권선 요소가 없는 자동차 노트북 전원 공급 장치. 계획, 설명

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대부분의 랩톱에 전원을 공급하려면 약 19V의 정전압이 필요하며, 이를 위한 알려진 자동차 전력 변환기 회로는 변압기 또는 저장 초크를 사용하는 승압 펄스 변환기의 원리에 따라 구축됩니다. 이와는 달리 제안된 장치는 다이오드-커패시터 전압 더블러가 있는 푸시-풀 인버터를 구현합니다.

출력 전압의 안정화는 SHI(펄스 폭) 조정 방법으로 수행됩니다.

주요 기술 특성

입력 전압, V ....... 11 ... 15
출력 전압, V ....... 19
최대 출력 전류, A ....... 4,7
효율성, % .......61...83
변환 주파수, kHz ....... 25
치수, mm ....... 130x85x60
무게, kg ....... 0,6

쌀. 1 (확대하려면 클릭)

장치의 구성표가 그림에 나와 있습니다. 1. 이 장치는 푸시풀 SHI 컨트롤러인 특수 칩 KR1114EU4(DA1)를 기반으로 합니다. 이 미세 회로는 제어된 지속 시간으로 직사각형 펄스를 생성합니다. 요소 C4 및 R7은 미세 회로의 내부 발진기 주파수를 약 25kHz로 설정하고 분배기 R3R4는 펄스 사이의 최소 일시 중지를 약 8μs(펄스 반복 주기의 약 20%)로 설정합니다. 이 일시 중지는 스위칭 중에 트랜지스터를 통한 전류 흐름을 방지합니다. 안정화 피드백은 전압 분배기 R1R2R6과 DA1 칩의 내부 연산 증폭기를 사용하여 이루어집니다. 이 연산 증폭기의 입력(DA1 칩의 핀 2 및 1)은 피드백 및 기준 전압 신호를 수신하고 제어 전압은 연산 증폭기의 출력(DA3 칩의 핀 1)에서 형성됩니다.

커패시터 C1은 컨버터 출력에서 나오는 전압 리플을 평활화합니다. 연산 증폭기의 주파수 보정은 요소 R5 및 C3의 회로를 통해 수행됩니다. DA1 칩(핀 8-11)의 출력(출력 트랜지스터의 컬렉터 및 에미터)은 브리지 회로에 연결된 두 쌍의 강력한 트랜지스터 VT1-VT4에서 인버터를 제어합니다.

Schottky 정류기 VD1-VD4 및 커패시터 C5-C7을 포함하는 전압 배가기가 인버터 출력에 연결됩니다. 저항 R9 및 R12는 DA1 칩의 출력 전류를 0,17 ... 0,25 A로 제한하므로 과부하를 방지하기 위해 트랜지스터 VT1-VT4의 기본 전류를 제한합니다. 이 트랜지스터의 베이스를 통과하는 전류는 컬렉터의 전류를 5 ... 10 A 수준으로 제한하도록 선택됩니다.

더블러는 이렇게 작동합니다. 마이크로 회로의 핀 8과 9 사이에 내부 트랜지스터가 열려 있다고 가정합니다. 이때 트랜지스터 VT1과 VT4는 열려 있고 VT2와 VT3은 닫혀 있습니다. 이 경우 커패시터 C5는 다이오드 VD1을 통해 충전되고 C6 ~ VD4는 부하를 공급하는 커패시터 C7에 전하를 공급합니다. 그런 다음 마이크로 회로의 내부 출력 트랜지스터와 트랜지스터 VT1 및 VT4가 모두 닫히는 일시 중지가 이어집니다. 잠시 후 마이크로 회로의 핀 10과 11 사이에서 내부 트랜지스터가 열리고 트랜지스터 VT2와 VT3이 열리고 VT1과 VT4는 닫힌 상태를 유지합니다. 이때 커패시터(C6)는 다이오드(VD2)를 통해 충전되고 커패시터(C5~VD3)는 커패시터(C7)에 전하를 공급한다. 그런 다음 일시 중지가 다시 이어지고 그 동안 모든 트랜지스터 VT1-VT4가 닫히고 프로세스가 반복됩니다. 커패시터 C2는 입력 전원 회로의 간섭을 억제하고 컨버터에서 생성된 임펄스 노이즈가 차량의 온보드 네트워크로 침투하는 것을 방지합니다.

