに注意してください。シガーソケット内のスプリングを通って流れてはなりません。ライタープラグ。これを行うには、少なくとも 1 mm2 の断面積を持つワイヤを使用してスプリングを複製します。コンバータとラップトップの接続は、適切なプラグを使用して実行されます。たとえば、Acer ラップトップは通常、寸法 5,5x1,7x10,7 mm (外径、内径、長さ) の円筒形プラグを使用します。 Asus ラップトップ用 - 5,5x2,5x10,7 mm。プラグの中央接点は +19 V 出力に接続されています。

著者：K。ガブリロフ

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