Преобразователь: вход 2.5-4.8В, выход СИД 1Вт.

[OfK]

Задумался над питанием фонарика, и понял что не всё так просто... Если бы было две батарейки - то однозначно повышающий преобразователь. Если бы четыре и более - то понижающий преобразователь или линейный стабилизатор. А вот что делать с тремя батарейками ???
Резистор ставить не хочется. Хоть и самый простой вариант - но медленногаснущий свет.... Повышающий МАХ1674 на свежих батарейках попалит светодиод. Либо прийдётся добавлять монитор с "обводным" питанием через резистор (пока Vпит не упадёт ниже Vдиода, тоже не самый изящный вариант). Линейный стабилизатор тоже малоприменим - не сможет использовать всю ёмкость батарей. А выкидывать "наполовинусвежие" батарейки - жаба давит.
Нашёл в инете интересную микросхемку - ZXLD1100 (спасибо DJю!). По даташиту входное питание от 2,5V до 5,5V (самое оно!), и ток стабилизированный, но максимум 50 мА.
Народ, а возможно на выход подключить внешний транзистор и поднять ток до 300-400 мА? Если такое возможно - то может есть где в инете готовые решения (если с монитором разряда батарей - то вообще супер!)? А то я с импульсной техникой до этого не работал... :-\
СПАСИБ!

 

[Dhaitya]

Если бы было две батарейки - то однозначно повышающий преобразователь. Если бы четыре и более - то понижающий преобразователь или линейный стабилизатор. А вот что делать с тремя батарейками ...

SEPIC, повышающе-понижающий преобразователь строится на базе любой повышающей ИМС либо имеющий возможность повышать, т.е. универсальной. Переход STEP-UP - SEPIC требует добавления 1-й катушки и 1-го силового конденсатора. Эффективность SEPIC всегда на 7-15% менее эффективности повышающей схемы.

Повышающий МАХ1674 на свежих батарейках попалит светодиод.

Нет. См. выше.

Линейный стабилизатор тоже малоприменим - не сможет использовать всю ёмкость батарей.

Ёмкость будет использована вся. Но много менее эффективно и менее удобно. Особенно при разряде батареи, когда её напряжение станет приближаться к пороговому напряжению СИД.

спасибо DJю...

Видимо, какой-то китаец...

Народ, а возможно на выход подключить внешний транзистор и поднять ток до 300-400 мА?

Можно с использованием этой ИМС обеспечить любой ток нагрузки: вначале нужно инвертировать сигнал LX (это сделает ключ на 1-м транзисторе), затем подать его на внешний драйвер, который можно собрать на 2-х биполярных или, лучше, полевых транзисторах, а его выход подать на затвор внешнего ПТ. Можно, впрочем, собрать выходной каскад и на БТ. Тогда его эффективность может быть хуже, но зато исчезнет драйвер - вместо 3-х внешних транзисторов останется 1. Основная трудность обоих вариантов - необходимость использования быстрых биполярных транзисторов. Фазовая задержка сигнала обратной связи может привести к сбоям управления - схема зазвучит, м.б. громко.

Если такое возможно - то может есть где в инете готовые решения (если с монитором разряда батарей - то вообще супер!)?

Вы не сможете использовать здесь простой монитор - только отдельную ИМС компаратора. Получите 2 источника питания вместо 1-го.

А то я с импульсной техникой до этого не работал...

Я всегда против использования импульсных схем в фонарях. Малонадёжно.

 

[БАС]

>вначале нужно инвертировать сигнал LX (это сделает ключ на 1-м транзисторе), затем подать его на внешний драйвер

Проще тогда не городить огород из рассыпухи, а подать на инверсный драйвер в соик-8, напр. UCC37321

 

[Dhaitya]

Проще тогда не городить огород из рассыпухи...

Ну разумеется, это проще.

4-V to 15-V Supply Voltage

 

[OfK]

SEPIC, повышающе-понижающий преобразователь .... нужно инвертировать сигнал LX ...

