Fmlm02 характеристики и схема включения

Трехканальная цветомузыкальная установка (LM567, S202S02)

Принципиальная схема самодельной цветомузыки на три канала, в основе ее лежат тональные декодеры LM567, для коммутации использованы опто-ключи S202S02.

Пик популярности цветомузыкальных установок приходится на 80-е годыпрошлого века. Сейчас о них как-то почти позабыли. И все же, время не стоит на месте, и есть новые технологии, способные оживить «цветомузыку» в новом виде.

Принципиальная схема

На рисунке показана экспериментальная схема ЦМУ, работающая с полосовыми фильтрами на основе тональных декодеров на микросхемах LM567.

Все как у «типовой» ЦМУ, — три частотных канала, три выходных ключа, к которым соответственно подключены три группы ламп накаливания, окрашенных в соответствующие цвета. Группа ламп Н1 — красные, группа ламп Н2 — зеленые, группа ламп НЗ — синие.

Микросхемы LM567 являются тональными декодерами с ФАПЧ, они предназначены для работы в системах управления с частотным кодированием и представляют собой активные фильтры с очень узкой полосой захвата ФАПЧ. В данном случае, чтобы разделить весь звуковой диапазон хотя бы от 50 Гц до 12000 Гц на три полосы нужно расширить полосы захвата ФАПЧ микросхем.

Полоса захвата ФАПЧ ИМС LM567 зависит от конденсатора на выводе 2, чем его емкость больше, тем уже полоса. Обычно там несколько мкФ, но здесь емкости этих конденсаторов уменьшены до 0,047 мкФ, в результате полоса захвата очень расширилась, и стала достаточной для использования микросхем LM567 в качестве фильтров в цветомузыкальной установке.

Диапазон входного напряжения ЗЧ на входе ИМС LM567 — 20-200 мВ, при частоте, соответствующей полосе настройки фильтра происходит захват. Если частота входного сигнала лежит в пределах полосы на выходе ИМС LM567 открывается ключ, между выводом 8 и общим минусом питания.

Входной сигнал поступает на разъем Х2, номинальная величина входного напряжения ЗЧ должна быть в районе 100-300 мВ. Это напряжение поступает на три регулятора на переменных резисторах R1, R4, R7.

Этими переменными резисторами в процессе работы устройства устанавливаются оптимальные уровни ЗЧ сигналов по частотным каналам, конкретно для каждого случая воспроизведения, так чтобы получить желаемый эффект.

Значения средних частот полос устанавливаются RC-цепями, подключенными между выводами 5 и 6 микросхем LM567. Подсчитать их можно по формуле:

F — частота в кГц, R — сопротивление в кОм, С — емкость в мкФ. Соответственно, центральные частоты выбраны 150 Гц, 900 Гц, и 9000 Гц. При желании, пользуясь вышеуказанной формулой можно выбрать другие центральные частоты полос.

При этом можно подбирать не только конденсаторы, но и резисторы (включенные между выводами 5 и 6 ИМС LM567).

Рассмотрим работу на примере низкочастотного канала на А1. Пока сигнала с частотой в полосе частот фильтра нет, либо его уровень мал, на выходе, на выводе 8 А1 будет выходной ключ закрыт, поэтому ток через светодиод оптопары VS1 не течет, и её ключ закрыт. Питание на лампы группы Н1 (подключенные к разъему Х3) не поступает. Лампы группы Н1 не светятся.

Если на входе А1 есть напряжение ЗЧ с частотой в полосе частот фильтра, и его уровень достаточен для захвата, на выходе, на выводе 8 А1 будет выходной ключ открыт. И через него и токоограничительный резистор R2 поступит ток на светодиод оптопары VS1. Ключ оптопары откроется, и через него поступит питание на лампы группы Н1 (подключенные к разъему Х3).

Лампы группы Н1 будут светиться. Аналогично работают и два других канала, среднечастотный на А2 и высокочастотный на АЗ, разница только в частоте входного напряжения ЗЧ. Источником питания электронной схемы служит любой источник питания постоянного тока напряжением 5V.

Например, можно использовать универсальное импульсное зарядное устройство для мобильной электроники, заряжающейся через USB-порт.

Монтаж выполнен на макетной плате. Максимальная суммарная мощность каждой группы ламп не должна превышать 1500W. Лампы должны быть лампами накаливания.

Их нужно окрасить в соответствующие цвета. Из своего опыта, еще из далеких 80-х, могу порекомендовать их не красить, а приобрести надувные шарики соответствующих цветов, и натянуть их на лампы. Правда, это годится только если мощность каждой отдельной лампы не более 45W.

