Вихідні лінії портів MK можуть самі служити джерелом живлення для зовнішніх малопотужних пристроїв Судячи з ВАХ ідеалізованого MK, реально віддається струм в навантаження з однієї лінії порту становить 8 .. 10 мА при вихідному напрузі +47 В і 40 .. 50 мА при вихідному напрузі +33 В Тут важливо лише стежити за температурою корпусу MK, щоб він не перегрівався при тривалій експлуатації в режимі джерела харчування

Щоб підключити потужнішу навантаження і отримати більш високу та стабільну напругу на виході, застосовують схемотехнику, апробовану в DC / DC-перетворювачах, де MK одночасно виступає і генератором сигналів ШІМ, і вимірником напруги зворотного звязку, і граничним пристроєм, що відключає харчування в аварійних ситуаціях

У силовій електроніці основними проблемами при розробці DC/DC- перетворювачів вважаються великі габарити електролітичних конденсаторів і котушок індуктивності Зменшити їх розміри можна вибором високої тактової частоти задає генератора і застосуванням сучасних ЕРІ

Наприклад, електролітичні конденсатори, застосовувані у фільтрах харчування, діляться на алюмінієві (низька ціна, струми витоку 4 .. 40 МК А) і танталові (широкий діапазон температур, струми витоку 03 .. 8 МК А) І в першому, і в другому випадку краще використовувати нові конденсатори «Нові» не в сенсі не паяні «залежалися» K50-6, K50-12, а зарубіжні конденсатори останніх років розробки з поліпшеними характеристиками матеріалів, гарними електричними параметрами і надзвичайно малими розмірами

По частині котушок індуктивності теж намітився прогрес Зокрема, виготовляються котушки індуктивності 01 .. 1000 МК Гн, зовні дуже схожі на звичайні резистори OMJIT-05 Їх типові параметри (серія EC36 фірми Mobicon): добротність 50 .. 75, частота резонансу 50 МГц, робочий струм 01 .. 09 А, опір 004 .. 17 Ом Загальне правило – чим менше індуктивність, тим більше максимально допустимий струм, і навпаки

Якщо потрібне подальше зменшення габаритів конструкції, то переходять на конденсатори і котушки індуктивності в SMD-виконанні для поверхневого монтажу Вони мініатюрні, безвиводние, а за параметрами мало в чому поступаються корпусним аналогам (Табл 215)

Таблиця 215 Основні параметри SMD-конденсаторів і SMD-индуктивностей

Тйпоразмер корпусу

0402

0603

0805

1206

1812

«Бочка»

Ємність конденсатора С [мкФ]

10+.001

10+.022

10+.1

10+.22

Напруга конденсатора [В]

25..50

16..50

16..100

16..100

Індуктивність L [мкГй]

0001..012

0002..47

0002..47

0002..22

0001..1

1..1000

Струм через котушку /Nbvx [МА]

250..300

15..850

100..1000

55..1200

55..1500

330..7000

Схеми джерел живлення на базі MK можна умовно розділити на безиуктівние (Мал 299, а .. н) і з ключовими перетворювачами (Мал 2100, а .. д)

Рис 299 Схеми без індуктивних джерел живлення на базі MK (початок):

а) стабілізатор DA1 підтримує незмінним вихідна напруга +3 В при струмах навантаження до 20 .. 30 мА Для збільшення струму, треба запараллелить два і більше виходу MK Основна вимога до мікросхемі DA1 – Як можна менший власне споживання струму

б) малопотужний джерело живлення, напруга на виході якого регулюється скважностью імпульсів в каналі ШІМ Резистор R1 обмежує струм короткого замикання в навантаженні на загальний провід Спільно з конденсатором C1 він входить до ФНЧ, який згладжує пульсації Максимальна вихідна напруга +5 В досягається лише при високоомній навантаженні

в) напруга живлення, що подається на годинник A1, стабілізується на рівні 16 .. 18 В світлодіодом Я / 7, який одночасно служить індикатором включення

г) подвоювач напруги на елементах C7, C2, VD1, VD2 Три лінії MK Запаралеленими для підвищення вихідної потужності Частота генерації імпульсів меандра 20 .. 50 кГц Ідеального подвоєння з 5 до 10 В отримати не вдасться через падіння напруги на діодах VD1, VD2

