miniaturowe inwertery napięcia (SMD).pdf

M I N I P R O J E K T Y

Wspólną cechą układów opisywanych w dziale "Miniprojekty" jest łatwość ich praktycznej

realizacji. Na zmontowanie i uruchomienie układu wystarcza zwykle kwadrans. Mogą to być

układy stosunkowo skomplikowane funkcjonalnie, niemniej proste w montażu i uruchamianiu, gdyż

ich złożoność i inteligencja jest zawarta w układach scalonych. Wszystkie projekty opisywane w

tej rubryce są wykonywane i badane w laboratorium AVT. Większość z nich wchodzi do oferty

kitów AVT jako wyodrębniona seria “Miniprojekty” o numeracji zaczynającej się od 1000.

Miniaturowe inwertery napięcia

W†niektÛrych

urz¹dzeniach istnieje

potrzeba zasilenia kilku

analogowych uk³adÛw

scalonych napiÍciem

symetrycznym. Wymaga

to budowy zasilacza

napiÍÊ symetrycznych,

co nie zawsze jest

moøliwe. Ponadto, taki

zasilacz symetryczny

ma zazwyczaj

niesymetryczne

obci¹øenie, z†regu³y

wiÍksze dla napiÍÊ

dodatnich niø

ujemnych.

A†co ma zrobiÊ

konstruktor urz¹dzenia

bateryjnego?

Firma MAXIM opracowa³a

dwa uk³ady inwertera napiÍ-

cia MAX828 i†MAX829 przed-

stawione na rys. 1 . Zosta³y one

umieszczone w†miniaturowej

obudowie SOT23-5.

Podstawowe zastosowa-

nia tych uk³adÛw to panele

LCD, telefony komÛrkowe,

aparatura medyczna oraz po-

zosta³y sprzÍt zasilany bate-

ryjnie lub akumulatorowo.

Cechy charakterystyczne tych

uk³adÛw s¹ nastÍpuj¹ce:

- ma³a obudowa predestynu-

j¹ca uk³ad do zastosowaÒ

w†urz¹dzeniach kieszonko-

wych i†miniaturowych,

- wysoka sprawnoúÊ przetwor-

nicy, dochodz¹ca do 95%,

- zmienia znak napiÍcia

wejúciowego,

- tylko 60µA (MAX828) albo

150µA (MAX829) pr¹du

pobieranego na w³asne

potrzeby,

- zakres przetwarzanych na-

piÍÊ od 1,5V do 5,5V,

- pr¹d obci¹øenia wynosi

25mA przy spadku napiÍ-

cia na przetwornicy nie

przekraczaj¹cym 500mV,

- wymaga tylko dwÛch ze-

wnÍtrznych pojemnoúci.

Na rys. 2†pokazano przy-

padek stanu wysokiego gene-

ratora (kropka na fali prosto-

k¹tnej). Za³¹czone s¹ klucze

S1 i†S3, a†klucze S2 i†S4 s¹

otwarte, czyli pojemnoúÊ C1

jest ³adowana do napiÍcia

V IN , bowiem jest po³¹czona

z†mas¹ i†napiÍciem wejúcio-

wym V IN . Po zmianie stanu

wysokiego na niski sygna³u

z†generatora fali prostok¹t-

nej, klucze S1 i†S3 zostan¹

otwarte, natomiast wskutek

dzia³ania inwertera zaczn¹

przewodziÊ klucze S2 i†S4

(przypadek na rys. 3). £adu-

nek zgromadzony w†pojem-

noúci C1 jest przekazywany

do pojemnoúci C2. Naleøy

jednak zauwaøyÊ, øe tym ra-

zem pojemnoúÊ C1 zosta³a

po³¹czona odwrotnie: dodat-

ni¹ ok³adzin¹ do masy, czyli

napiÍcie V OUT bÍdzie ujemne.

