Схемотехника для начинающих и чайников

Внешний вид устройства

Строгие черные цвета присущи и данной модели. Из ярких и полезных моментов можно отметить расположенную на торце таблицу нагрузочных характеристик и нанесенный на корпус логотип производителя. Подобный блок питания справится с любой однопроцессорной видеокартой.

Система охлаждения защищена перфорированной решеткой.

На задней части специальные отверстия позаботятся о своевременном отводе тепла. Кроме того, здесь традиционно расположен разъем для питания и тумблер включения.

Все кабеля, кроме ATX 24-pin, лишены оплетки, что безусловно говорит об экономии. Количество разъемов для периферии удовлетворит нужды большинства потребителей. Antec VP650P рассчитан на установку в небольшие корпуса фор-фактора MidiTower, ограничения связаны с длиной проводов.

Корпус состоит из двух цельных частей, подобный дизайн хорошо подходит для быстрого доступа к компонентам. На одной из внутренних стенок можно заметить непокрашенную часть, но на внешнем виде это никак не отразится.

Для поддержания рабочей температуры установлен YATE LOON D12SH-12, это 120 мм вентилятор со скоростью вращения не превышающей 2200 об/мин. Обратной стороной высокой эффективности в данном случае является шум.

Практическая электроника

Практическое изучение электроники с нуля начинается с понимания принципов работы электронных приборов и устройств, функционирование которых основано на взаимодействии электромагнитных полей и свободных электрических зарядов. Описание этих процессов можно найти во всех учебниках по радио,- и микроэлектронике. Особенно помогают в этом отношении видео уроки в интернете. Азы современной электроники в практической области постигаются приобретением знаний по следующим вопросам:

1. Построение цепей;
2. Полупроводники;
3. Сигналы и измерения;
4. Электропитание схем;
5. Цифровая электроника.

Построение цепей

Электротехника для начинающих

Основой создания различных электрических схем являются правила построения цепей. Те же принципы построения электрических связей распространяются и на структуру микросхем. Твёрдое знание самых важных законов Ома и Кирхгофа позволяют понять логику создания линий, связующих компоненты электронных схем.

Обратите внимание! Без изучения базовых законов физики и электротехники начать овладевать основами электроники с нуля невозможно. Именно эти знания открывают все секреты создания электронных схем

Можно часами простоять, наблюдая за работой тех или иных сложных устройств, но без знаний основ электроники понять механизмы их действия не получится.

Полупроводники

В мире микроэлектроники полупроводники занимают важное место. Для того чтобы понять принцип их действия, нужно знать их физические возможности

Полупроводники меняют своё сопротивление в зависимости от нагрева. С повышением температуры сопротивление падает, в условиях низких температур полупроводники приобретают свойства диэлектриков.

Полупроводники на плате

К полупроводникам относятся такие радиодетали, как:

• диоды;
• транзисторы;
• тиристоры.

Сигналы и измерения

Сигналы – это носители информации. Они передаются электронами электрической цепи. Величина заряженной частицы служит единицей измерения энергетического заряда. Измерения и исследования сигналов в электронике проводятся с помощью осциллографов. Цифровой прибор производит математическую обработку полученных результатов.

Цифровой осциллограф предназначен для профессиональных электронщиков и стоит довольно дорого. Для начинающих любителей подойдут недорогие модели отечественного производства – С1-73 и С1-101.

Электропитание схем

Энергообеспечение электронных схем осуществляется через специальные блоки питания. Сетевые импульсные блоки питания называют электронными трансформаторами. Это простые источники питания, работающие от сети 220 вольт. В сети интернет можно приобрести довольно дешёвые модели китайского производства.

Цифровая электроника

Основы цифровой электроники для начинающих базируются на понятии двоичной системы (ноль и единица) и алгебраической логике. В самоучителях и разных учебниках даются разъяснения, что такое базовые логические элементы электронных схем. К ним относятся триггеры, регистры, дешифраторы и микроконтроллеры.

Цифровая электроника

Цифровая технология передачи сигналов кодирует, а после доставки в нужное место дешифрует их. Этим добиваются чистоты информационных сигналов, защищённых от каких-либо помех. Примером этому служит цифровое телевидение.