...подать на инверсный драйвер в соик-8, напр. UCC37321

Мдааа.... Похоже моих познаний маловато для этого Может есть какое готовое решение? ТЗ – питание от трёх элементов (батарейки/аккумуляторы), стабилизация тока, желательно не допускать глубокого разряда аккумуляторов. Размеры особенно не лимитируют (в пределах разумного), т.к. в фонарике есть свободное пространство между выключателем и стенкой фонарика.

 

[Dhaitya]

Мдааа.... Похоже моих познаний маловато для этого ...

А разве в вашей специализации нет терминов, непонятных неспециалисту? Ситуация упростится, если отойти от спецтерминов.
Нужно подойти иначе: посмотрите уже имеющиеся на форуме решения и скажите, подходит ли вам их уровень сложности.

Может есть какое готовое решение?

Я не работаю с понятием "готовое решение", для меня любое решение - готовое; давайте сформулируем техзадачу: 2В5-4В8 Uin, 0A25 & 3В4 - OUT, так? По ТЗ я смогу говорить предметно. Завтра.

 

[OfK]

Ситуация упростится, если отойти от спецтерминов.
Нужно подойти иначе: посмотрите уже имеющиеся на форуме решения и скажите, подходит ли вам их уровень сложности.

Да разобраться с терминами - это не проблема. Яндекс всегда рулит
А вот расчитать работу устройства, "увязать" отдельные элементы между собой (с учётом всех тонкостей, взаимно-перекрёстных связей и т.п.) - с этим туго
Те схемы, что видел на форуме, не такие то и сложные. Во всяком случае платку разведу. С монтажом тоже проблем нет. Если напрячься, то и с SMD компонентами. В любом случае, фотографии со всех стадий будут выкладываться на обсуждение

давайте сформулируем техзадачу: 2В5-4В8 Uin, 0A25 & 3В4 - OUT, так?

Всё верно!

 

[Dhaitya]

Всё верно!

Регулировка тока в несколько ступеней нужна? Это усложнит схему и уменьшит эффективность. Если ваш ответ "нет, только ON-OFF", то я, скорее всего, предложу схему со стабилизацией напряжения и ограничением тока СИД ч/"резистор термокомпенсации".

 

[OfK]

Нет, только вкл-выкл. На фонарике простая кнопка с фиксацией и под механический переключатель места нет. А заморачиваться с электронным переключением и многократным нажатием неохота
Теоретически, я так понял, можно будет реализовать (в будущем, в других конструкциях) переключение яркости фонарика механическим переключением токоограничивающих резисторов разного номинала?

 

[Dhaitya]

я так понял, можно будет реализовать (в будущем, в других конструкциях) переключение яркости фонарика механическим переключением токоограничивающих резисторов разного номинала?

Oui. Вы понимаете, это можно сделать разными способами: перебором резисторов, последовательных с СИД, когда стабилизируется напряжение; перебором шунтов, как здесь: http://fotoplenka.ru/photo/napalmharm/309891/6376281.gif ; регулировкой резистора в особом дополнении к схеме, как в некоторых моих решениях, которые вы могли видеть на форуме, итд - по задаче и возможностям пользователя.

 

[OfK]

...это можно сделать разными способами...

И это вопрос не только схемотехники, но и механической конструкции фонаря. К этому всегда можно будет ещё вернуться... Основываясь на конкретном фонаре

 

[Dhaitya]

Нет возможности использовать SEPIC на базе повышающей схемы с добавленной внешней регулировкой тока - это снизит эффективность до 75-82%. Вероятно, это мало.
Тогда, список ИМС определяется алгоритмами работы.
Акцент сделан на обычных повышающих ИМС, т.к. предлагается компенсировать сопротивлением 100-250 mV термоухода, связанного с разогревом диода в процессе работы и различными температурами среды эксплуатации.
Подробнее этот эффект описан в данной статье.
Вторым методом ограничения тока СИД выбрана стабилизация мощности, описана здесь.
Доступные вам производители мне неизвестны, поэтому в списке не Linear, but Maxim-Dallas, выбранные за распространённость.

