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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 측정 장치에 전원을 공급하기 위한 마이크로컨트롤러의 전압 변환기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 전압 변환기, 정류기, 인버터 제안된 장치는 3V DC-9V DC 컨버터로 66볼트 크로나 배터리 크기로 제작되어 자체 전원 측정기에서 이를 대체하기 위한 것이다. 81차 전압 소스 - AAA 크기의 염 또는 알카라인 갈바닉 전지 XNUMX개. 동일한 크기의 Ni-MH 배터리를 사용할 수 있습니다. 컨버터 효율 - XNUMX...XNUMX%. 변환기 회로는 그림에 나와 있습니다. 1. 주요 구성 요소는 내부 RC 발진기에 의해 클럭되는 ATtiny13A-SU(DD1) 마이크로 컨트롤러입니다. 승압 전압 변환기는 트랜지스터 VT1, 인덕터 L1, 쇼트키 다이오드 VD1 및 커패시터 C4에서 구현됩니다. 트랜지스터 VT2는 마이크로컨트롤러의 "절전" 모드에서 변환기의 부하를 차단합니다. 제너 다이오드 VD2 및 저항 R5는 부하 중단(종료) 시 컨버터의 요소를 보호합니다. 정상 작동 시에는 보호 회로를 통과하는 전류가 없습니다.
컨버터는 일정한 부하에서 작동하도록 설계되었습니다. 출력 전압이 안정화되지 않고 공급 전압에 따라 달라집니다. 예를 들어 전원이 7,6V로 떨어지면 2,5V로 떨어집니다. 기본 전원의 에너지를보다 완벽하게 사용하고 출력 전압을 주어진 수준으로 유지하기 위해 DD1 마이크로 컨트롤러는 컨버터를 시작할 때 출력 전압을 확인합니다. 이를 위해 트리머 저항 R4의 출력 전압 일부가 내장 전압 비교기의 입력 모드에서 작동하는 마이크로 컨트롤러의 입력 PB4에 공급됩니다. 트랜스듀서의 모든 구성 요소는 양면이 적층된 48mm 두께의 유리 섬유로 만들어진 26x1mm 보드에 배치됩니다. 부품의 도면 및 배열은 그림 2에 나와 있습니다. 0,3. 부품이없는 보드 측면에는 배터리 연결용 접점 10 개가 해당 구멍에 납땜되어 있습니다. 접점은 5mm 두께의 황동 시트에서 절단됩니다. 접점의 높이는 8mm, 너비는 2...1,5mm, 구멍에 납땜하기 위한 꽃잎의 길이는 XNUMXmm, 너비는 XNUMXmm입니다.
산화물 커패시터는 TECAP 크기 D이고 다른 커패시터와 저항은 표면 실장을 위한 크기 1206입니다. 트리머 저항 R4 - SP3-19a-0,5W, 인덕터 L1 - LQH43CN101K. 인덕터의 선택은 컨버터의 효율에 상당한 영향을 미칩니다. 예를 들어 위에서 언급한 초크를 약간 더 큰 RLB0712로 교체하면 효율이 3~5% 증가하지만 안타깝게도 컨버터의 크기가 Krona 배터리의 크기를 넘어섭니다. 이 인덕터를 보드에 장착하기 위해 L1'로 표시된 구멍이 있는 접촉 패드가 제공됩니다. "거짓말" 위치에 장착됩니다. VD1과 같은 컨버터 옵션 중 하나에 원래 사용된 BAT41 다이오드를 MBR0540으로 교체하면 효율을 2% 높일 수 있습니다. 부품 측면에서 조립된 트랜스듀서의 모습이 그림에 나와 있습니다. 3, 배터리 설치 측면에서-그림에서. 4.
