Stabilizator sterowany cyfrowo
: sobota 11 wrz 2021, 21:31
Sterowany cyfrowo stabilizator napięcia
Czasem człowiek tak się zafiksuje
nad jakimś rozwiązaniem,
że nie dostrzega rozwiązań najprostszych.
Potrzebowałem rozwiązania, gdzie sygnałem logicznym/cyfrowym determinowane jest określone napięcie zasilające. Prąd obciążenia jest niewielki, więc z powodzeniem wystarczy zastosowanie stabilizatorów z literką „L”. Pierwsza koncepcja rozwiązania krążyła wokół układu LM317. Zbiór wymaganych napięć wyjściowych to: 1,8V, 2,5V, 5V i 7,5V (więc jest w zasięgu możliwości układu). W dokumentacji jest nawet sugestia rozwiązania:
Rozwiązanie wydaje się być nawet atrakcyjne. Jeżeli zastosować układ typu 74HC138 lub 74HC139 to trochę nie pasuje sterowanie. Wymienione układy mają wyjścia ze stanem logicznym zera dla wybranego wyjścia, więc konieczny jest negator w torze lub zastosowanie zamiast tranzystora NPN tranzystora PNP (przykładowo BC557). A może... pominąć tranzystor i podłączyć bezpośrednio do wyjść układu 74HC138. W końcu na wybranym wyjściu prąd z odpowiedniej gałęzi zostanie „obciągnięty” i układ LM137 zostanie wysterowany. No nic bardziej mylnego. Pomiary pokazały, że to „maliny”. Po przemyśleniach... no może gdyby wyjście układu cyfrowego było typu otwarty kolektor/dren, to może... No więc kolejna iteracja rozwiązania: negator w torze i tranzystor jak na powyższej ilustracji. Wszystko fajnie, ale...
Nawet nasycony tranzystor ma jakieś napięcie na kolektorze i finalnie na wyjściu nie daje się zejść poniżej 2V. W moich wymaganiach jest napięcie 1,8V, no więc... znowu krzaki.
Przez głowę przewaliło się wiele różnych pomysłów, nawet takie, by dać ileś stabilizatorów na wymagane napięcia i komutować je przekaźnikiem. To może i było by dobre w zamierzchłej epoce, ale mamy XXI wiek. Czas zmienić myślenie...
Już nawet zacząłem kombinować nad przetwornikiem cyfrowo-analogowym i jego wyjście dać na operacza by uzyskać wymagany prąd obciążenia, ale rozum mi wrócił i zrezygnowałem z chorych rozwiązań.
Nie wiem skąd mi przyszło do głowy (może mi się przyśniło) → zastosować tranzystor MOSFET. Przecież on w stanie włączenia tworzy prawie zwarcie do masy (najtrudniej jest wpaść na najprostsze rozwiązania). Powstało następujące:
Jego głównym bohaterem (poza układem LM317 w obudowie SO8) jest tranzystor IRF7103 (w jednym układzie są dwa tranzystory z kanałem typu N):
Powstał układ badawczy:
Co prawda rozwiązanie testowe obejmowało połowę funkcjonalności bo komutowało dwa napięcia (trochę lenistwo mnie dotknęło), ale eksperymenty potwierdziły, że będzie działać. Dip-switchem sterowałem układem 74HC139, który w dalszej kolejności działał na tranzystory BC457.
Uważny czytelnik powinien zauważyć (uważność to najistotniejszy element), że w rozwiązaniu proponowanym przez producenta jest jeden opornik „bez tranzystora”. Ogranicza on napięcie wyjściowe „od góry”. Trochę to komplikuje obliczenia wartości pozostałych oporników, gdyż są one niejako dołączane równolegle do tego „niekomutowanego”. W zaproponowanym rozwiązaniu takiego czegoś nie ma, co implikuje, że zawsze musi być jeden z tranzystorów MOSFET włączony. To jest zabezpieczone tym, że sygnał E w układzie 74HC139 ma stałą wartość zera, więc zawsze jedno z wyjść będzie w stanie aktywnym. Wyłączenie wszystkich wyjść (co się przekłada na wyłączenie wszystkich tranzystorów MOSFET) spowoduje, że na wyjściu pojawi się praktycznie napięcie wejściowe (12V) co może okazać się zabójcze dla reszty.