Снегирев И. РК-07-17.

Литература: 1. Снегирев И. — Цветомузыка на RGB-светодиодной ленте, РК-01-16.

Fmlm02 характеристики и схема включения

1.2. Логический элемент 2И-НЕ и его характеристики

Широкое распространение получили логические элементы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Рассмотрим принципиальную схему логического элемента 2И-НЕ транзисторно-транзисторной логики со сложным инвертором на выходе. Такие логические элементы имеют хорошую нагрузочную способность.

На рисунке 1.14,а приведена принципиальная схема одного из четырех логических элементов 2И-НЕ микросхемы К134ЛБ1, а на рисунке 1.14,б – условное обозначение этой микросхемы на принципиальных схемах.

На рисунках 1.15,а и 1.15,в приведены принципиальные схемы логических элементов 2И-НЕ соответственно для микросхем К133ЛА3 и К155ЛА3. Каждая их этих микросхем имеет по 4 логических элемента 2И-НЕ, а их условные обозначения на принципиальных схемах совпадают (рис. 1.15,б).

Первые логические элементы ТТЛ не имели на входах защитных диодов. В момент окончания прямоугольного импульса на входе элемента в монтажных цепях цифрового устройства могут возникнуть затухающие колебания. Следствием этих колебаний может быть ложное срабатывание цифрового устройства. В результате доработки логических элементов к каждому входу многоэмиттерного

транзистора были подключены демпфирующие диоды. Первым отрицательным импульсом затухающего колебания демпфирующий диод открывается, и амплитуда затухающих колебаний резко уменьшается. Следующий положительный импульс затухающего колебания уже не может изменить состояние на выходе логического элемента.

Резисторы R 4, R 5 и транзистор VT 5 в логическом элементе 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3 (рис. 1.15,в) позволяют получить передаточную характеристику, более близкую к прямоугольной. Это повышает помехозащищенность в состоянии логической единицы на выходе элемента.

Рассмотрим работу логического элемента 2И-НЕ микросхемы К134ЛБ1 (рис. 1.14,а). Для логических элементов транзисторно-транзисторной логики напряжение логического нуля по техническим условиям может быть 0-0,4 В. Напряжение логической единицы — не менее 2,4 В и не более 5 В. Напряжение логического нуля можно подать, соединив вход элемента с общим проводом накоротко, либо через резистор малого сопротивления (не более 300 Ом). Напряжение логической единицы на вход элемента можно подать, соединив вход элемента с плюсовым проводом питания через резистор сопротивлением 1 Ком , либо оставляя вход элемента свободным.

Пусть на входы Х1 и Х2 элемента 2И-НЕ (рис. 1.14,а) поданы напряжения логической единицы. Рассмотрим случай, когда Х1 и Х2 никуда не подключены. В этом случае транзисторы V Т2, V Т4 будут открыты токами базы, протекающими по цепи: + источника, резистор R 1, переход база-коллектор V Т1, ба за-эмиттер V Т2, база-эмиттер V Т4, минус источника. Транзистор V Т3 в этом случае закрыт, т.к. потенциал коллектора транзистора VT 2 примерно 0,9 В.

Рассмотрим делитель напряжения, верхнее плечо которого состоит из последовательно соединенных резистора R 3, выводов коллектор-эмиттер транзистора V Т3, диода V Д1, а нижнее плечо делителя – это выводы коллектор-эмиттер V Т4. В рассматриваемом случае сопротивление верхней части делителя велико, а сопротивление нижней части делителя — мало. Выходное напряжение соответствует логическому нулю.

Если хотя бы на одном из входов Х1, Х2 действует логический нуль, то V Т2, V Т4 закрыты, а V Т3 открыт. Ток базы транзистора VT 3 протекает по цепи: плюс источника питания, резистор R 2, переход база-эмиттер транзистора VT 3, полупроводниковый диод VD 1, резистор нагрузки (на схеме не показан), минус источника питания. В этом случае сопротивление между коллектором транзистора VT 3 и катодом диода VD 1 мало, а сопротивление между коллектором и эмиттером транзистора VT 4 велико. Анализируя делитель напряжения, приходим к выводу, что выходное напряжение логического элемента будет соответствовать логической единице.

В вычислительной технике широко применяется устройство с тремя состояниями на выходе. Рассмотрим логический элемент НЕ (инвертор) с тремя состояниями на выходе (рис. 1.16,а). Указанный инвертор легко получается из схемы базового логического элемента 2И-НЕ путем добавления в схему V Д2.