Практика

До этого момента в статье была сплошь теория. Сейчас я предлагаю закрепить ее практической частью и собрать восьмибитный сумматор. Нам потребуется пара беспаечных макетных плат, несколько DIP-переключателей, светодиоды для индикации, токоограничивающие резисторы на 10 кОм и пара микросхем 74HC283.

Серия 74xx включает в себя микросхемы самого разного назначения. Это могут быть как сборки логических вентилей (например, 74HC04 — шесть инверторов в одном корпусе), так и полноценные АЛУ (74HC181). Помимо комбинационных схем, там есть и последовательностные: триггеры (74НС74), регистры (74НС373) и счетчики (74НС393).

Чтобы ориентироваться во всем этом номенклатурном разнообразии, я рекомендую не скачивать документацию на каждую микросхему в отдельности, а сразу найти целый справочник по всей серии. Например, есть справочник Texas Instruments в PDF.

Расположение выводов у микросхемы 74HC283 можно найти на странице 176 справочника, принципиальную схему и таблицы истинности смотри на страницах 390–391. И хотя это сумматор всего лишь на четыре бита, тут есть функция ускоренного переноса, а сами микросхемы можно объединять, собирая сумматоры на 8, 16 или даже 32 бит.

Хорошо видно, что схема здесь несколько отличается от той, что мы вывели ранее. В этом нет ничего необычного, одну и ту же функцию можно реализовать несколькими способами, и в производстве зачастую используют тот, который дешевле (по элементам) и лучше подходит для техпроцесса.

При этом все равно осталось некоторое сходство — его можно заметить при внимательном изучении. Например, элементы XOR от полусумматоров располагаются непосредственно перед выходом для значений каждого из разрядов.

Кроме того, можно понять, что значение для переноса вычисляется параллельно со значениями разрядов — для этого в микросхеме и присутствуют «лишние» элементы. Пожалуй, это самая сложная часть в статье. Поэтому, если у тебя возникли трудности, попробуй рассмотреть схему ускоренного переноса отдельно — это ИС 74HC182 на с. 338 (вот она, польза от полноценного справочника).

Сложение

Теперь, когда принцип работы микросхемы и назначение каждого ее вывода для нас не составляет секрета, можно собирать рабочий сумматор на восемь бит на макетных платах. Потребуется целый ворох проводов и перемычек, чтобы соединить все компоненты, так что главное здесь — быть внимательным и не допускать ошибок.

Как правило, значения в АЛУ попадают из регистров — самого быстрого типа памяти в компьютере. Здесь же я для удобства использую пару DIP-переключателей (левый верхний угол), чтобы можно было легко задавать нужные значения. По сути, это регистры А и В нашего протокомпьютера.

К сожалению, производитель переключателей явно не рассчитывал на такое применение, поэтому нумерация битов в каждом регистре мало того что начинается с единицы, так еще и идет в «неправильном» порядке, слева направо! Учитывай это, когда будешь работать со схемой.

Пара 74НС283 располагается по центру на нижней макетке, а результат операции отображается на линии из светодиодов (правый верхний угол). В левом нижем углу роль источника питания выполняет преобразователь USB — UART (другого способа подать стабильные 5 В я в тот момент не нашел).

Если схема была собрана без ошибок, то, задавая двоичное представление чисел на переключателях, ты сможешь наблюдать значение суммы на светодиодах. Примерно как на картинке выше.

Вычитание

Удивительно, но такую схему без каких-либо изменений и доработок можно использовать и для вычитания. Да, раньше я не говорил об этом ни слова, но такое действительно возможно. Если использовать представление отрицательных чисел в дополнительном коде, нам никак не нужно переопределять операцию сложения — все будет работать на имеющемся железе.

Наверняка ты уже представляешь, как на уровне цифровой схемы из положительного числа можно сделать отрицательное (в дополнительном коде). Действительно, достаточно только к каждому биту применить операцию NOT, а затем подать на вход сумматора вместе с единицей. Как видишь, подобное представление неочевидно с точки зрения человека, но очень удобно для реализации из набора логических вентилей.