쌀. 그림 4. 배터리가 장착된 측면에서 조립된 컨버터의 모습 마이크로컨트롤러 프로그램은 37500비트 고속 PWM 타이머와 아날로그 비교기를 사용합니다. PWM을 사용하는 펄스 반복 주파수는 9,6Hz로 선택됩니다. 이는 0MHz의 마이크로 컨트롤러 클록 주파수에서 가능한 최대값입니다. 내부 기준 전압 소스는 아날로그 비교기의 비반전 입력 AI NXNUMX에 연결됩니다. 테이블
1 - 프로그래밍되지 않음
마이크로 컨트롤러의 PB4 핀에 공급되는 제어된 출력 전압은 ADC 멀티플렉서를 통해 AIN1 비교기의 반전 입력에 공급됩니다. ACO 비교기의 출력 상태는 타이머 오버플로 인터럽트 핸들러 T0에 의해 확인됩니다. ACO=1일 때 타이머 비교 레지스터의 값이 증가하여 변환기의 트랜지스터 VT1을 제어하는 펄스의 듀티 사이클이 증가합니다. ACO=0인 경우 출력 전압이 이미 설정된 9V에 도달했기 때문에 이 값은 변경되지 않습니다. 컨버터 오프 타이머는 소프트웨어로 구현되며 타이머 T0의 인터럽트에 의해 감소되는 카운터입니다. 이 카운터의 레지스터에 기록된 초기 값은 N=T 공식을 사용하여 프로그램에 의해 계산됩니다.오프37500, 여기서 T오프 - 셧다운 전 컨버터의 필요한 지속 시간, s; 37500 - 제어 펄스 반복 주파수, Hz. 프로그램은 T오프=900초(15분). 이 시간이 지나면 마이크로컨트롤러는 "절전 모드"가 되어 POWER DOWN 마이크로 전력 소비 모드로 전환됩니다. 옵션 버튼 SB1을 사용하여 컨버터를 제어할 수 있습니다. 이 버튼의 연결은 그림의 다이어그램에 나와 있습니다. 점선으로 1. 이 버튼을 눌러 생성된 외부 인터럽트 요청은 "절전" 마이크로컨트롤러를 작동 모드로 되돌립니다. 변환기가 실행되는 동안 클릭하면 마이크로 컨트롤러가 작업에서 "절전"모드로 전환되어 변환기가 꺼집니다. 다양한 모드에서 버튼을 작동하기 위해 프로그램은 0,5초 동안 지연을 생성합니다. 마이크로 컨트롤러의 "절전"모드에서 변환기는 6 ... 10μA 만 소비하므로 SA1 스위치에 버튼이 있으면 필요하지 않으며 점퍼로 교체하여 생략 할 수 있습니다. SB1 버튼이 없으면 종료 타이머가 만료된 후 1분 후에만 SA2 스위치로 컨버터를 켤 수 있습니다. 이 시간 동안 스위치가 열린 상태에서 마이크로컨트롤러는 커패시터 CXNUMX에 저장된 에너지를 소비하고 "절전" 모드에 있습니다. 변환기는 9V의 공급 전압이 필요한 특정 유형의 측정 장치에 묶이지 않고 설계되었습니다. 이러한 장치의 수정은 SA1 스위치 또는 SB1 버튼을 설치하는 것으로 귀결됩니다. 편의상 소형 커넥터를 사용하여 변환기에 연결할 수 있습니다. 변환기를 Krona 배터리로 역 교체해도 문제가 발생하지 않습니다. L1 인덕터를 제외한 모든 부품을 보드에 장착하고 개방 및 단락을 확인한 후 R4 저항 슬라이더를 중간 위치로 설정하고 마이크로 컨트롤러 프로그래밍을 진행합니다. 기사에 첨부된 CONVERTER-DC2.hex 파일의 코드는 마이크로컨트롤러 프로그램 메모리에 로드되어야 합니다. 구성은 표에 따라 프로그래밍해야 합니다. 마이크로컨트롤러 제조업체에서 프로그래밍한 CKDIV8 비트는 프로그래밍 해제해야 합니다. 프로그래머와의 연결에 필요한 모든 패드를 보드에서 사용할 수 있습니다. 프로그래머가 5V의 공급 전압으로 만 작동하는 경우 마이크로 컨트롤러의 전원 공급 회로에 동일한 전압을 적용하십시오. 성공적인 프로그래밍 후에 보드에 3V의 전압을 공급해야 합니다. 변환기를 사용할 미터에서 끌어온 전류를 측정하고 변환기에 적절한 저항 저항을 로드합니다. 인덕터 L1을 제자리에 설치한 후 컨버터에 전원을 인가하고 튜닝 저항 R4로 출력 전압을 조정하여 9V와 같습니다. 트리밍 저항 슬라이더를 회로에 따라 더 낮은 출력으로 이동하면 출력 전압이 증가하고 반대 방향으로 감소합니다. 프로그램은 전원이 켜지거나 마이크로컨트롤러가 절전 모드에서 깨어날 때만 출력 전압을 변경합니다. 인버터를 끄고 실제 부하를 연결한 다음 다시 켜십시오. 전압이 필요한 전압과 다른 경우 트리밍 저항 R4로 수정하십시오. 그런 다음 G1 및 G2에서 끌어온 전류를 측정하고 컨버터 효율을 계산합니다. 내가 만든 샘플 중 하나는 공급 전압 74V에서 3%, 64V에서 2%로 나타났습니다. RLB0712 인덕터가 설치된 컨버터를 사용하면 효율이 각각 78% 및 66%입니다. , 얻었다. 입력 전압 3V 및 부하 전류 6mA에서 출력 전압이 9,2V로 설정되면 입력 전압 2V에서 8,5V로 감소합니다. 공급 배터리가 더 방전되면 출력 전압이 6,5V로 떨어지면 측정기 표시기에 배터리 부족 기호가 나타납니다. 컨버터 사본을 두 개 만들었습니다. 하나는 DT930F+ 멀티미터에 전원을 공급하기 위한 것이고 다른 하나는 MY6243 커패시턴스 및 인덕턴스 미터용입니다. 이러한 장치에는 취침 타이머가 없으므로 건망증으로 인해 배터리가 완전히 소모되는 경우가 드물지 않았습니다. 변환기를 설치하면 이러한 문제가 중지되었습니다. 마이크로컨트롤러 프로그램은 ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/conv.zip에서 다운로드할 수 있습니다. 저자: N. 살리모프
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