Если на вход разрешения V микросхемы подано напряжение логической «1», то диод V Д2 оказывается отключенным от схемы, и данный элемент можно рассматривать как логический элемент НЕ. Если на входе Х логическая единица, то транзисторы VT 2, VT 4 будут открыты, транзистор VT 3 закрыт и на выходе элемента будет сигнал логического нуля. Подадим на вход Х сигнал логического нуля. В этом случае транзисторы VT 2, VT 4 будут закрыты, транзистор VT 3 открыт и на выходе элемента будет сигнал логической единицы.

Подадим на вход V напряжение логического «0» , в этом случае окажутся закрытыми V Т2, V Т3, V Т4. Выход Y оказывается отключенным как от плюсового, так и от минусового проводов источника питания. Говорят, что выход элемента находится в третьем высокоимпедансном состоянии (состояние высокого сопротивления, как от клеммы «+», так и от клеммы «-» источника питания). Элементы с тремя состояниями позволяют организовать в компьютерных системах так называемую общую шину.

Элементы с тремя состояниями входят в состав шинных формирователей. Шинные формирователи это устройства, которые обеспечивают передачу сигнала в двух направлениях по одному и тому же проводу. В составе шинного формирователя на каждую линию потребуется 2 элемента с тремя состояниями на выходе.

На рисунке 1.16,б приведена схема логического элемента 2И-НЕ с открытым коллектором на выходе. Выходы нескольких таких элементов подключаются к одному резистору нагрузки, второй вывод которого подключен к плюсовому проводу источника питания.

На рисунке 1.17,а приведена схема подключения приборов для снятия зависимости выходного напряжения логического элемента от тока нагрузки в состоянии логической единицы на выходе элемента, а на рисунке 1.18,а – график этой зависимости. Логические элементы ТТЛ не выходят из строя при коротком замыкании нагрузки для случая логической единицы на выходе элемента, поэтому в цепи нагрузки нет необходимости ставить ограничительный резистор. Если на выходе элемента логический нуль, то при исследовании зависимости выходного напряжения от тока нагрузки необходимо в цепи нагрузки устанавливать ограничительный резистор.

На рисунке 1.17,б приведена схема подключения приборов для снятия зависимости выходного напряжения логического элемента от тока нагрузки в состоянии логического нуля на выходе элемента, а на рисунке 1.18,б – график этой зависимости. Сопротивление ограничительного резистора в цепи нагрузки выбирают примерно таким же, как сопротивление резистора R 3 в логическом элементе 2И-НЕ (рисунок 1.15,в), т.е. примерно 100 Ом.

По графикам, приведенным на рисунке 1.18 можно определить коэффициент разветвления или нагрузочную способность логического элемента. По графику рисунка 1.18,а найдем ток нагрузки при выходном напряжении 2,4 В. Зная, что входной ток логической единицы 40 мкА, определим, сколько таких элементов можно подключить в состоянии логической единицы на выходе данного элемента. По рисунку 1.18,б определим ток нагрузки в состоянии логического нуля на выходе элемента при напряжении 0,4 В. Зная, что входной ток логического нуля минус 1,6 мА, определим, сколько таких элементов можно подключить в состоянии логического нуля на выходе данного элемента. Наименьшее из двух полученных значений будет являться коэффициентом разветвления логического элемента. Определение коэффициента разветвления таким способом будет справедливо только для низких частот, когда влиянием входных емкостей элементов и емкости монтажа можно пренебречь.

На рисунке 1.19,а приведена схема для наблюдения на экране осциллографа зависимости выходного напряжения элемента от напряжения на его входе, а на рисунке 1.19,б – график этой зависимости для логического элемента 2И-НЕ ТТЛ. Диод VD 1 может быть любым кремниевым малой мощности, т.к. обратное напряжение в данной схеме не превысит 5 В, а ток через диод в прямом направлении выбирается единицы миллиампер. Амплитуда переменного напряжения на выходе источника переменного напряжения не должна превышать 10 В. График зависимости выходного напряжения элемента от напряжения

на его входе называется передаточной характеристикой логического элемента. Из графика передаточной характеристики логического элемента 2И-НЕ видно, что при входных напряжениях менее 0,4 В на выходе элемента напряжение логической единицы, а при входных напряжениях более 2,4 В на выходе элемента напряжение логического нуля. Реально в логическом элементе входное напряжение логического нуля может быть больше 0,4 В, а напряжение логической единицы меньше 2,4 В. Однако, выбирать такой режим работы элемента нецелесообразно, т.к. уменьшается помехоустойчивость логического элемента.

