🎢 🔍 🍩 开发具有正弦输出的低功率备用电源。第3部分。处理错误 🏻 🎒 ♾

前言

系列文章“ 开发具有正弦输出的低功率备用电源 ”描述了为加热系统的循环泵设计和创建RIP的过程。在故事的第二部分，作者向~~国际社会~~提出了更多有经验的开发人员的建议，并妨碍了正在开发的设备的电路。就像他们说的那样，一个人的想法并不坏，但是哈布拉的集体思想-Geektimes.ru资源的居民和easyelectronics.ru社区的用户好一个数量级在详细讨论了所建议的电路解决方案之后，就对错误进行了处理。电路发生了一些关键的变化，变化不大。在本文中，我将尝试通过必要的计算等方法对方案进行更改。

抒情离题

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我们将开始了解初始方案。在分析过程中，并考虑到用户的评论，我们将使电路达到可行版本的完美。

接下来，将介绍发生变化的电路的各个节点，最后介绍在CAD Dip Trace中设计的通用电路。

电源方案

基于1％LDO稳定器的电源未更改。尽管许多人表示赞成用普通的LM7805代替5伏LDO，但他们认为LMK外壳会消耗很多功率。毕竟，5伏总线上的功耗约为250-300 mA，就功耗而言：P =（Uin-Uout）* I =（12-5）* 0.3 = 2.1W。 SOT-223的情况简直是天高。

5伏电源总线上的主要电流消耗将由LCD显示屏选择。 LCD背光不是恒定的，基本上它将被关闭，因此该总线上的电流消耗将是原来的一半。也就是说，我们需要消耗1W的功率。为此，请按照注释中的提示在印刷电路板上选择合适的多边形，这样就不会有问题。

在3.3伏总线上，板上带有多边形的LDO应该可以正常工作，而不会出现任何问题或过热。

在评注中，对于这些类型的LDO NCP1117STxx的输出电容，有意见认为，它们对于稳定器的稳定运行至关重要。让我们看一下数据表：

据我从该图可以理解，几乎任何容量为47微法拉及更高的电容器都会使LDO进入稳定的工作模式，而拥有哪种EMP并不是很重要。如果我错了，请更正。我们吃完饭了，继续。

肖特基二极管

回顾原始方案。

二极管将电池与桥式电源总线断开连接。正如此注释中正确指出的那样，在工作模式下，电池将为它分配大量电能。 10 A肖特基二极管在0.8伏二极管上有一个直接压降。在5 A的电流下，将耗散4W。太多了另外，我不想损失0.8伏。因此，请按照建议进行操作，然后放置P通道mosfet。 IRF9310的开路电阻为0.0046欧姆。这意味着功耗为P = I * I * R = 5 * 5 * 0.0046 = 0.115W。少订购一个半。晶体管两端的压降为U = I * R = 5 * 0.0046 = 23 mV。通常不明显。总计我们得到了这样的计划。

MK将负责管理此mosfet。使用电池工作时，请打开；通过网络为电池充电时，请关闭。一切都是合乎逻辑的。此外，它的价值可与肖特基二极管相媲美，因此不会期望该组件中的器件成本高昂。

变形金刚

严重错误已潜入该节点。考虑原始选项。

当使用电池工作时，当电桥在变压器上运行时，当电流从绕组的起点流向出口时，在绕组的末端存在相对于电路接地为负极性的电动势。此外，该EMF会通过二极管流至设备接地，从而产生短路。在3-4伏的EMF电压下，短路电流将达到几十安培的数量级，这对于二极管，绕组以及整个设备都是不利的。也就是说，由于低压绕组中的抽头短路，将无法获得泵工作所需的振幅。在这种情况下，电流保护也将是无用的。简而言之，该设备将无法工作，还会烧毁电路地板。几条评论清楚地表明了这种情况。例如这里和这里。有几种出路。

绕一个完整的独立绕组为电池充电，
依靠电池运行时，将此绕组销悬空悬空，
也许您能想到的其他事情。

我选择了第二个选项。在电池工作期间，继电器将断开该绕组端子与二极管整流器充电桥的连接，并在充电期间将其连接，从而提供更高的充电电压。

现在对测量电路进行反馈。她也不会在这样的包容中工作。由于来自二极管电桥的电压在大电容器上平滑，在电池工作期间，电阻分压器的输出端将设置一个恒定电压，该电压实际上不会对绕组两端电压的变化产生反应。因此，该信号无法提供对输出电压的PID调节。为了解决这个问题，我建议结束一个额外的独立测量绕组。输出电压为5-6。用二极管电桥矫直，以5-7 ms的时间常数以小容量平滑，然后将此信号驱动到ADC MK进行反馈。幸运的是，从这种绕组获取的功率很少。因此，变压器的整体效率几乎不会受到影响，电池消耗也不会增加太多，在10-15 mA。用于这样的绕组的电线将需要一根细电线，并且速度将提供1-1.5个控制周期。

原来，此节点的最终方案。

网络检测方案保持不变。唯一要添加的是软件对检测器读数的反跳。

并联过流保护

该方案本身没有改变。来自分流器的信号在运算放大器上放大，然后接通比较器。触发时，比较器的输出通过二极管锁存。信号本身进入MK，并且还设计为断开所有桥式晶体管的连接。一切都会好起来的，但是工作的比较器的复位电路在按下RESET按钮时并没有实现电流保护，正如此注释中正确指出的那样。

我看到了这样的解决方案。按钮“ RESET”在MK上进行。MK中的算法记录按钮的按下和按下。然后，通过晶体管重置保护。并且只有在向MK发送保护未激活的信号时，才开始向电桥生成PWM。因此，如果没有消除过载的原因，则电流保护将再次起作用，并且用户是否按下按钮都无关紧要。顺便说一句，在设备运行期间，只需按一下按钮，我们就会打开LCD背光灯几秒钟。总电路是这样的。