Tak więc, jeżeli ktoś potrzebuje gotowca, to może skorzystać z mojej oferty na rozwiązanie.
Czasem człowiek tak się zafiksuje
nad jakimś rozwiązaniem,
że nie dostrzega rozwiązań najprostszych.
Potrzebowałem rozwiązania, gdzie sygnałem logicznym/cyfrowym determinowane jest określone napięcie zasilające. Prąd obciążenia jest niewielki, więc z powodzeniem wystarczy zastosowanie stabilizatorów z literką „L”. Pierwsza koncepcja rozwiązania krążyła wokół układu LM317. Zbiór wymaganych napięć wyjściowych to: 1,8V, 2,5V, 5V i 7,5V (więc jest w zasięgu możliwości układu). W dokumentacji jest nawet sugestia rozwiązania:
Rozwiązanie wydaje się być nawet atrakcyjne. Jeżeli zastosować układ typu 74HC138 lub 74HC139 to trochę nie pasuje sterowanie. Wymienione układy mają wyjścia ze stanem logicznym zera dla wybranego wyjścia, więc konieczny jest negator w torze lub zastosowanie zamiast tranzystora NPN tranzystora PNP (przykładowo BC557). A może... pominąć tranzystor i podłączyć bezpośrednio do wyjść układu 74HC138. W końcu na wybranym wyjściu prąd z odpowiedniej gałęzi zostanie „obciągnięty” i układ LM137 zostanie wysterowany. No nic bardziej mylnego. Pomiary pokazały, że to „maliny”. Po przemyśleniach... no może gdyby wyjście układu cyfrowego było typu otwarty kolektor/dren, to może... No więc kolejna iteracja rozwiązania: negator w torze i tranzystor jak na powyższej ilustracji. Wszystko fajnie, ale...
Nawet nasycony tranzystor ma jakieś napięcie na kolektorze i finalnie na wyjściu nie daje się zejść poniżej 2V. W moich wymaganiach jest napięcie 1,8V, no więc... znowu krzaki.
Przez głowę przewaliło się wiele różnych pomysłów, nawet takie, by dać ileś stabilizatorów na wymagane napięcia i komutować je przekaźnikiem. To może i było by dobre w zamierzchłej epoce, ale mamy XXI wiek. Czas zmienić myślenie...
Już nawet zacząłem kombinować nad przetwornikiem cyfrowo-analogowym i jego wyjście dać na operacza by uzyskać wymagany prąd obciążenia, ale rozum mi wrócił i zrezygnowałem z chorych rozwiązań.
Nie wiem skąd mi przyszło do głowy (może mi się przyśniło) → zastosować tranzystor MOSFET. Przecież on w stanie włączenia tworzy prawie zwarcie do masy (najtrudniej jest wpaść na najprostsze rozwiązania). Powstało następujące:
Jego głównym bohaterem (poza układem LM317 w obudowie SO8) jest tranzystor IRF7103 (w jednym układzie są dwa tranzystory z kanałem typu N):
Powstał układ badawczy:
Co prawda rozwiązanie testowe obejmowało połowę funkcjonalności bo komutowało dwa napięcia (trochę lenistwo mnie dotknęło), ale eksperymenty potwierdziły, że będzie działać. Dip-switchem sterowałem układem 74HC139, który w dalszej kolejności działał na tranzystory BC457.
Uważny czytelnik powinien zauważyć (uważność to najistotniejszy element), że w rozwiązaniu proponowanym przez producenta jest jeden opornik „bez tranzystora”. Ogranicza on napięcie wyjściowe „od góry”. Trochę to komplikuje obliczenia wartości pozostałych oporników, gdyż są one niejako dołączane równolegle do tego „niekomutowanego”. W zaproponowanym rozwiązaniu takiego czegoś nie ma, co implikuje, że zawsze musi być jeden z tranzystorów MOSFET włączony. To jest zabezpieczone tym, że sygnał E w układzie 74HC139 ma stałą wartość zera, więc zawsze jedno z wyjść będzie w stanie aktywnym. Wyłączenie wszystkich wyjść (co się przekłada na wyłączenie wszystkich tranzystorów MOSFET) spowoduje, że na wyjściu pojawi się praktycznie napięcie wejściowe (12V) co może okazać się zabójcze dla reszty.
Tak więc, jeżeli ktoś potrzebuje gotowca, to może skorzystać z mojej oferty na rozwiązanie.