На рисунке 1.20 приведена входная характеристика логического элемента 2И-НЕ, снятая по одному из входов элемента. На втором входе элемента напряжение логической единицы. Точка а на графике входной характеристики соответствует входному напряжению 2,4 В, а точка б – входному напряжению 0,4 В. Входной ток логической единицы не превышает 40 мкА, а входной ток логического нуля менее –1,6 мА. Знак минус означает, что ток вытекает из микросхемы.

На рисунке 1.21,а приведена схема подключения приборов для наблюдения на экране осциллографа зависимости выходного напряжения от тока нагрузки для случая, когда на выходе элемента логическая единица. Ограничительный резистор в цепи нагрузки не предусмотрен, т.к. исследуется логический элемент 2И-НЕ в состоянии логической единицы на выходе. В качестве источника U 2 используется В24, с клемм «+» и «–» которого снимается пульсирующее с частотой 100 Гц напряжение. Сопротивление резистора R _эт выбирают как можно меньше (коэффициент отклонения по каналу Х осциллографа должен быть минимальным). Если чувствительность канала Х осциллографа недостаточна, то на вход Х можно подключить предварительный усилитель. Схема усилителя к входу Х осциллографа ОМЛ-3М приведена на рисунке 1.22.

Для питания усилителя используют переменное напряжение 12 вольт. Сопротивление резистора R 1 выбирают значительно больше сопротивления эталонного резистора R _эт. Выход предварительного усилителя подключают к входу «Х» осциллографа. Переменным резистором R 5 проводят балансировку микросхемы DA 1 при отсутствии входного сигнала. Необходимый коэффициент отклонения луча по оси Х устанавливают переменным резистором R 4. Стабилитроны VD 1 и VD 2 выбирают с учетом того, что необходимо обеспечить перемещение луча по оси «Х» из одного крайнего положения экрана в другое при изменении постоянного напряжения на входе усилителя от 0 до максимально возможного. Расчет сопротивлений резисторов R 6, R 7 параметрического стабилизатора напряжения проводился с учетом того, что для питания усилителя используется переменное напряжение 12 вольт и выбраны стабилитроны КС156А.

На рисунке 1.21,б приведена схема подключения приборов для наблюдения на экране осциллографа зависимости выходного напряжения от тока нагрузки для случая, когда на выходе элемента логическая нуль. На транзисторах VT 1 и VT 2 собрано токовое зеркало. Особенностью работы токового зеркала является то, что коллекторные токи обоих транзисторов одинаковы и в определенных пределах не зависят от сопротивлений нагрузок. Значения коллекторных токов определяются напряжением на резисторе R 2 и сопротивлениями резисторов R 1 и R 3. Сопротивления резисторов R 1 и R 3 обычно выбирают одинаковыми. Сопротивление эталонного резистора в данной схеме не обязательно должно быть малым. Транзисторы VT 1, VT 2 должны иметь примерно одинаковый и достаточно большой коэффициент усиления по току.

В цифровых устройствах на входах логических элементов обычно присутствуют прямоугольные импульсы напряжения. Пусть напряжение на обоих входах логического элемента 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3 скачком изменилось с высокого уровня на низкий (рис. 1.15,в). В этом случае транзистор VT 3начнет открываться, а транзистор VT 4 – закрываться. Транзисторы открываются быстрее, чем закрываются. Поэтому в течение некоторого промежутка времени будут открыты транзисторы VT 3 и VT 4. Ток, потребляемый логическим элементом от источника питания, ограничивается только резистором R 3. Указанный ток короткого замыкания приводит к увеличению потребляемой мощности в динамическом режиме. График зависимости потребляемой от источника питания мощности от частоты прямоугольных импульсов на входе приведен на рисунке 1.23.