继电器控制

该电路使用3个12伏特的继电器。其中两个具有高电阻线圈和相当弱的触点，每组1A。对于高电压开关，220伏特就足够了，因为负载功率为60 W泵，而在电池充电期间为20-60W。也就是说，我们适合安培的地板。但是3号继电器已经在相当长的时间内转换了5安培的充电电流。因此，继电器具有这样的电流触点，则线圈电阻已经为400欧姆。

我们将通过带有MK的NPN晶体管控制继电器。仅在电池负载上的RIP运行期间，继电器才会通电。因此，继电器的运行时间将每周计算几个小时，甚至更少。但是即使这样，在继电器线圈处于通电状态时，也可以将电流消耗降至最低。

在这个文章，写得很好，因为它是有可能实现这一目标，而不诉诸一个太复杂库尔方案。

图片显示了一个单独的继电器线圈控制单元。

我们计算这种继电器的电阻和电容。继电器类型：HJR4102-L-12VDC-SZ和SRD-12VDC-SL-C。

我们计算正常运行中继电器的电流消耗。 I = Upit / Rcat = 12/720 = 0.0167 A = 16.7 mA。该电流将被线圈消耗。为了使电枢保持在吸引状态，可以将电流值减小三分之一。也就是说，I = 16.7 *（2/3）= 11 mA。将该值舍入为10 mA。现在总阻力应该是。 R = U / I = 12/10 * 10-3 = 1200欧姆其中，720欧姆是线圈的电阻，并且会出现附加电阻Rr = 1200-720 = 480欧姆。从标准行选择到底部。 470欧姆，我们将采用SMD电阻器1206的标准尺寸。此标准尺寸的耗散功率为0.25W。现在，我们计算出在这种电阻上真正脱颖而出的功率。 P = I * I * R = 10 * 10-3 * 10 * 10-3 * 470 = 47000 * 10-6 = 0.047 W.因此，电阻器甚至不会发热。打个比方，一个400欧姆线圈的电阻值为200欧姆，让我们从标准系列中减去180欧姆。保持电流将为20 mA。该电阻的耗散功率为P = 0,072瓦。也未超出此0.25瓦的标准尺寸声明的范围。

我们计算电容器的电容以确保电枢的电流“停转”。让我们将电枢“故障”的时间和继电器的接通时间设置为20 ms。对于“加强型”线圈，此时流过线圈的电流应为30 mA。因此，C = t * I / U = 20 * 10-3 * 30 * 10-3 / 12 = 50 * 10-6= 50μF。我们将容量增加一倍，以确保更大的确定性，即得到100 uF。对于较弱的线圈，此容量的一半就足够了。

H桥的脉冲产生

在故事的第二部分中，我决定使用一个带MK的PWM输出，以及两个输出来切换电桥的肩。在逻辑上收集所有这些信息，并将结果信号发送到按键驱动器。

把这种方法的示意图这里。

在评论，在这里和这里，清楚地表明了这种方法的失败，因为所选择的MC允许您根据需要为无需任何软件问题，每一个私钥生成PWM。

抒情离题

, STM32. 32 Cortex-M3, 4 4 . , , «» . , , . . , , .

总的来说，简化了脉冲形成电路。没有逻辑芯片。来自MK的所有四个PWM通道都直接进入驱动器。电流保护比较器的输入进入支路的MK，MK硬件在所有输出上关闭PWM。

最终的算法将是这样的。MC在CH1和CH1N的输出端产生一个正弦PWM。也就是说，对于桥接臂，我们在死区时间内在两个键上都获得了PWM。这是第一个半波，此刻在CH2处为零，在CH2N处为一，即第二个肩膀的下键打开。下半波将完全相反。CH2和CH2N经过死区时间，产生一个正弦波PWM，一个到达CH1N。以此类推，在周期中，更精确地在DMA中达到“无穷大”。我将在下一篇文章中发布所有软件解决方案，以及源代码和说明。

总结一下

电路中的所有更改之后，~~最终的~~更正版本以图纸以及CAD 归档 Dip Trace的形式显示。

原理图和组件规格如下所示。扰流板规格。图纸编号1。图片是可单击的第2号工作表。可点击的图片

规格书

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结论

在完成所有升级之后，更改就取决于这种方案。现在，根据规范，我将订购不可用的无线电组件。事实证明，除了便士电阻，电容器，NPN-晶体管和接线盒之外，我什么都没有。因此，出现了购买无线电组件的任务。幸运的是，对于通过LUT方法制造的印刷电路板，所有必需的消耗品都有。

主要订单将在在线商店http://chip-nn.ru/中进行。但是必须在http://chipdip.ru上购买变压器，大容量薄膜电容器。找不到所有东西都放在一个地方。

这就是目前的采购报表。

金额已经越来越高了。此外，我还应该在上面放些小东西100卢布，费用-100. LCD显示屏，我一直在躺在那里。以今天的价格，大约需要500卢布。进一步讲，这一切都是有益的。因此，以业余无线电爱好者为代价，我们将更接近3500卢布。

由于周末和节假日将至，我将在节假日之后立即下订单。

结语

我要感谢参与讨论和“头脑风暴”的每个人在考虑该设备的电路时。特别感谢那些在方案中发现关键评论并为某些节点提供更正确，更简单解决方案的人。

PS
链接到周期的所有部分：

开发具有正弦输出的低功率备用电源。第1部分。问题陈述
开发具有正弦输出的低功率备用电源。第2部分。电路图的开发
开发具有正弦输出的低功率备用电源。第3部分。处理错误

开发具有正弦输出的低功率备用电源。第3部分。处理错误

前言