1. повышаюшие ИМС со стабилизацией мощности, входом отключения и внутренним силовым транзистором:
MAX1896, MAX1790, MAX8715, MAX1709, MAX1703, MAX1700, MAX1701, MAX618, MAX629.
2. повышаюшие ИМС со стабилизацией мощности, входом отключения и внешним силовым транзистором:
MAX668, MAX669, MAX608, их преимущество состоит в меньшей уязвимости при настройке схемы.
3. повышающе-понижающие ИМС с встроенным или внешним линейным стабилизатором и встроенной схемой повышающего импульсного преобразователя:
MAX1763, MAX1703, MAX1705, MAX1706, MAX1765, MAX710, MAX711, они ориентированы на использование в данном случае с аккумуляторами, т.к. последние обеспечивают меньшее напряжение. Пока входное напряжение батареи превосходит напряжение нагрузки, работает линейный стабилизатор, когда входное напряжение становится меньше напряжения нагрузки, линейный стабилизатор открывается полностью и включается повышающий импульсный преобразователь.

Ваша функция на данном этапе сводится к отбору доступных ИМС и чтению документации.

 

[OfK]

Итак, изучение прайслистов Хабаровских фирм показало, что в Ха ничего из этих микросхем нет. Прийдётся заказывать....
Немного изучил теорию... Наиболее привлекательный вариант - повышаюшие ИМС со стабилизацией мощности, входом отключения и внешним силовым транзистором. Основание - набольшая надёжность (на мой взгляд) и устойчивость к перегрузкам (за счёт внешнего транзистора).
Ну а какую конкретно использовать микросхему - это уже Ваш выбор. Критерий - доступность в Москве (хабаровские конторы заказывают микросхемы в основном в Москве). Ну и реальная, а не по даташитам, надёжность
СПАСИБО!!!!!

 

[Dhaitya]

Наиболее привлекательный вариант - повышаюшие ИМС со стабилизацией мощности, входом отключения и внешним силовым транзистором.

Вариант принят.

Ну а какую конкретно использовать микросхему - это уже Ваш выбор.

Выбраны, в порядке убывания пригодности:
MAX669, 668, 608.
668 имеет в своей конструкции компаратор пониженного напряжения, отключающий её при напряжении батареи 3В; 669 такого компаратора не имеет, для её отключения нужна внешняя ИМС компаратора или монитора понижения напряжения.

Критерий - доступность в Москве

Не занимаюсь вопросами маркетинга. В виде исключения убедился в наличии в "Митраконе".

Дополнение: возможным вариантом является LTC1871, также имеющаяся там в наличии.
Для детального поиска используйте http://www.efind.ru/ , ссылка на неё есть в оглавлении раздела.

 

[OfK]

Думаю, микросхемы фирмы "MAXIM-Dallas" более предпочтительный вариант. Т.к. они более распространены, да и цены приемлемые.
Давайте остановимся на MAX669. Всё равно заказывать прийдётся.....
Ещё раз псиб!

 

[angel]

Ofk,не все максы так доступны. Я полгода не мог купить для фонарика MAX1649 или MAX1651,потому что их нет в наличии.

 

[Dhaitya]

Вход 2.5В - 23В, выход - СИД 1Вт, до 40Вт по проекту.

1. Компоненты.
R1 - 100k - 500k, начальное значение - ~300k.
R2 - 1k - 100k, значение неважно.
R3 - 30mR - 200mR, начальное значение - 100mR. Составляется из планарных резисторов, включ. параллельно или из куска проволоки, обязательно - неиндуктивный. Сопротивления, имеющие выводы или обычные проволочные не подходят.
R4 - 0R56 - 0R75.
R5 - 360k-400k.
R6 - 24k
C1 - 100n - 4u7
C2 - 100n - 4u7
C3 - >100uFx6V3
C4 - >150uFx6V3
D1 - ДШ, 25Вх1А5 и более
Т1 - IRF7811, 7401 (FDS6680)
L1 - 10-15uH, ток насыщения не менее 2А.

2. Настройка.
Вначале СИД следует заменить обычным сопротивлением 12R, 1Вт. Регулируя значение R3, добиваются на нагрузочном резисторе напряжения ~3.5V.
Эффективность работы схемы зависит от частоты, которую устанавливают резистором R1.
(Значение L1 указано весьма примерно, точное число я могу получить при необходимости на матем. модели.)
К входу UVLO подключают выход монитора пониженного напряжения либо иного устройства, отключающего схему при необходимости; если во внешнем управлении нет необходимости, R2 можно заменить перемычкой. Цепь R5-R6 необходимой не является - она обеспечивает защиту выходного транзистора при ошибках настройки или сбоях управления, когда сигнал обратной связи по току дросселя может не считываться или иметь неверное значение из-за слишком малого R3. R4 также необходимым не является - от него можно избавиться, убедившись, что с ним СИД нагружен на 78-82% по току. При большей загруженности СИД рекомендуется увеличить значение R3.
Выводы 3 и 7 ИМС соединяются м/собой, но 0 батареи подключается к выв. 7, который должен быть соединён очень короткой и широкой дорожкой с R3, R6 и катодом C3. Можно использовать в кач. 0 одну сторону печатн. платы.

От данной схемы можно перейти к другому варианту SEPIC, д/чего понадобится ещё одна катушка, равная L1.

 

[Dhaitya]

Да, вот ещё: вы можете попробовать поработать с 668 (669), отключив выв. 9 от схемы и подключив его к точке соединения катода D1 и резистора R4 ч/резистор 10-100R. (к выв. 9 подключите ещё и анод конденсатора 10-100мкФ на 25В, а его катод - к 0). Фактически, я рекомендую вам сравнить работу ИМС в этих двух режимах.

 

[Andrey]

От данной схемы можно перейти к другому варианту SEPIC, д/чего понадобится ещё одна катушка, равная L1.

А у двух-катушечного КПД больше?

669 имеет в своей конструкции компаратор пониженного напряжения, отключающий её при напряжении батареи 3В; 668 такого компаратора не имеет, для её отключения нужна внешняя ИМС компаратора или монитора понижения напряжения.

Вроде по датащиту у max669 минимальное питание 1.8в , а у 668 - 3в ?
И еще, видимо я неправильно понял датащит, что 669 требует обязательно bootstrapped (т.е. питание ИС с собственного выхода), а 668 может работать и так и эдак?

Просто я когда собирался преобразователь собирать, на "всякий пожарный" заказывал lm3478 и max668 (что было из доступного в ЧиД).

 

[Dhaitya]

А у двух-катушечного КПД больше?

Формально - такой же, фактически - немного меньше из-за большей многослойности (при том же сердечнике) - потери в проводе возрастают.

Вроде по датащиту у max669 минимальное питание 1.8в , а у 668 - 3в ?

В моём сообщении были случайно переставлены. Исправил. Хорошо, что вы обратили внимание.

И еще, видимо я неправильно понял датащит, что 669 требует обязательно bootstrapped (т.е. питание ИС с собственного выхода), а 668 может работать и так и эдак?

Почему неверно поняли? Всё верно. 669 требует питание от выхода, поскольку, если вход будет <2.5В, то ИМС жёстко выставит скважность 50% и на малых нагрузках напряжение выхода превысит допустимое. Но напряжение на фиксированной нагрузке - ф-ция не только скважности, но и дросселя: если мы так расчитаем дроссель, что при напряжении на входе преобразователя 2.5В нужная скважность будет более 50%, то при продолжении снижения напряжения питания (а в нашем случае, 3АА, это далеко за отсечкой - элементы не смогут удерживать ток, но это и уже неважно) напряжение на выходе будет только падать.