Параметрический поиск по компонентам

• 21.02.2018 10:40Приемопередатчики интерфейса CAN с единым напряжением питания 3.3 В и защитой от перегрузок на шине до ±36 В
  Устройства также отличаются высокой пропускной способностью, функцией регулировки скорости нарастания выходного сигнала и малопотребляющим режимом ожидания
  Производитель: Exar Группа компонентов: CAN

• 21.02.2018 10:22Миниатюрный модуль зарядного устройства малой мощности для работы в системах накопления энергии из окружающей среды
  Устройство, выполненное в виде готового решения с минимальным числом внешних компонентов, отличается низкой стоимостью, высокой эффективностью и чрезвычайно компактными размерами
  Производитель: Silvertel Группа компонентов: PoE-модули питания

• 21.02.2018 10:08Низковольтный модуль драйвера светодиодов Ag201 с программируемой величиной выходного тока
  Благодаря возможности пользовательской установки максимального тока нагрузки, драйвер способен управлять различными типами светодиодов
  Производитель: Silvertel Группа компонентов: Контроллеры Дисплеев

• 21.02.2018 09:53Коммутаторы Ethernet BCM56980 серий StrataXGS® Tomahawk® 3 с пропускной способностью 12.8 Tбит/с
  Семейство StrataXGS Tomahawk 3 с поддержкой до 32 портов стандарта 400GbE может использоваться для построения высокомасштабируемых распределительных, объединительных и масштабирующих коммутаторов
  Производитель: Broadcom Limited Группа компонентов: Ethernet

• 21.02.2018 09:44Компактный DC/DC преобразователь в исполнении µModule® с током нагрузки 20 А в 1-канальной и 10 А на канал в 2-канальной конфигурации,
  ИС предназначена для каскадов питания ПЛИС, графических процессоров, специализированных микросхем и системного энергообеспечения
  Производитель: Analog Devices Группа компонентов: Понижающие преобразователи напряжения

• 28.11.2017 06:05Скидки от 50% на ПО для проектирования печатных плат от Mentor Graphics
  ЗАО «Нанософт», официальный дистрибьютор компании Mentor Graphics, объявляет о старте специального предложения на приобретение программных решений для разработки электроники – PADS
  Производитель: Группа компонентов:

• 24.09.2016 08:15Компания АВИТОН — официальный представитель Regatron (Швейцария)
  Компания Regatron осуществляет разработку и производство источников питания
  Производитель: Группа компонентов: Источники питания

• 15.09.2016 08:42Arrow Electronics проводит в жизнь технологии краудфандинга с Indiegogo
  Их деятельность направлена на оптимизацию цепочки краудфандинг — продукт и должна ускорить темпы внедрения инноваций для технологии интернета вещей (IoT)
  Производитель: Arrow Electronics Russia Группа компонентов:

• 08.08.2016 08:41«Новости Электроники + Светотехника» №01/2016: LED-освещение для промышленных объектов

  Производитель: Группа компонентов:

• 22.07.2016 08:31Прошивка Serial Extender упрощает работу с модулями MBee
  Два радиомодуля MBee-868 с прошивкой Serial Extender позволяют заменить проводное последовательное соединение между двумя любыми устройствами с интерфейсом UART
  Производитель: Группа компонентов: Модули

• 29.07.2015 10:24Компания Altera присоединилась с проекту OPNFV с целью привнести преимущества ПЛИС FPGA в технологию виртуализации сетевых функций
  Решения на базе ПЛИС FPGA и Систем-на-Кристалле уже ускоряют работу серверов дата-центров в области предоставления поисковых сервисов и свёрточных нейронных сетей
  Производитель: Altera Группа компонентов: FPGA

• 29.07.2015 10:14Пример разработки хранилища данных на базе ПЛИС FPGA удваивает срок службы NAND FLASH памяти
  Архитектура ПЛИС FPGA со встроенным процессорным ядром предлагает инновационный метод создания устройств хранения данных для облачных приложений и высокопроизводительных вычислительных систем
  Производитель: Altera Группа компонентов: SoC FPGA

• 08.07.2015 13:41Компания Pentair предлагает новые трехмерные чертежи и услуги для конструкторов на портале Traceparts
  Чертежи Schroff на портале Traceparts
  Производитель: Schroff Группа компонентов:

• 13.04.2015 14:37Cypress Semiconductor: CySmart™ — приложения для устройств Bluetooth® с низким энергопотрбелением (BLE)

  Производитель: Cypress Группа компонентов: Bluetooth

• 28.01.2015 09:43Audi выбрала Системы-на-Кристалле компании Altera для применения в автомобилях с функцией «Автопилот»
  Altera и TTTech Deliver Industry, лидер в области разработки продвинутых систем помощи водителю (ADAS), приступили к разработке систем управления автопилотируемых автомобилей для компании Audi
  Производитель: Altera Группа компонентов: Программируемая Логика

Микросхемы мощного высоковольтного импульсного преобразователя серии ТОР2хх

Эти микросхемы предназначены для работы в схеме блока питания мощностью 20… 150 Вт и требуют подключения минимального количества внешних элементов. Основные электрические характеристики микросхем сведены в табл. 1.2, выходная мощность указана из расчета, что микросхема будет эксплуатироваться без теплоотвода, в закрытом корпусе адаптера и при температуре окружающей среды 50 °С; при наличии радиатора эти цифры будут в 1,5…2,5 раза выше.