д) формувач двох негативних напруг на елементах C1 .. C4, VD1 . VD4 Для підвищення вихідної напруги діоди рекомендуються Шоттки, бажано високочастотні, або, на крайній випадок, германієві Д9

е) буферна мікросхема DD1 знижує навантаження по струму на MK Частота генерації 1 .. 100 кГц Заміна 7) 7) 7 – будь-який потужний КМОП-інвертор/повторітель

Рис 299 Схеми без індуктивних джерел живлення на базі MK (продовження):

ж) стабілізатор негативної напруги з силовим ключем на транзисторі VT2 і підвищеним харчуванням +12 В Мікросхема DA1 повинна мати низький струм споживання

з) високоточний програмований по шині PC джерело живлення на 8-розрядному ЦАП DA1 фірми Maxim / Dallas

і) два ізольованих і гальванічно розвязаних між собою джерела живлення Мікросхема DA1 містить аналогові ключі, які комутуються сигналами основної та подвоєною частоти від двох виходів MK

к) мультіфазную діод-конденсаторний помножувач напруги на елементах VD1 . VD6, С/..С6снізкопотребляющім стабілізатором на мікросхемі DA1 На виходах МК повинна генеруватися «біжучий одиниця» з частотою проходження імпульсів десятки кілогерц

Рис 299 Схеми без індуктивних джерел живлення на базі MK (закінчення):

л) аналогічно Рис 299, до, але без стабілізації напруги і з протівофазного сигналами на виходах MK Після подачі живлення +5 В в момент початкового заряду ємностей конденсаторів C1 .. C3 виходи MK відчувають короткочасне перевантаження по струму

м) регульоване джерело постійної напруги Еп на базі ЦАП з матрицею «R-2R» н) частота генерується сигналу на виході МК повинна становити десятки кілогерц Резистори R1, Я2огранічівают пускові струми Конденсатори C6, C7сніжают радіоперешкоди

Рис 2100 Схеми ключових джерел живлення на базі MK (початок):

а) максимально спрощений варіант ключового DC / DC-перетворювача без зворотного звязку Вихідна напруга в навантаженні RH становить 30 В при струмі 20 мА

Рис 2100 Схеми ключових джерел живлення на базі MK (закінчення):

б) ключовий DC / DC-перетворювач використовує енергію, яка запасається в котушці індуктивності LL Частоту генерації визначає MK, як правило, не більше 100 кГц Елементи VD1, C1 випрямляють і згладжують імпульси, а параметричний стабілізатор R1, VD2 підтримує вихідна напруга на рівні +12 В Аналогові ключі мікросхеми DA1 витримують струм навантаження на порядок вище, ніж допускається для портів MK Відповідно потужність навантаження може бути набагато більше Для виключення DC / DC-перетворювача на виході MK слід виставити будь постійний рівень, проте краще НИЗЬКИЙ (а не ВИСОКИЙ), щоб економити електроенергія і не перегрівалася обмотка котушки індуктивності L1 \

в) висока напруга, що генерується імпульсним DC / DC-перетворювачем, «пробиває» повітряний зазор між загостреними контактами XI, X2 Індикатор HL1 мигає при кожному проходженні імпульсу ВИСОКОГО рівня з виходу MK Діод VD1 захищає базу транзистора VT1 від наведень Стабилитрон VD3 підбирається експериментально

г) елементи L1, R1, VT1, VD1, C1 утворюють нерегульований DC / DC-перетворювач напруги, що працює на частоті 53 кГц ККД джерела становить 64% при потужності в навантаженні 280 мВт і шпаруватості імпульсів, генеруються з виходу MK, 30% Транзистор VT2 періодично підключає навантаження RH до загального проводу Якщо регулювати шпаруватість в каналі ШІМ нижнього виходу MK, то буде змінюватися середній струм в навантаженні

д) двухтранзісторного підвищуючий DC / DC-перетворювач напруги для живлення підсвічування кольорового РК-модуля Транзистор VT1 виконує функцію захисного буфера і не дає відкриватися транзистору VT2 при рестарт MK

Джерело: Рюмік, С М, 1000 і одна мікроконтролерна схема Вип 2 / С М Рюмік – М: ЛР Додека-ХХ1, 2011 – 400 с: Ил + CD – (Серія «Програмовані системи»)