가역 전압 변환기. 계획, 설명

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제안된 장치는 정전 시 백업 소스(예: 자동차에 설치된 발전기 및 전자 시계 펄스 카운터)에서 낮은 전류 소비로 휘발성 전자 장치의 비상 전원 공급을 위한 것입니다.

변환기(그림 4.1 참조)에는 백업 배터리 GB1, 요소 DD1.1 ... DD1.3의 마스터 생성기, D-플립플롭 DD2.1, DD2.2의 두 자리 카운터, 이중 3 채널 멀티플렉서 DD2 및 용량 성 저장 분배기 - 커패시터 C5 ... CXNUMX.

(확대하려면 클릭하십시오)

온보드 네트워크에 전압이 있는 경우 장치는 전압을 분할하고 GB1 배터리를 충전하는 모드에서 작동합니다. 버퍼 모드는 용량 성 전압 분배기의 커패시터 C3 ... C2 중 하나에 배터리를 병렬로 번갈아 연결하는 양방향 멀티플렉서 DD5에 의해 제공됩니다. 결과적으로 배터리는 온보드 네트워크 전압의 XNUMX/XNUMX에 해당하는 전압으로 충전됩니다.

네트워크에서 정전이 발생하면 변환기는 자동으로 백업 배터리 전압 곱셈 모드로 전환됩니다. 이 모드에서 커패시터 C2 .... C5는 GB3 배터리에서 DD1 멀티플렉서를 통해 순차적으로 충전되며 직렬로 연결되기 때문에 장치의 출력에서 XNUMX 중 배터리 전압과 동일한 전압이 생성되어 공급됩니다. 서비스되는 전자 장치뿐만 아니라 변환기 자체의 미세 회로도 있습니다.

멀티플렉서 제어 신호는 버퍼 요소 DD2.1을 통해 약 2.2kHz의 반복 속도로 펄스 발생기의 출력에 연결된 카운터의 출력(DD1.3, DD5)에서 나옵니다. 전압 증배 모드에서 컨버터 노드는 출력 전압에 의해 전원이 공급되기 때문에 초기 시동을 위해 온보드 네트워크의 전압을 전원 회로에 잠시 적용해야 합니다. 발전기가 자가 여자된 후 컨버터는 배터리 GB1에서 작동합니다. 장치를 전자 시계의 백업 전원으로 사용하려는 경우 요소 DD1.1, DD1.2의 생성기가 필요하지 않을 수 있습니다. 마스터 클록 생성기로 완전히 교체할 수 있습니다. 이렇게 하면 컨버터에서 소비하는 전류가 10...20μA 수준으로 감소합니다.

테스트에서 알 수 있듯이 직렬로 연결된 1개의 D-0,25 배터리에서 GB68 배터리를 사용할 때 저항이 150kOhm(부하 전류 - 10,1μA)인 부하에서 변환기의 출력 전압은 10,8V이고 유휴 모드에서 - 561V. K12 시리즈 초소형 시계의 비상 전원 공급을 위해 자동차에 장치를 설치할 때 디커플링 다이오드를 통해 4V의 전압으로 온보드 네트워크에 연결할 수 있으므로 변환기 과부하를 방지합니다. . 컨버터를 조정할 필요는 없지만 백업 배터리의 전압이 561V를 초과해서는 안 된다는 점을 염두에 두어야 합니다. 그렇지 않으면 출력(증배) 전압의 진폭이 입력 신호의 최대 허용 전압을 초과하게 됩니다. K80 시리즈 마이크로 회로의 경우 실패로 이어질 것입니다. 컨버터에 디커플링 다이오드와 트랜지스터 스위치가 없기 때문에 최대 90~XNUMX%의 효율을 제공합니다.

단순성, 기능의 가역성, EMF가 낮은 백업 소스에 대한 버퍼 모드 구현 가능성을 통해 설명된 전압 변환기를 메모리가 있는 다양한 장치의 비상 전원으로 사용할 수 있습니다. GB1 배터리의 과충전 가능성을 제거하려면 멀티플렉서의 단자 3과 13의 전압이 GB1 배터리의 전압을 초과하지 않도록 선택하여 장치의 공급 전압을 안정화하는 것이 좋습니다.

백업 소스의 활성화가 드물고 단기적인 경우 배터리의 과충전을 방지하기 위해 다이오드에 의해 분로된 전류 제한 저항을 직렬로 연결하는 것으로 충분합니다. 저항은 자체 방전 전류와 동일한 충전 전류를 제공하는 조건에서 선택됩니다. 전압 증배 모드에서 배터리는 개방형 다이오드를 통해 멀티플렉서에 연결됩니다.

저자: Semyan A.P.

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