Таблица 1.2. Микросхемы мощного высоко – вольтного импульсного преобразователя серии ТОP2xx

Выходная Вт, при в напряже 230

ходном ний, В 85…265

Максимальный ток стока, А (при 25 в С)

Сопротивление канала, Ом

Частота генератора, кГц

Таблица 1.2. Микросхемы мощного высоковольтного импульсного преобразователя серии ТОР2 :х (окончание)

Выходнс Вт, при напряж4

эя мощность, входном энии, В

Максимальны» ток стока, А (при 25 °С)

л Сопротивление канала, Ом

За все время существования микросхем TOPSwitch было выпущено несколько семейств этих микросхем.

Особенности семейства микросхем TOPSwitch

К ярким особенностям данного типа микросхем относятся следующие:

• встроенный мощный полевой транзистор с максимально допустимым обратным напряжением 700 В;

• встроенные схемы защиты от перегрузки, перегрева и схема автоматического рестарта (при коротком замыкании в нагрузке).

В микросхемах семейства TOPSwitch II оптимизирована внутренняя структура, благодаря чему, при том же сопротивлении канала транзистора, микросхема может выдать в нагрузку чуть большую мощность. Также младшие члены этого семейства выпускаются в стандартном корпусе типа DIP или SDIP (DIP для поверхностного монтажа). При замене этими микросхемами представителей устаревшего семейства TOPSwitch не требуется никаких изменений в схеме и на печатной плате.

Изменения в следующем семействе TOPSwitch-FX (FleXible – «гибкий») более существенны:

• в связи с добавлением новых функций количество выводов микросхемы увеличено до 5;

• усовершенствованная схема «мягкого старта» уменьшает перегрузку микросхемы, трансформатора и диодов в момент включения;

• величина максимального выходного тока регулируется внешним резистором;

• предусмотрена защита от работы при пониженном (менее 100 В) и повышенном (более 450 В) напряжениях, с датчиком тока на одном резисторе;

• рабочая частота – 132 (для работы) или 66 (для экономии энергии в режиме ожидания) кГц, с джиттером 8 (4) кГц, благодаря чему уменьшаются электромагнитные помехи;

• возможность включения-выключения преобразователя с помощью кнопки или оптрона;

• предусмотрен режим совместимости с микросхемами предыдущих семейств;

• у микросхем следующего семейства, TOPSwitch-GX, добавлена еще одна ножка и увеличена энергетическая эффективность – микросхемы работают с нагрузкой мощностью до 250 Вт, причем если мощность нагрузки не превышает 34 Вт, то радиатор не нужен даже для микросхем в DIP-корпусе;

• технология EcoSmart – чрезвычайно низкое энергопотребление: 80 мВт при входном напряжении 110 VAC, 160 мВт при напряжении 230 VAC, то есть в десятки раз ниже порога чувствительности электросчетчика.

И «венец» семейства TOPSwitch – микросхемы семейства TOPSwitch-HX.

Микросхемы семейства TOPSwitch-HX

У них все характеристики предыдущих семейств отточены до идеала и добавлено несколько новых «фишек». В линейку корпусов добавлен корпус типа eSIP – низкой высоты (идеален для адаптеров, где пространство ограничено) и с прижимом с помощью клипсы (уменьшаются стоимость и сложность производства всего устройства).

Типовая схема включения микросхем серий ТОР200…227 показана на рис. 1.24.

Рис. 1.24. Типовая схема включения микросхем серий ЮР200…227

На обмотке II трансформатора Т1 и диоде VD3 собран дополнительный выпрямитель, необходимый для нормальной работы микросхемы. Оптрон VOl, в зависимости от величины выходного напряжения, изменяет ток через вход С микросхемы, тем самым изменяя скважность ее выходных импульсов. Емкость конденсатора С4 изменять нельзя, он должен быть припаян в непосредственной близости от выводов микросхемы. Обмоток трансформатора для подключения нагрузки может быть несколько (на рисунке показана только одна), но обратную связь на оптроне нужно подключать только к одной из обмоток.