입력 전압이 최소 허용 값(10...11V이며 부하 전류에 따라 다름) 아래로 떨어지면 컨버터가 전압 안정화 모드를 종료하고 출력 전압이 감소합니다.

권선 요소가 없는 자동차 노트북 전원 공급 장치
그림. 2

장치의 조립 보드 모양이 그림에 나와 있습니다. 2. 칩 KR1114EU4(DA1)는 아날로그 MB3759R, TL494CN, KA7500V, IR9494로 교체할 수 있습니다. 트랜지스터 KT8102B(VT1, VT3) 및 KT8101B(VT2, VT4) 대신 각각 KT8102A 및 KT8101A를 사용할 수 있습니다. 트랜지스터 VT1 및 VT2는 하나의 방열판, P "3 및 VT4에 다른 방열판에 설치해야합니다. 각 방열판의 면적은 약 200cm2입니다. 기본 전류 전달 계수가 낮은 상보 쌍 트랜지스터 , 더 많은 전압 강하 및 방열이 있으므로 공통 방열판에 대한 각 암 브리지에 트랜지스터를 설치하면 방열판에서 트랜지스터를 전기적으로 절연할 필요 없이 열 조건을 균등화할 수 있습니다.

쇼트키 다이오드 2D219A(VD1-VD4)는 2D219, 2D2998, KD2998 시리즈의 다른 제품으로 교체할 수 있습니다. 이 다이오드는 방열판 없이 설치됩니다. MBR1035, MBR1045, KD271-KD273을 인덱스 "A" 또는 "AC"와 함께 사용하여 각 다이오드를 10 ... 15 cm2 면적의 별도 방열판에 설치하거나 다음과 같은 일반 방열판의 절연 개스킷을 통해 설치할 수 있습니다. 60cm2의 면적. KD271, 273D213, 2D231, 2D251, 2D252, 2D2992, KD2-KD2993 시리즈뿐만 아니라 다른 인덱스가 있는 다이오드 KD2995 - KD2997도 적합하지만 다이오드당 방열판 면적을 25cm2로 늘려야 합니다.

산화물 커패시터 C2, C5-C7은 최소 3A의 허용 가능한 펄스 전류용으로 설계되어야 하며 가능한 가장 낮은 등가 직렬 저항(ESR)을 가져야 합니다. 즉, "낮은 ESR" 범주에 속해야 합니다. 이는 출력 전압 리플을 줄이고 장치의 신뢰성을 향상시킵니다. 예를 들어 WL, TL 또는 TZ 시리즈의 Jamicon 커패시터가 적합합니다. 필요한 경우 각각을 병렬로 연결된 여러 개의 동일한 커패시터로 교체할 수 있습니다. 이 경우 허용 가능한 펄스 전류는 연결된 커패시터의 수에 비례하여 증가한다고 잠정적으로 가정할 수 있습니다.

장치의 전원 회로에는 상당한 임펄스 전류가 흐르기 때문에 인쇄 회로 기판을 배선할 때 장치의 전원 부분에 사용되는 공통 와이어와 양극 전원 버스를 해당 저전압 도체에 연결하는 것이 중요합니다. -커패시터 C2 단자의 전류 부분. 그렇지 않으면 장치의 생성 실패 및 기타 오작동이 발생할 수 있습니다.

튜닝 된 저항 R1의 엔진은 컨버터의 출력 전압을 설정하며 18 ~ 20V 범위가 될 수 있습니다. 온보드 네트워크에 대한 컨버터 입력과 랩탑에 대한 출력의 연결은 이전 디자인과 동일한 방식입니다.

저자: K. 가브릴로프

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