Схемотехника

Модель Chieftronic GPU-750FC использует в основе платформу GPR от Channel Well Technology, основанную на резонансном полумостовом преобразователе LLC, синхронном выпрямителе и преобразователями DC-DC во вторичной цепи.

На входе мы видим полноценный EMI-фильтр, часть которого распаяна непосредственно на сетевой розетка. 4 Y-конденсатора, 2 X-конденсатора, два дросселя.

Имеется микросхема IC CAP004DG для разрядки конденсаторов после отключения. Для защиты самого БП имеется плавкий предохранитель и варистор. Также мы видим термистор NTC и реле, защищающие от пускового тока.

К отдельному радиатору прикручена диодная сборка GBU1510, рассчитанная на 15 А и 1000 В.

На втором крупном радиаторе находятся силовые элементы APFC и преобразователя.

За корректор отвечают два мосфета GP28S506 по 28 А и диод Infineon IDH0665А на 6 А.

Два контроллера корректора находятся на обратной стороне платы — Champion CM6502UHHX и Champion CM03X.

Полумостовой преобразователь представлен двумя транзисторами Champion CMS6024 на 11,5 А.

Контроллер преобразователя Champion CM6901X находится на отдельной вертикальной плате.

На краю платы находятся два конденсатора высоковольтной цепи от японской компании Nippon Chemi-Con. Коричневый емкостью 390 мкФ, рассчитанный на напряжение 400 В из высокотемпературной серии 105 °C, второй — синий без маркировки бренда, 470 мкФ, 400 В, также высокотемпературной серии.

Трансформатор, формирующий линию +12 В, непосредственно соединен с вертикальной платой с силовыми элементами этого канала.

На плате шесть мосфетов Semiconductor NTMFS5C430N по 185 А, они охлаждаются пластиной в нижней части платы.

На отдельной вертикальной плате DC-DC преобразователь: четыре мосфета UBIQ QM3016D по 68 А, ШИМ-контроллер ANPEC APW7159C и парочка дросселей.

За все виды защиты отвечает супервизор Sitronix ST9S429-PS14.

За фильтрацию помех на выходе отвечает множество электролитических и твердотельных конденсаторов Nippon Chemi-Con и Nichicon.

Часть твердотельных конденсаторов распаяна непосредственно на модульной плате.

С обратной стороны мы видим аккуратную пайку, часть дорожек усилена припоем.

Местами видны небольшие следы неотмытого флюса.

Тестирование

Тестовый стенд позволяет нагружать линию +12 В с шагом в 100 Вт. Линии +3.3 В, и +5 В подключались к постоянной нагрузке в 50 Вт, что является типичной нагрузкой на этих линиях в реальной системе.

По требованиям стандарта ATX отклонение не должно превышать 5%;таким образом, норма для линии +12 В лежит в пределах 11.4-12.6 В.

Стабильность напряжений на очень хорошем уровне, отклонения во всем диапазоне не более 3%. Это отличный результат для блока питания с групповой стабилизацией напряжения. Данная модель без проблем способна обеспечить стабильным питанием процессор и одну или две видеокарты.

КПД «бронзового» блока питания очень высокий. Максимальный показатель на мощности 300 Вт составил 88%. Он точно вписывается в стандарт, предусмотренный сертификатом 80 PLUS Bronze – 85% КПД при нагрузке 50%.При минимальных и максимальных нагрузках показатель не опускается ниже 82%.

Упаковка и комплектация

Блок питания XPG Pylon 650 BRONZE продаётся в броской ярко-красной коробке размером 27,8 x 19.2 x 11,3 см, запаянной в прозрачный полиэтилен. Плотность картона небольшая, поэтому транспортной компании при доставке удалось успешно «намять бока» упаковке.

Боковые грани отданы под детальное описание характеристик и параметров блока питания.

Внутри коробки блок питания дополнительно защищён коробом из плотного картона, поэтому внешние замятия не отразились на товарном виде и целостности самого устройства.

Комплектация вполне стандартная:

• Блок питания XPG PYLON 650 BRONZE;
• Буклет с пользовательской инструкцией на нескольких языках, включая русский;
• Пакетик с четырьмя чёрными крепёжными винтами;
• Сетевой провод с евровилкой для подключения к сети электропитания;
• Стикерпак в XPG-стиле.