По такой схеме можно включать все микросхемы семейства TOPSwitch – у всех микросхем этого семейства предусмотрен режим совместимости с трехвыводной схемой – для этого нужно все дополнительные выводы (кроме D, С, S) соединить с общим проводом, то есть ножкой S. Однако в результате такого включения пропадают все преимущества и все новые возможности нового (и более дорогого) семейства – то есть фактически микросхема ТОР242 превращается в ТОР221. Поэтому лучше эту возможность никогда не использовать.

У микросхем серии ТОР242…250 добавлены три вывода: вход X ограничителя тока (с помощью одного внешнего резистора можно плавно уменьшить амплитуду выходного тока со 100% до 30…40% или вообще отключить микросхему); вход L детектора напряжения питания, к которому подключается один высоковольтный резистор сопротивлением 2 МОм, -микросхема выключена, пока напряжение питания ниже некоторого предела (100 В), при напряжении выше этого предела максимальная ширина импульса максимальна и равна 78%, при повышении напряжения до некоторого верхнего предела (375 В) она плавно уменьшается (чтобы не было перегрузки ключевого транзистора) до 40%, после чего микросхема отключается; и вход F для изменения рабочей частоты – при соединении этого входа с общим проводом частота равна 132 кГц, при соединении со входом С – 66 кГц. У микросхем в DIP-корпусе, а также у микросхем ТОР232…234 ножек на два вывода X и L не хватает, поэтому оба входа объединены в один мультивход М, а вывода F нет – микросхема всегда работает на максимальной частоте 132 кГц.

Схемы включения этих микросхем показаны на рис. 1.25. На рис. 1.26 (а-г) представлены диаграммы импульсов, соответствующих каждому варианту включения.

Для выключения всех новых функций достаточно соединить дополнительные выводы с общим проводом (входом S), как это сдела-

Рис. 1.25 (а-г). Схемы включения

но на рис. 1.25а. Все остальные элементы на этом и последующих рисунках подключаются точно так же, как и на рис. 1.24, и для экономии места не показаны.

Рис. 1.26 (а-г). Вид импульсов

Включение микросхем серии ТОР242

Типовая схема включения для микросхем серии ТОР242…250 показана на рис. 1.256. Максимальная ширина импульса зависит от втекающего тока через вход L, при токе примерно 50 мкА она достигает 78%, а при увеличении тока до 190 мкА плавно уменьшается до 40% (рис. 1.266).

При втекающем токе менее 50 мкА и более 225 мкА микросхема принудительно отключается, выходное напряжение пропадает (правая половина рис. 1.26а). Это предотвращает возможность работы микросхемы при пониженном (повышенном) входном напряжении, при котором она все равно не сможет обеспечить требуемый ток нагрузки (или при котором выходной транзистор может выйти из строя из-за перенапряжения).

При указанном на схеме сопротивлении резистора R, _S1 (2 МОм) этим пределам соответствуют напряжения ниже 100 В и выше 450 В. При вытекающем токе по входу L (он соединен с общим проводом непосредственно или через резистор, ток в цепи более 27 мкА), ширина импульса не ограничена и может достигать 78%.

Максимальная величина амплитуды импульса выходного тока и скорость нарастания выходного тока зависят от сопротивления резистора, подключенного к выводу X микросхемы, график этой зависимости показан на рис. 1.25в, а диаграмма работы – на рис. 1.26в. При сопротивлении резистора 0…5 кОм импульсы тока имеют максимальную амплитуду, при сопротивлении более 60 кОм микросхема принудительно отключается. При втекающем токе (от «плюса») в пределах 50…225 мкА микросхема включается и работает с максимальным выходным током, при втекающем токе более 250 мкА – принудительно отключается. На этом входе также можно сделать автоматическую регулировку , выходного тока в зависимости от величины напряжения питания, добавив резистор R, _S2 сопротивлением 2,5 МОм и поставив резистор R_n сопротивлением 12 кОм. Тогда величина выходного тока будет максимальна при напряжении питания 100 В и будет уменьшаться до 40% от максимальной при напряжении питания 450 В. Совместно с автоматической регулировкой ширины импульса эта опция позволяет сделать микросхему сверхнадежной практически при любом (в разумных пределах) перенапряжении в сети.

