Электрический расчет преобразователя питания

В схеме на рисунке 7 использованы нестабилизированные МС, действующие по принципу переноса зарядов. В МС DA1.7 предусмотрены внешние (навесные) конденсаторы C_1.7 и C_2.7, значения емкостей которых приводятся в рекомендациях по применению МС. Поэтому значения емкостей C_1.7 и C_2.7 рассчитывать не требуется. В МС DA2.7 конденсаторы расположены внутри МС и расчету не подлежат. Для такого преобразователя питания следует выполнить расчеты сил токов, времени непрерывной работы и элементов устройства контроля разряда батарей.

Устройство контроля разряда батарей, которое показано на рисунке 7, работает следующим образом. Если напряжение на выходе DA1 превышает уровень срабатывания устройства контроля, то светодиод не светится. По мере разряда батарей, напряжение на выходе DA1.7 уменьшается (т.к. DA1.7 не стабилизирует выходное напряжение). При этом уменьшаются силы токов через резистор R_1.7 и базо-эмиттерный переход транзистора VT1.7. Когда напряжение на резисторе R_2.7 станет равным 0,6В транзистор VT1.7 закроется, напряжение на его коллекторе увеличится и светодиод начнет светиться. Свечение светодиода сигнализирует оператору о необходимости замены батарей.

Если в качестве светодиода выбрать красный светодиод АЛ307К, имеющий достаточную яркость свечения при силе тока 5мА и падение напряжения 1,6В, то

Здесь U_{вых. DA1.7 ном} – номинальное значение выходного напряжения МС DA1.7. Для МС MAX660 U_{вых. DA1.7 ном} » 6В.

Примечание: будем проектировать срабатывание устройства при разряде батарей до уровня 50% от исходного значения емкости.

Выберем транзистор VT1.7. по трем параметрам:

max U_k1.7 = U_{вых DA1.7 ном} » 6В.

max I_{к. средн. 1.7}= (U_{вых DA1.7 ном} – U_{ост. VT1.7}) / R_3.7,

где U_{ост. VT1.7} = 0,5 В

max I_{к. средн. 1.7}= (6 – 0,16) / 520 Ом = 11,23 мА_,

max P_{к 1.7}= max I_{к. средн. 1.7} ∙U_{ост. VT1.7} = 11,23 мА∙0,5 В = 5,769 мВт

Выбор транзистора оформим в виде таблицы 2.

Таблица 2. Выбор транзистора VT1.7

расч= =

Определим значения сопротивлений R_1.7 и R_2.7:

Далее определим силы токов в преобразователе питания.

С каждого выхода МС DA2.7 потребляется ток I_потр, значение которого определено ранее. Во входной цепи МС DA2.7

где U_{вых.DA2.7.ном} – номинальное выходное напряжение МС DA2.7.
Для МС MAX681 U_{вых.DA2.7.ном}»2∙U_{вых.DA1.7.ном} ;

- коэффициент полезного действия МС DA2.7.

U_{вых.DA2.7.ном}»2∙ 6 В = 12 В,

Таким образом,

Во входной цепи DA1.7 (т.е. в цепи батарей) протекает ток с силой

где (R_1.7+R_2.7)||R_3.7 – эквивалентные сопротивление параллельного соединения (R_1.7+R_2.7) и R_3.7.

Время непрерывной работы одного комплекта батарей до срабатывания устройства контроля можно определить следующим образом:

где C_бат. – емкость батарей.

Выберем батарею 343, справочные данные приведены в таблице 3.

Таблица 3. Емкость электрохимического источника тока (батареи).

Тогда .ч