Схемотехника

Компактный корпус предполагает очень тесную компоновку. Расстояние между вентилятором и комплектующими минимальное.

Оригинальна и сама конструкция корпуса: вентилятор крепится к отдельной собственной пластине, тыльная и верхняя панель в виде одной Г-образной пластины, боковые грани объединены с лицевой и снять с них плату возможно, только отпаяв контакты от сетевого разъема.

Мосфеты на тыльной стороне платы охлаждаются через термопрокладки металлической пластиной, которая в свою очередь передает тепло на внешний корпус. Вся остальная часть платы закрыта диэлектрической прокладкой.

Схемотехника выполнена на основе резонансного преобразователя LLC с синхронным выпрямителем и преобразователями DC-DC во вторичной цепи.

Радиаторы для охлаждения силовых элементов Г-образной формы, в верхней части имеются перфорации для лучшей вентиляции.

На входе мы видим полноценный EMI-фильтр: четыре Y-конденсатора, Х-конденсатор, дроссель. Для защиты самого БП имеется плавкий предохранитель.

Сглаживающий конденсатор японского производства Nichicon емкостью 560 мФ рассчитан на напряжение до 450 В и температуру до 105 °C.

Мосфеты, формирующие линию +12 В (шесть штук 5C410L), расположены с обратной стороны платы, здесь же находится контроллер резонансного преобразователя Champion CU6901VAC.

Еще один контроллер, вынесенный на обратную сторону платы, Champion Microelectronic CM6500UNX отвечает за корректор мощности.

Низковольтные каналы +3.3 В и +5 В формируются DC-DC преобразователями на отдельной вертикальной плате.

С одной стороны платы два дросселя и твердотельные конденсаторы, с другой — шесть транзисторов 4C022 и ШИМ контроллер APW7159C.

Фильтрация помех на выходах осуществляется за счет полимерных и электролитических конденсаторов японского производства Rubycon и Nichicon.

На плате для подключения модульных кабелей распаяны дополнительные сглаживающие твердотельные конденсаторы.

Базовые блоки

Все цифровые схемы сводятся к нескольким стандартным логическим элементам. Это примерно как кубики Lego в детском конструкторе. Их можно комбинировать, соединять друг с другом и получать новые схемы. Для каждого элемента я привел таблицу истинности — соответствие между входными и выходными сигналами.

Существуют еще диаграммы Венна, но, на мой взгляд, они совершенно лишние и только осложняют дело. Впрочем, если ты предпочитаешь графическое представление, то можешь ознакомиться и с ними.

NOT

Самый простой вентиль, представляет собой логическое отрицание и инвертирует сигнал на единственном входе. Так как у нас всего два возможных состояния, таблица истинности совсем крохотная. В С/C++ это оператор !, хотя там его действие распространяется на любые переменные с числовым значением, не только бинарные.

Обрати внимание, что на рисунке выше (и на всех последующих) приведены два символа для обозначения конкретного элемента на схемах. Слева — американский вариант (ANSI), справа — его европейский аналог (МЭК и ГОСТ)

Второй стандарт сейчас уже редко где применяется, и даже в русскоязычной литературе почти всегда используется графически более наглядный стандарт ANSI.

AND

Сигнал на выходе этого вентиля равен логической единице только тогда, когда на всех входах присутствует высокий уровень. При этом количество входов может быть любым — таблица истинности изменится незначительно. Кроме того, ничто не мешает каскадировать такие элементы, подавая выход одного вентиля AND на вход другого.

Традиционно таблица рисуется именно таким образом: сперва все входы находятся в состоянии логического ноля, а затем последовательно инвертируется один из разрядов, начиная с младшего. Можно смотреть на это и с другой стороны — как будто все входы кодируют какое-то число (в двоичном представлении) и в каждой строке мы прибавляем к нему по единичке, проходя все возможные значения.

В С/С++ существует аж два аналога для этого вентиля: булево И (оператор &) и логическое И (оператор &&). Первый применяется для проверки флагов и других операций над отдельными битами числа, тогда как второй используется в логических выражениях.

OR

Здесь выход находится в состоянии логического ноля, только когда все входы равны нулю. Остальные комбинации приводят к высокому уровню на выходе.