У микросхем в DIP- и SDIP-корпусах эти выводы объединены в один мультивход М (рис. 1.25г), поэтому у них одномоментно может работать только ограничитель ширины импульса (между выводом М и положительным выводом шины питания нужно подключить резистор R_IS), или только ограничитель тока (между выводом М и общим проводом нужно подключить резистор R_n ) – рис. 1.26г. Сопротивления этих резисторов такие же, как и для «обычных» микросхем. При одновременном подключении обоих резисторов микросхема будет работать в режиме регулируемого ограничителя тока – при сопротивлении R_LS, равном 2,5 Мом, и сопротивлении R_il, равном 6 кОм, выходной ток при напряжении 100 В будет составлять 100% от максимального, а при увеличении напряжения до 300 В будет уменьшаться до 63%.

Внешний вид корпусов и цоколевка выводов показаны на рис. 1.27.

Дополнительную информацию по микросхемам этого семейства можно получить на сайте изготовителя http://www.powennt.com.

Рис. 1.27. Внешний вид корпусов и их цоколевка

Оптосимистор: параметры и схемы подключения

Оптосимисторы относится к виду оптронов с отличными электрическими параметрами. Они создают крайне надежную гальваническую развязку, выдерживающую напряжение порядка 7,5кВ, имеющуюся между подключенной управляемой нагрузкой и схемой управления.

Данные радиокомпоненты построены из арсенид-галлиевого ИК светодиода, имеющего связь с кремниевым двухканальным переключателем. В свою очередь этот переключатель может иметь в своем составе отпирающий элемент, который включается в момент перехода через ноль питающего переменного напряжения.

Оптосимисторы необычно полезны при осуществлении контроля за более мощными симисторами. Аналогичные оптосимисторы были спроектированы для реализации связи между нагрузкой, которая питается переменным напряжением 220 вольт и логикой с низким уровнем напряжения.

Оптосимистор, как правило, выпускаются в компактном DIP-корпусе, имеющий шесть контактов. Его внутренняя схема, параметры, а так же распиновка, показаны ниже.

Схема подключения активной нагрузки к оптосимистору

В этой схеме имеется два компонента, которые необходимо вычислить, но фактически подобные расчеты параметров выполняются не всегда. Но все, же приведем эти расчеты параметров для информации.

Расчет параметра резистора RD . Вычисление сопротивления данного резистора влияет от наименьшего прямого тока ИК светодиода, обеспечивающего открытие симистора. Таким образом,

Допустим, для схемы с транзисторным контролем (которое применяется довольно часто в схемах регуляторов температуры), имеющим питания 12В и напряжение на открытом транзисторе (Uкэ) 0,3 В; VDD = 11,7 B и следовательно диапазон If приблизительно равен 15мА для MOC3041.

Необходимо сделать If = 20 мА с учетом понижения эффективности свечения светодиода в течении срока службы (добавить 5 мА) получаем:

RD=(11,7В — 1,5В)/0,02А = 510 Ом.

Расчет параметра сопротивления R . Управляющий электрод оптосимистора может выдержать определенный максимальный ток. Увеличение данного параметра выводит из строя оптрон. Следовательно, нужно вычислить сопротивление, чтобы при наибольшем напряжении сети (к примеру, 220 В) ток не был больше максимально допустимого параметра.

Для примера возьмем максимально-допустимый ток в 1А, тогда сопротивление будет равно:

R=220 В * 1,44 / 1 А = 311 Ом.

Нужно иметь в виду, что слишком большое сопротивление данного резистора может оказать нарушение в стабильности включения оптосимистора.

Расчет параметра сопротивления Rg . Резистор Rg подключается, только если электрод симистора имеет повышенную чувствительность. Как правило, сопротивление Rg находится в диапазоне от 100 Ом до 5 кОм. Желательно применять 1 кОм.

В случае если в управляемой нагрузке есть индуктивная составляющая, то необходимо применять другую схему подключения с защитой силового симистора и оптосимистора.

Схема подключения индуктивной нагрузки к оптосимистору

Сигнал, поступающий от оптосимистора на управляющий электрод симистора, нужен только для его открывания. Но при большой частоте переключения коммутируемого напряжения, возникает большая вероятность спонтанного включения управляемого симистора, даже если отсутствует сигнал управления.

Факторами ложных срабатываний могут быть выбросы напряжения при включении ключа, подключенного к индуктивной нагрузке, импульсные помехи в линиях питания нагрузки. Действенный способ устранения данных неприятных моментов – применение в схеме снабберной (демпфирующей) RC – цепочки, которая подключается параллельно выходу ключевого блока.

Конденсатор в снабберной RC-цепи — металлопленочный с номиналом от 0,01 до 0,1 мкФ, сопротивление резистора составляет 20…500 Ом. Данные параметры элементов необходимо рассматривать исключительно в качестве приблизительных величин.