Использование аудио ОУ LM1875 не по прямому назначению. Часть 2 - Конструкция

Часть 1

Часть 4 – устройство идентификации и индикации факта перехода ИП в режим ограничения тока (правая нижняя часть схемы Рисунка 1).

Как следует из справочного листка на L200, переход этого стабилизатора в режим ограничения тока происходит при напряжении между выводами 5 и 2 (V5-2) равном 0.45 В. Однако это типовое значение. На самом деле V5-2 может варьироваться от 0.38 В до 0.52 В в зависимости от экземпляра микросхемы L200. Как было выяснено, у экземпляра L200, использованного автором, этот переход осуществлялся при V5-2 = 0.42 В – 0.43 В. Цель устройства, во-первых, как-то идентифицировать этот переход, и, во-вторых, индицировать его с помощью светодиода.

Поскольку работать с такими малыми напряжениями (0.42 В – 0.43 В) очень неудобно, вначале необходимо, во-первых, усилить V5-2 раз в 20 с помощью усилителя и, во-вторых, привязать выходное напряжение этого усилителя к «земле», поскольку сами потенциалы V5 и V2 близки к выходному напряжению L200. Эту задачу с успехом выполняет классический дифференциальный усилитель (ДУ) с привязкой выходного напряжения к «земле», построенный на ОУ DA4.2 и четырех резисторах R10 – R13. Коэффициент усиления, KУ, этого ДУ равен отношению резисторов: KУ = R10/R11 = R12/R13 = 19.6 (т.е. около 20), а привязка выходного напряжения к «земле» осуществляется заземлением входа опорного напряжения ДУ: это верхний по схеме вывод R10. На вход ДУ подается V5-2. Таким образом, при V5-2 = 0.42 В – 0.43 В выходное напряжение ДУ будет изменяться в пределах 8.23 В – 8.43 В (при KУ = 19.6) и 8.4 В – 8.6 В (при KУ = 20), что нетрудно подсчитать. Далее это напряжение подается на вход триггера Шмитта (ТШ), построенного на ОУ DA4.3 и четырех резисторах R14 – R17. Этот ТШ представляет собой обычный компаратор, на инвертирующий вход которого (вывод 9 DA4.3) подается выходное напряжение с выхода ДУ, а на неинвертирующий вход (вывод 10 DA4.3) – опорное напряжение, снятое с делителя (R14 – R16) напряжения питания (+34 В). Положительная обратная связь (ПОС) с помощью резистора R17 превращает этот компаратор в ТШ, имеющмй два устойчивых состояния: это сброшенное состояние (reset), при котором выходное напряжение находится в высоком уровне (близком к напряжению питания) и взведенное (set), при котором выходное напряжение находится в низком уровне (почти «земля»). Если выход ТШ находится в высоком уровне, то резистор R17 оказывается параллельно подключен к резисторам R14 и R15, которые в сумме составляют 10 кОм (при среднем положении движка R15). В этом случае напряжение верхнего порога переключения ТШ VВП = 8.56 В (что нетрудно подсчитать). Если выходное напряжение ТШ находится в низком уровне, то R17 оказывается подключен параллельно R16. В этом случае напряжение нижнего порога ТШ VНП = 7.62 В (что также нетрудно подсчитать). Гистерезис ТШ составляет VВП – VНП = 8.56 В – 7.62 В = 0.94 В (т.е. около 1 В). Таким образом, в исходном состоянии, т.е. когда выходное напряжение ДУ меньше 8.56 В, выходное напряжение ТШ находится в высоком состоянии. Но как только выходное напряжение ДУ достигнет 8.56 В, выходное напряжение ТШ скачком переключится в низкий уровень (не забываем, что ТШ инвертирующий). При уменьшении напряжения ДУ и при его достижении нижнего порога (7.62 В), выходное напряжение ТШ опять скачком переключится в высокий уровень. Подстройка порога переключения ТШ осуществляется резистором R14. Таким образом и происходит идентификация перехода L200 в режим ограничения тока (и обратно – в режим стабилизации напряжения).

Для индикации этих двух состояний ТШ используется полноцветный RGB светодиод ARL-5613RGBW/4A с общим анодом (ОА) и матовой линзой диаметром 5 мм (LED3, Рисунок 2) и еще один компаратор, построенный на ОУ DA4.4. К контактам светодиода (красному, зеленому и ОА) припаян 3-проводный кабель, на втором конце которого расположено 3-контактное цанговое гнездо SIP-3 (X5', Рисунок 2). Это гнездо подключается к 3-контактному штыревому цанговому разъему X5, расположенному на плате. В качестве опорного напряжения компаратора используется опорное напряжение для ТШ (около 8 В), т.к. оно достаточно далеко как от напряжения питания (+34 В), так и от напряжения «земли» (почти 0 В). Это напряжение через резистор R20 подключается к неинвертирующему входу ОУ DA4.4 (вывод 12). А выход ТШ через резистор R19 подключается к его инвертирующему входу (вывод 13). Резисторы R18 и R21 – токоограничивающие. Если выходное напряжение ТШ находится в высоком уровне (штатный режим работы), то выходное напряжение компаратора на DA4.4 (вывод 14) находится в низком уровне, т.к. компаратор инвертирующий. В этом случае на катод красного светодиода подается почти напряжение питания (так же, как и на анод), поэтому красный светодиод гореть не будет. А вот на катод зеленого светодиода подается низкий уровень напряжения (с выхода компаратора), поэтому зеленый светодиод будет гореть. При возникновении перегрузки по току зеленый светодиод гаснет, а красный зажигается.

Несмотря на такое достаточно «пространное» объяснение принципа работы платы, она достаточно миниатюрна (см. далее). Как ни странно, счетверенный ОУ MC34074 (стоимостью около 20 руб.) почти в 5(!) раз дешевле сдвоенного MC34072 (70 – 110 руб.), так что стоимость комплектующих платы также невысока.

Помимо платы в ИП используются следующие дополнительные компоненты (Рисунок 2). Это трансформатор ≈ 220/36 В (Т1) мощностью в 50 Вт, выпрямитель на диодах VD1 – VD4, сглаживающий конденсатор C1, светодиоды LED, LED2 (со своими токоограничительными резисторами R1 – R4), индицирующие наличие выходных напряжений, клеммы B1 – B3, к которым подключаются выходные напряжения ИП и дублирующий выходные напряжения разъем РС4ТВ(В) – X1. О резисторах R4' и R5' уже упоминалось выше.

Размах пульсаций выходных напряжений ИП при токе 1 А не превышает 2 мВ, при токе 0.5 А – 1 мВ, при меньшем токе – меньше 1 мВ.

  1. Дополнительные материалы к статье

ООО «Мегател», ИНН 3666086782, ОГРН 1033600037020

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 2020
сейчас смотрят 24
представлено поставщиков 1570
загружено
позиций
25 067 862