Вместе AND и OR — это два основных строительных «кирпичика» цифровой логики. Сразу возникает вопрос, как их отличать друг от друга на схемах. Конечно, все решает практика, и со временем они запомнятся сами собой, но можно воспользоваться простым правилом: форма элемента со стороны входов соответствует первой букве в английском обозначении.

Так, округлость вентиля OR напоминает очертания буквы O, а прямая линия элемента AND явно позаимствована из буквы А. Звучит немного нелепо, но главное, что это работает.

Аналогично ситуации с AND для вентиля OR в языках программирования С/С++ используется булево ИЛИ (оператор |) и логическое ИЛИ (оператор ||).

XOR

Наконец, последний из базовых элементов в нашем списке — функция исключающего ИЛИ (XOR). На первый взгляд его таблица истинности выглядит странной, но легко запоминается — высокий уровень на выходе, только когда входы отличаются друг от друга. Однако не все так просто.

В общем случае (больше двух входов) этот вентиль реализует самую неочевидную функцию из числа рассмотренных: если на входах нет логических единиц или если их количество четное, то на выходе ноль, в любом другом случае — единица.

В C/C++ это оператор ^ и с ним связана забавная возможность обменять значения двух числовых переменных без участия временной переменной для промежуточного хранения (свойство самообратимости). И все в одной строчке:

1 2 3

int x, y; … x ^= y ^= x ^= y;

Но вернемся к нашим вентилям. Иногда в их список добавляют также сочетания с NOT: NOT + AND = NAND, NOT + OR = NOR и NOT + XOR = XNOR. При желании можешь вывести их таблицы истинности самостоятельно, это не составляет никакого труда.

Технические характеристики

• Модель: DARK POWER PRO 11, 550W
• Номинальная мощность: 550 Вт
• Пиковая мощность: 610 Вт
• Стандарт: ATX 12V Version 2.4 / EPS 12V Version 2.92
• Сертификация 80PLUS Platinum, эффективность (%) от 230V, 20% нагрузки — 91.6, 50% — 94, 100% — 92
• Модульная система кабелей: есть
• Фирменные технологии: половинный мост + LLC + SR + DC/DC
• Входное напряжение: 100 – 240 В, 50 — 60 Гц
• PFC: активный
• Коэффициент мощности при нагрузке 100%: >0.99
• Потребление энергии в режиме ожидания: <0,15 Вт
• Среднее время работы (ч / 25°C): 100.000
• Вентилятор: 135 мм
• Системы защиты: OCP (защита от перегрузки по току), OVP (защита от подачи повышенного напряжения), UVP (защита от подачи пониженного напряжения), SCP (защита от короткого замыкания), OTP (защита от перегрева), OPP (защита от перегрузки)
• Размеры без кабелей (Д × Ш × Г): 180 × 150 × 86 мм
• Вес включая кабели: 2.02 кг
• Цвет: черный
• Гарантия: 5 лет
• Размеры, упаковка (Д × Ш × Г): 348 × 272 × 118 мм
• Вес брутто, упаковка: 3.37 кг
• Рекомендованная цена: 154.00 €

Нагрузочные характеристики:

Для мощности шины +12 В заявлено значение 540 Вт. Соотношение мощности по шине +12 В и полной мощности составляет 0.98, что является очень высоким показателем для современных решений подобной мощности. Нагрузочный ток распределяется на четыре виртуальные линии. Две первые по 20 А предназначены для подключения 24-контактного разъёма питания ATX и периферии, а также для 12 В разъёма питания CPU. Две других линии по 25 А обеспечивают питание разъёмов PCI Express. На линии +5 В ток 22 А, и на линии +3.3 В, ток 25 А.

Диапазон входных напряжений очень большой – от 100 В до 240 В, это отличный показатель для российских сетей.

Схемотехника

На печатной плате мы видим довольно плотную компоновку элементов, свободного места практически нет. Плюс: имеется несколько дополнительных вертикально установленных плат. Крупных массивных радиаторов нет. Парочка небольших черных радиаторов в высоковольтной части и пара пластин охлаждения в низковольтной части. И это неудивительно, используются эффективные силовые элементы с небольшим тепловыделением, что и обеспечивает столь высокий КПД. Из особенностей можно отметить использование пары конденсаторов в высоковольтной цепи и двух основных трансформаторов.

В модели be quiet! Dark Power Pro P11 550W используется топология половинного моста (в старших моделях полного моста), с резонансным преобразователем LLC, синхронным выпрямителем и преобразователями DC-DC. Данная схема обеспечивает высокую эффективность и стабильность напряжений на выходе, в чем мы позже и убедились по результатам тестирования.

На входе мы видим фильтр электромагнитных помех на основе нескольких звеньев. На самой входной розетке расположились: X конденсатор, два Y конденсатора и дроссель. На плате еще одно звено фильтра: два X конденсатор, два Y конденсатора, парочка дросселей и варистор с терморезистором.

Далее идет диодная сборка на отдельном радиаторе. За ним модуль активной коррекции коэффициента мощности (APFC): дроссель, обернутый защитной пленкой, и на радиаторе пара транзисторов STF18N60M2 и диод CREE C3D04060. ШИМ-контроллер APFC находится на обратной стороне печатной платы.

Далее идет радиатор с парой силовых ключей главного преобразователя STMicroelectronics 22NM60N. На отдельной плате разместился блок управления преобразователем на основе ШИМ-контроллера CM6901T2X.

Производитель использует два силовых трансформатора, они разместились по центру платы. Рядом еще один трансформатор меньшего размера – источника дежурного питания.

В высоковольтной цепи два конденсатора японской компании Nippon Chemi-Con (450 В х 220 мкФ, 105°C). Их суммарная емкость составляет 440 мкФ.

Низковольтная часть представляет собой синхронный выпрямитель, на обратной стороне платы расположены два мощных транзистора, формирующие линию +12В. Тепло от них отводят два небольших радиатора с лицевой стороны платы и дополнительно они контактируют с корпусом через термопрокладку.

Далее DC-DC преобразователи формируют напряжения +3,3В и +5В. Разместился он на отдельной плате и управляется микросхемой APW7159А.

Все виды защиты осуществляются под управлением шестиканальной микросхемы PS232F, размещенной на крупной вертикальной плате:

• OCP (защита от перегрузки по току)
• OVP (защита от подачи повышенного напряжения)
• UVP (защита от подачи пониженного напряжения)
• SCP (защита от короткого замыкания)
• OTP (защита от перегрева)
• OPP (защита от перегрузки)

Модуль для управления работой внешних вентиляторов реализован на еще одной дополнительной плате. Осуществляется контроль с помощью двух двухканальных компараторов LM393N и LM358N – с их помощью изменяется напряжение, подаваемое на вентиляторы в зависимости от температур.

Фильтрацию помех на выходах осуществляется за счет как полимерных конденсаторов, так и электролитических большой емкости (16 В х 3300 мкФ 105°C), все от японского производителя. На панели с разъемами для модульных кабелей, есть еще дополнительные фильтрующие конденсаторы. Панель контактирует непосредственно с основной платой, а не через провода.

Микросхемы Айфон

TRISTAR

Одно из назначений TRISTAR (U2 в iPhone 5S или U1700 в iPhone 6) – определение аксессуара подключенного к телефону (наушники или Lightning). После замены USB-контроллера, чтобы проверить правильность работы чипа, необходимо подключить телефон к USB-тестеру и проверить синхронизацию с ноутбуком. И ещё можно замерить мультиметром напряжение в линии VBUSS. Для айфон 7 ревизия тристар 1610А3В.

TIGRIS

Начиная с iPhone 6, в цепи заряда установлена микросхема TIGRIS (U1401). Он предназначен в том числе для управления зарядом аккумуляторной батареи.

SWI

Средний контакт. По цепи Battery_SWI_CONN iPhone 6 Plus передается информация о состоянии АКБ в CPU. В этой линии установлен конденсатор емкостью 56 pF.

Результаты

У читателя возникает резонный вопрос: «Что же можно в итоге получить от схемотехнических «ухищрений», и на сколько возрастет стоимость конечного изделия?». Попробуем на него ответить.

Корректор коэффициента мощности

Как следует из рис. 6, оптимальным вариантом можно считать классическую схему с SiC-диодом Шоттки Zero Recovery (Cree). Во-первых, можно использовать стандартный контроллер с управлением по среднему току

Во-вторых, значительное снижение тепловой нагрузки на силовые компоненты повышает надежность ККМ, что особенно важно в необслуживаемой аппаратуре. Следовательно, увеличение стоимости в основном определяется SiC-диодом Шоттки

Например, если вместо 15ETH06 (IR, ~$1) использовать CSD10060A (Cree, ~$9), то разница в стоимости составит всего $8.

Преобразователь

Возможность использования стандартного контроллера с частотным управлением для реализации резонансного преобразователя позволяет утверждать, что его стоимость практически эквивалентна стоимости классического ШИМ, также выполненного на базе стандартного контроллера. Дополнительные компоненты формирующего контура компенсируются отсутствием элементов снабберных цепей. При этом радикальное снижение тепловой нагрузки и отсутствие стрессовых коммутационных переходных процессов значительно повышают надежность этого узла вторичного источника питания.

Выпрямитель

Выбор схемы выпрямления в первую очередь определяется выходными параметрами вторичных источников питания. Если при требуемых напряжении и токе возможен значительный выигрыш при использовании синхронного выпрямления (рис. 13), то следует отдать предпочтение ему.

Стоимость компонентов схемы, приведенной на рис. 14, составляет около $20, диода Шоттки — около $3, а соотношение потерь — 1:4.

Рис. 16.

В заключение приведем графики зависимости КПД от мощности вторичного источника питания с выходным напряжением 60 В (рис. 16), построенных с использованием различных схемотехнических решений (без учета потерь в силовом трансформаторе и дросселе ККМ). Как видно из рисунка, хорошая схемотехника дает выигрыш 7-10%, а это около 80 Вт тепла на 1 кВт полезной мощности. Воспользоваться им можно по-разному: уменьшить габариты, отказаться от принудительного охлаждения, снизить тепловую нагрузку на силовые приборы для увеличения надежности и т. п. Цена такого увеличения эффективности ничтожна по сравнению с преимуществами, которые оно дает.

Возможно, вам также будет интересно

Введение Силовые транзисторы IGBT и MOSFET стали основными элементами, применяемыми в мощных импульсных преобразователях. Их уникальные статические и динамические характеристики позволяют создавать устройства, способные отдать в нагрузку десятки и даже сотни киловатт при минимальных габаритах и КПД, превышающем 95 %. Общим у IGBT и MOSFET является изолированный затвор, в результате чего эти элементы имеют схожие

В статье представлены драйверы реверсируемых двигателей постоянного тока общегоназначения производства японской компании ROHM. Японская компания ROHM представляет на рынке электронных компонентов драйверы реверсируемых двигателей постоянного тока общего назначения на основе технологии широко-масштабной интеграции LSI. Представленные драйверы могут быть трех видов: драйвер управления одним электродвигателем, двумя электродвигателями без стабилизации скорости, а также драйвер управ- ления одним

Компании-производители CMOS-датчиков разработали множество новых технологий для поддержания качественной съемки не только в обычных, но и в сложных условиях освещенности. В первой части статьи большое внимание было уделено технологии обратной подсветки пикселей (BSI) — основополагающей в эволюции современных мобильных камер. Технология BSI позволила устранить компромисс между разрешением и светочувствительностью и впервые сделала возможной 3D-интеграцию с пиксельной частью электроники обработки изображения.Но работа производителей над совершенствованием мобильных CMOS-датчиков изображения продолжается, в том числе и в направлении снижения размера пикселей. В продолжении статьи мы акцентируем внимание на других технологиях мобильных CMOS-датчиков, к которым относятся модификация цветовых фильтров, захват изображений с высоким динамическим диапазоном (HDR) и низкими шумами (CNR), автофокусировка, оптическая стабилизация изображений, зум, затвор и т. п. Новые технологические решения системно интегрируются на уровне пиксельных кристаллов так, чтобы обеспечивалось более высокое качество изображений — без компромисса с быстродействием и при одновременном снижении размеров датчиков, потребления мощности и цены.