Po kilku, kilkunastu okresach

dzia³ania pojemnoúÊ C2 zo-

stanie na³adowana do napiÍ-

cia wystÍpuj¹cego na C1 oraz

bÍdzie do³adowywana

w†miarÍ odbierania przez ob-

ci¹øenie tego ³adunku w†po-

staci pr¹du wyjúciowego.

Pojemnoúci C1 i†C2 s¹

pojemnoúciami do³¹czanymi

z†zewn¹trz.

tyczne o†ma³ym parametrze

ESR, czyli zastÍpczej rezys-

tancji szeregowej (ang. eqi-

valent series resistance). Jest

to rezystancja, ktÛra decydu-

je o†prÍdkoúci ³adowania po-

jemnoúci ze ürÛd³a energii

o†nieskoÒczonej wydajnoúci.

Im ta rezystancja jest mniej-

sza, tym lepiej, nie powstaj¹

bowiem straty na niej oraz

maleje rezystancja wyjúcio-

wa tak zbudowanej prze-

twornicy.

Sposoby po³¹czeÒ

wielu uk³adÛw

Uk³ady MAX828

i†MAX829 mog¹ byÊ ³¹czone

kaskadowo w†celu zwielo-

krotnienia wartoúci odwrÛco-

Rys. 1.

Zasada dzia³ania

uk³adÛw MAX828/9

Funkcjonalnie uk³ad jest

zbudowany z†generatora prze-

biegu prostok¹tnego, pokaza-

nego na rysunku w†postaci fa-

li prostok¹tnej oraz czterech

kluczy, ktÛre s¹ tranzystorami

mocy MOSFET. CzÍstotliwoúÊ

generatora w†uk³adzie

MAX828 wynosi 12kHz,

a†w†uk³adzie MAX829 -

35kHz. Sygna³ z†generatora

fali prostok¹tnej jest dopro-

wadzony do bramek kluczy.

Uk³ad inwertera w†torze ste-

ruj¹cym bramki kluczy s³uøy

do odwrÛcenia fazy. Klucze

s¹ w³¹czane stanem wysokim,

zatem w†wyniku zastosowa-

nia inwertera odwracaj¹cego

fazÍ s¹ w³¹czane parami, na

zmianÍ: raz S1

i†S3, raz S2 i†S4.

Schematycznie

na rys. 2 i† rys. 3

przedstawiono

sposÛb zamiany

napiÍcia z†dodat-

niego na ujemne.

Rozwi¹zanie uk³adowe

Schemat elektryczny

uk³adu przedstawiono na

rys. 4 . W³aúciwie trudno tu-

taj cokolwiek komentowaÊ,

bowiem ca³y uk³ad sk³ada

siÍ raptem z†trzech podze-

spo³Ûw. P³ytka drukowana

( rys. 5 ) jest wielkoúci obudo-

wy stabilizatora LM78XX.

Uk³ad nÛøek wyjúciowych

przypomina rÛwnieø ten sta-

bilizator (rys. 5).

Producent zaleca stoso-

waÊ kondensatory elektroli-

Rys. 7.

Rys. 2.

nego napiÍcia. IdeÍ po³¹cze-

nia kaskadowego za pomoc¹

proponowanej tu p³ytki

przedstawiono na rys. 6 .

W†celu zwiÍkszenia wydaj-

noúci inwertera napiÍcia

moøna te p³ytki ³¹czyÊ rÛw-

nolegle ( rys. 7 ).

Mirosław Lach, AVT

jlach @ isi.wat.waw.pl

Rys. 3.

WYKAZ ELEMENTÓW

Kondensatory

C1, C2: 10

F/16V miniaturowe

Półprzewodniki

U1: MAX828EUK SMD

Kompletny uk³ad i p³ytki

drukowane s¹ dostÍpne

w†AVT pod oznaczeniem

AVT-1168.

Rys. 4.

Rys. 5.

Rys. 6.

Elektronika Praktyczna 1/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: