= ([Temperatura në pikën e nxehtë, °C] - [Temperatura në pikën e ftohtë, °C]) / [Fuqia e shpërndarë, W]
Kjo do të thotë që nëse një fuqi termike prej X W furnizohet nga një pikë e nxehtë në një të ftohtë, dhe rezistenca termike është Y cg / W, atëherë ndryshimi i temperaturës do të jetë X * Y cg.
Formula për llogaritjen e ftohjes së një elementi force
Për rastin e llogaritjes së largimit të nxehtësisë së një elementi elektronik të fuqisë, e njëjta mund të formulohet si më poshtë:
[Temperatura e kristalit të elementit të fuqisë, GC] = [Temperatura e ambientit, °C] + [Fuqia e shpërndarë, W] *
ku [ Rezistenca totale termike, Hz / W] = + [Rezistenca termike midis kutisë dhe radiatorit, Hz / W] + (për rastin me radiator),
ose [ Rezistenca totale termike, Hz / W] = [Rezistenca termike midis kristalit dhe kutisë, Hz / W] + [Rezistenca termike midis kutisë dhe mjedisit, Hz/W] (për kasë pa ngrohje).
Si rezultat i llogaritjes, duhet të marrim një temperaturë të tillë kristalore që të jetë më e vogël se vlera maksimale e lejuar e treguar në librin e referencës.
Ku mund t'i marr të dhënat për llogaritjen?
Rezistenca termike midis kutisë dhe kasës për elementet e fuqisë zakonisht jepet në librin e referencës. Dhe është shënuar kështu:
Mos u ngatërroni nga fakti që njësitë e matjes K / W ose K / W janë të shkruara në librin e referencës. Kjo do të thotë që kjo vlerë është dhënë në Kelvin për Watt, në Hz për W do të jetë saktësisht e njëjtë, domethënë X K / W \u003d X Hz / W.
Zakonisht, librat e referencës japin vlerën maksimale të mundshme të kësaj vlere, duke marrë parasysh përhapjen teknologjike. Na duhet, pasi duhet të bëjmë llogaritjen për rastin më të keq. Për shembull, rezistenca maksimale e mundshme termike midis kristalit dhe rastit të transistorit me efekt të fushës së fuqisë SPW11N80C3 është 0,8 c/W,
Rezistenca termike midis kutisë dhe ftohësit varet nga lloji i rastit. Vlerat maksimale tipike tregohen në tabelë:
| TO-3 | 1.56 |
| TO-3P | 1.00 |
| TO-218 | 1.00 |
| TO-218FP | 3.20 |
| TO-220 | 4.10 |
| TO-225 | 10.00 |
| TO-247 | 1.00 |
| DPACK | 8.33 |
Shtresë izoluese. Në përvojën tonë, një jastëk izolues i zgjedhur dhe i instaluar siç duhet dyfishon rezistencën termike.
Rezistenca termike midis kasës/ftohësit dhe mjedisit. Kjo rezistencë termike, me një saktësi të pranueshme për shumicën e pajisjeve, është mjaft e thjeshtë për t'u llogaritur.
[Rezistenca termike, Hz / W] = [120, (gC * cm katrore) / W] / [Zona e radiatorit ose pjesa metalike e trupit të elementit, sq. cm].
Kjo llogaritje është e përshtatshme për kushtet kur elementët dhe radiatorët janë instaluar pa krijuar kushte të veçanta për rrjedhjen e ajrit natyral (konvekcion) ose artificial. Vetë koeficienti është zgjedhur nga përvoja jonë praktike.
Specifikimi i shumicës së ngrohësve përmban rezistencën termike midis ngrohësit dhe mjedisit. Pra, në llogaritje është e nevojshme të përdoret kjo vlerë. Kjo vlerë duhet të llogaritet vetëm nëse të dhënat tabelare të radiatorit nuk mund të gjenden. Ne shpesh përdorim ngrohës të përdorur për të mbledhur mostrat e korrigjimit, kështu që kjo formulë na ndihmon shumë.
Për rastin kur nxehtësia hiqet përmes kontakteve bordi i qarkut të printuar, zona e kontaktit mund të përdoret gjithashtu në llogaritje.
Për rastin kur nxehtësia hiqet përmes kapave të një elementi elektronik (zakonisht dioda dhe dioda zener me fuqi relativisht të ulët), sipërfaqja e prizave llogaritet në bazë të diametrit dhe gjatësisë së plumbit.
[Zona e plumbit, sq. cm.] = Pi * ([ Gjatësia e daljes së duhur, shih] * [Diametri i duhur i daljes, shih] + [Gjatësia e daljes së majtë, shih] * [Diametri i daljes së majtë, shih])
Një shembull i llogaritjes së largimit të nxehtësisë nga një diodë zener pa radiator
Dioda zener le të ketë dy terminale me diametër 1 mm dhe gjatësi 1 cm. Le të shpërndahet 0,5 vat. Pastaj:
Sipërfaqja e prodhimit do të jetë rreth 0.6 m2. cm.
Rezistenca termike midis kutisë (terminaleve) dhe mjedisit do të jetë 120 / 0.6 = 200.
Rezistenca termike midis kristalit dhe kutisë (terminaleve) në këtë rast mund të neglizhohet, pasi është shumë më pak se 200.
Le të supozojmë se temperatura maksimale në të cilën do të funksionojë pajisja do të jetë 40 °C. Pastaj temperatura e kristalit = 40 + 200 * 0,5 = 140 ° C, e cila është e pranueshme për shumicën e diodave zener.
Llogaritja online e ngrohjes - radiator
Ju lutemi vini re se për radiatorët e pllakave, duhet të llogaritet sipërfaqja e të dy anëve të pllakës. Për gjurmët PCB që përdoren për shpërndarjen e nxehtësisë, duhet të merret vetëm njëra anë, pasi tjetra nuk bie në kontakt me mjedisin. Për radiatorët e gjilpërës, është e nevojshme të vlerësohet afërsisht sipërfaqja e një gjilpëre dhe të shumëzohet kjo zonë me numrin e gjilpërave.
Llogaritja në internet e shpërndarjes së nxehtësisë pa radiator
Disa elementë në një radiator.
Nëse disa elementë janë instaluar në një lavaman ngrohjeje, atëherë llogaritja duket kështu. Së pari, ne llogarisim temperaturën e radiatorit duke përdorur formulën:
[Temperatura e radiatorit, gc] = [Temperatura e ambientit, °C] + [Rezistenca termike midis radiatorit dhe mjedisit, Hz / W] * [Fuqia totale, W]
[Temperatura e kristalit, c] = [Temperatura e radiatorit, gc] + ([Rezistenca termike midis kristalit dhe trupit të elementit, Hz / W] + [Rezistenca termike midis trupit të elementit dhe radiatorit, Hz / W]) * [Fuqia e shpërndarë nga elementi, W]
Ndikimi i mjedisit të komponentit.
Ndoshta zona e bakrit në shtresën e sipërme në të cilën është instaluar komponenti ndikon në performancën e ftohjes. Elementi i dytë që mund të ketë ndikim është sasia e saldimit të përdorur në instalim.
Një tranzistor në një paketë DPAK do të përdoret si element ngrohës me fuqi prej 2.5 e martë
Kontrollimi i ndikimit të zonës së bakrit rreth komponentit (DPAK), temperatura e diafragmës:
Është interesante se 3 deri në 5 gradë të tjera mund të fitohen thjesht duke aplikuar më shumë saldim rreth pllakës metalike të komponentit (gjilpërë kullimi). Zakonisht, kur montojnë komponentët, ata nuk kujdesen për transferimin e nxehtësisë përmes sipërfaqeve të kontaktit, dhe ky është një gabim. Rreth pjesës është rezistenca më e madhe ndaj humbjes dhe aplikimi i saldimit mund të jetë një ndihmë e vërtetë.
Matja e cilësisë së transferimit të nxehtësisë në një tabelë të qarkut të printuar.
Deri më tani, gradienti i temperaturës është regjistruar vetëm për një rast - pa pjesëmarrjen e një ventilatori. Por me ftohje artificiale, efikasiteti i PCB-së duhet të bjerë për shkak të rezistencës së humbjes së transferimit të nxehtësisë përgjatë tabelës. Le të përsërisim testin, por shtojmë funksionimin e ventilatorit me një performancë shumë të vogël dhe normale (3.5 dhe 7 volt). Ne e ndryshojmë transistorin në D2PAK për të simuluar një grup transistorësh të vegjël.
"Vnt." është temperatura e kristalit, pjesa tjetër merret nga ana e kundërt bordi i qarkut të printuar, pika "0" nën qendrën e pllakës metalike të tranzistorit ( D2PAK, 5 W).
| Tifoz | Vnt. | 0 | 2.5 | 5 | 7.5 | 10 | 12.5 | 15 | 17.5 | 20 | 22.5 | 25 | 27.5 | 30 |
| 0 | 66.2 | 38.7 | 38 | 37.1 | 35.7 | 34.3 | 32 | 30.4 | 26.3 | 25 | 24.2 | 23.5 | 20.9 | 19.7 |
| 3,5 V | 53.9 | 28.2 | 27.9 | 27 | 25.5 | 24.1 | 22.9 | 20 | 16 | 15 | 14.2 | 13.3 | 11.3 | 9.7 |
| 7 V | 47.7 | 22 | 21.8 | 21.5 | 20.2 | 19.2 | 18.1 | 16 | 12.2 | 11.5 | 10.7 | 10 | 8.2 | 7.2 |
Ka ndërprerje të lehta në të dhëna, të cilat shkaktohen nga një PCB jo uniforme.
Gjatësia efektive e radiatorit varet nga shpejtësia e fryrjes, nëse vazhdojmë nga kufiri i një reduktimi pesëdhjetë përqind, atëherë gjatësia e punës do të jetë:
- Pa fryrje - 30 mm.
- Shpejtësia e ulët e fryrjes (tifoz 3,5 V) - 22,5 mm.
- Shpejtësia e lartë e fryrjes (tifoz 7 V) - 20 mm.
Ju lutemi vini re se matjet janë marrë nga qendra në pjesën periferike, kështu që gjatësia totale është dy herë më e madhe.
Orientimi në hapësirë dhe ngjyra e tabelës së qarkut të printuar.
Pllaka e qarkut të printuar kryen funksionin e një ngrohësi dhe është relativisht i suksesshëm. Por për një radiator, orientimi në hapësirë dhe ngjyra e veshjes së tij janë të rëndësishme. Transferimi i nxehtësisë mund të kryhet duke ngrohur ajrin përreth ose me rrezatim. Nëse radiatori është me ngjyrë të errët, atëherë efikasiteti i transferimit të nxehtësisë nga rrezatimi rritet, ata premtojnë të përmirësojnë kthimin deri në x1.7 herë. Ndoshta lyej dërrasat me ngjyrë të zezë?
Konfigurimi i provës është i thjeshtë - një bord qarku i printuar me shumë shtresa 25x40 mm (10 cm 2 x 2 anët), një transistor në paketën DPAK është ngjitur në qendër. Fuqia është e njëjtë si në provat e tjera me këtë tranzistor, 2.5 watts.
Të dhënat e marra janë përmbledhur në tabelë:
Pabarazia e temperaturës brenda anës së tabelës nuk i kalon katër gradë.
Fillimisht, në tabelën e qarkut të printuar kishte një maskë mbrojtëse të zezë. Për të marrë një ngjyrë të hapur, maska hiqej nga të dyja anët. Teoria thotë se kjo duhet të kishte çuar në një përkeqësim të efikasitetit me një faktor prej 1.7, sepse transferimi i nxehtësisë nga rrezatimi është ulur shumë herë. Në realitet, përkeqësimi i performancës ishte vetëm 25 për qind. Sipas teorisë, një ngrohës i sheshtë funksionon më mirë në një pozicion vertikal. Pa maskë, është vetëm 18 për qind, dhe me një maskë, është mezi e perceptueshme. Duket sikur maska është shumë e trashë dhe ndërhyn në transferimin e nxehtësisë.
Temperatura mesatare e tabelës është 50 gradë (temperatura e anës së kundërt nuk është interesante), fuqia është 2.5 W, nga këtu mund të llogaritni rezistencën termike të një "radiatori" të tillë - 20 gradë për vat me një sipërfaqe prej 10 cm 2. Ose, në 200 cm 2 rezistenca termike është 1 shkallë për vat.
Asgjë super e pazakontë, definitivisht nuk ia vlen ta rilyeni dërrasën me qëllim të zi. Por kjo shpjegon dashurinë e prodhuesve për dërrasat e errëta.
Rezistenca termike.
Për të matur rezistencën termike do të nevojiten shumë pajisje dhe materiale të kalibruara, gjë që është mjaft problematike, ndaj thjesht matim rënien e temperaturës në materialin e provës. Si gjenerator nxehtësie, marrim një tranzistor në një paketë DPAK me fuqi 2.5 W. Sipërfaqja e tij aktive e shpërndarjes së nxehtësisë është afërsisht 5x5 mm.
Humbja e nxehtësisë është matur si ndryshimi i temperaturës midis pikave "A" dhe "B".
Pikat e kontrollit nuk janë zgjedhur shumë mirë, por kjo metodë është krijuar për të karakterizuar të gjitha materialet. Humbjet e nxehtësisë në dy kalimet e medias dhe pastës termike merren parasysh.
Karakteristikat e matjeve:
- Gjatë matjes së humbjeve në dërrasa, elementi i ngrohjes u ngjit në to, dhe ana e kundërt u pastrua nga oksidet dhe veshjet në bakër të pastër.
- Në rastet BGA dhe TSOP, u zgjodh një vend pa një kristal gjysmëpërçues, në buzë.
- Një fragment i vogël nga dizajni i njësisë së sistemit u përdor si "pllakë hekuri".
- Mbushjet termike janë hequr nga pajisja, kështu që specifikimet e sakta nuk dihen. E kuqe nga një furnizim me energji i markës, gri - nga "noname" e zakonshme kineze.
Rezultatet:
| Materiali | Trashësia, mm | Temperatura, gradë | Reduktuar në 1 mm, gradë |
| PCB me shumë shtresa | 1.5 | 10.3 | 6.9 |
| PCB me dy anë | 1.5 | 69.4 | 46.3 |
| Paketa e çipit BGA | 0.76 | 18.8 | 24.7 |
| Paketa e çipave TSOP | 0.98 | 31.7 | 32.3 |
| pjatë hekuri | 0.6 | 4.2 | 7 |
| Mbushja e transferimit të nxehtësisë (e kuqe) | 0.3 | 11.7 | 37.3 |
| Mbështjellësi termik (gri) | 0.37 | 16.9 | 45.7 |
| Rondelë qeramike (e bardhë) | 0.64 | 4.9 | 7.6 |
Dallimi në temperatura midis një dërrase me shumë shtresa dhe një bordi konvencional është thjesht i egër. Është e qartë se FR4 nuk e përcjell mirë nxehtësinë, por që shtresat e holla të bakrit të jenë aq efektive ...
E njëjta përçueshmëri termike e kutive nuk është shumë e mirë, gjë që është mjaft e pritshme.
Sipas pads termike, edhe numrat nuk janë shumë të bukur, por ajo që kanë është ajo që janë. Në sfondin e tyre, qeramika duket thjesht e mrekullueshme, por nuk mund të përdoret teknologji kompjuterike- thjesht nuk ka nevojë. Qëllimi i jastëkëve termikë është të zgjedhin lartësi të ndryshme të përbërësve, dhe qeramika është e ngurtë dhe nuk do të ndihmojë në këtë çështje. Çfarë lloj qeramike ishte në rastin tim, është e vështirë të thuhet. Duke gjykuar nga ngjyra dhe rezistenca termike, kjo është qeramike beryllium.
Si të përdorim të dhënat e tabelës? Po, është shumë e thjeshtë - rezistenca termike e hekurit dihet, shifrat e mbetura rillogariten proporcionalisht.
Përdorimi praktik
Për të filluar, mund të përdorni metodën për llogaritjen e radiatorit bazuar në materialin e publikuar në faqen e internetit elektrosad.ru (pdf, 186 Kb). Ose mund të mbani mend rregullin - "mos ngarkoni dhe nuk do të ngarkoni". Radiatorët e fabrikës kanë specifikimet, dhe me të bërë në shtëpi ... mund të përdorni llogaritjet e thjeshtuara, sepse llogaritjet e sakta nuk kanë kuptim, ka shumë parametra të paparashikueshëm. A e dini rezistencën termike të kasës ose PCB-së së pllakës tuaj amë? Por përçueshmëria termike e tabelës varet, ndër të tjera, nga drejtimi i shtresave të saj të brendshme. Në të njëjtën kohë, do të ishte mirë të merret parasysh se ndonjëherë jo gjithçka është mirë me organizimin e fryrjes.
Pra, llogaritja e thjeshtuar. Nëse duhet të jeni më të saktë, atëherë ju lutemi përdorni lidhjen e mësipërme me metodologjinë, dhe për pyetje të tjera - mjerisht, vetëm kërkime të pavarura dhe leximin e dokumentacionit për komponentët. Për fat të keq, rekomandimet "të përgjithshme" janë shumë të thjeshta, të egra në disa vende.
Pika 1 - fuqia termike.
Sa për konvertuesit e fuqisë së procesorit, gjithçka është mjaft e thjeshtë, efikasiteti i tyre luhatet rreth shifrës 80%. Në të njëjtën kohë, duhet të merret parasysh menjëherë se ato janë të dizajnuara për një konsum të caktuar të energjisë, dhe kur kjo shifër tejkalohet (ose proporcionalisht), efikasiteti i konvertimit të energjisë fillon të ulet. Përafërsisht, ia vlen të merret një efikasitet prej 82% për një ngarkesë të reduktuar dhe 76% të një ngarkese normale për një ngarkesë të madhe. Humbja e fuqisë do të jetë përkatësisht 22 dhe 32 për qind e fuqisë dalëse. Llogaritjet për fuqi të ulët janë më të vështira për t'u bërë, edhe me thjeshtime të forta, sepse humbjet në komponentët e konvertuesit janë proporcionale me katrorin e rrymës dalëse.
Për shembull, një motherboard 120 W TDP ka një procesor 70 W. Në këtë rast, ngarkesa nuk rritet, pritet një efikasitet i pritshëm prej 82%. Në të njëjtën kohë, 70 * 100/82 = 85,4 W konsumohen nga burimi i energjisë. Nga kjo shifër, 70 W shkon në procesor, dhe 85.4-70 = 15.4 W shpërndahet në elementët e konvertuesit.
I njëjti rast, por përdorimi i një procesori më të fuqishëm (përsa i përket konsumit) me overclocking, do të japë një pamje paksa të ndryshme. Nëse konsumon 140 W (shifrat janë arbitrare), atëherë efikasiteti i konvertuesit pritet të ulet në 76%. Humbjet do të jenë shifra krejtësisht të ndryshme: 140 * 100/76 = 184,2 W nga burimi i energjisë, ose 184,2-140 = 44,2 W për elementët e konvertuesit.
Dua të vërej menjëherë se jo të gjitha këto humbje janë shkaktuar nga transistorët. Diçka, dhe shumë e madhe, shpërndahet nga induktorët, gjurmët dhe, pak - nga kondensatorët. Si ta ndani figurën që rezulton në transistorë dhe të gjithë pjesën tjetër? E gjitha varet shumë nga përbërësit e përdorur. Le të themi se dy të tretat e nxehtësisë shpërndahen në transistorë. Vetëm mos pyesni se nga erdhi numri. Tavani duhet të zbardhet.
Pra, duhet të shqyrtojmë dy opsione: 15.4x2 / 3 \u003d 10 W dhe 44.2 * 2/3 \u003d 29 W.
Pika 2 është sipërfaqja aktive e tabelës së qarkut të printuar.
Le të marrim një lloj motherboard dhe të shohim se çfarë do të rezultojë.
Ky bord përdor komponentët në një paketë LFPAK për të shpërndarë në mënyrë efektive nxehtësinë në PCB. E shkëlqyeshme, llogaritjet mund të kryhen pa shumë komplikime. Nëse komponentët nuk do të ishin të mirë në shpërndarjen e nxehtësisë në tabelë, atëherë llogaritja e efikasitetit të shpërndarjes së nxehtësisë do të ishte jashtëzakonisht e vështirë dhe do të ishte më e lehtë të shkoni direkt në zgjedhjen e një ngrohësi diskrete, duke injoruar vetitë e shpërndarjes së nxehtësisë së bordit.
Së pari, ne do të heqim ato zona që nuk mund të heqin nxehtësinë nga konverteri.
Mbetet për të matur sipërfaqen e mbetur. Nëse nuk merrni parasysh zonën e skajit të poshtëm të majtë me mbishkrimin "BIOSTAR", atëherë fitohen dy drejtkëndësha - pjesa e sipërme 55x120 mm dhe e djathta 45x85 mm.
Më parë, u konsiderua efikasiteti i heqjes së nxehtësisë nga një bord qark i printuar. Nga rezultatet e marra, u duk se një gjerësi prej më shumë se 60 mm nuk ishte efektive (prandaj, ana e majtë e tabelës u shpërfill). Në rastin tim, gjerësia është 55 dhe 45 mm, që plotëson kushtin pa kufizime. Rezultati është një sipërfaqe prej 55x120 + 45x85 = 104 cm 2.
Ka një nuancë që prish përshtypje të përgjithshme. Fakti është se përbërësit e tjerë janë të vendosur në tabelë, përveç konvertuesit, dhe ato gjithashtu ngrohin bordin e qarkut të printuar. Për hir të rendit, vlen të përmendet se këta përbërës veprojnë si ngrohës të vegjël dhe gjithashtu shpërndajnë nxehtësinë. Në këtë foto ka një prizë procesori, dhe ajo (më saktë, procesori) gjithashtu nxehet. Por jo shumë, mbrojtja termike e procesorit është vendosur në një temperaturë prej rreth 60 gradë në kapakun e sipërm. Sa i përket pjesës së poshtme të procesorit, ai është nën temperaturën e kapakut. Përveç kësaj, ekziston një shtresë kontaktesh midis pjesës së poshtme të procesorit dhe tabelës së qarkut të printuar, të cilat nuk e transferojnë nxehtësinë shumë mirë. Pra, ngrohja termike nga procesori mund të injorohet.
Pika 3 - zona dhe fuqia për tranzistor.
Konvertuesi ka dhjetë faza, secila me tre transistorë. Është e qartë se humbjet e nxehtësisë nuk shpërndahen në mënyrë të barabartë në të gjithë komponentët, por llogaritjet janë të përafërta.
Një transistor përbën 104 / (10 * 3) = 3,5 cm 2 të zonës së bordit të qarkut të printuar. Fuqia:
Opsioni i parë është 10 / (10 * 3) \u003d 0,33 W.
Opsioni i dytë është 29 / (10 * 3) \u003d 0,97 W.
Na vjen keq, pak sqarim mbi metodologjinë. Studimet janë konsideruar më parë duke përdorur seksione mjaft të mëdha të tabelës së qarkut të printuar, të cilat janë shumë herë më të mëdha se shifra prej 3,5 cm 2 e marrë në këtë llogaritje. A do të thotë kjo se studimi i mëparshëm ishte i gabuar? Aspak, hidhni një vështrim më të afërt në foto, transistorët janë mbledhur në një grup dhe nxehtësia shpërndahet nga një seksion mjaft i zgjatur i tabelës (45 dhe 55 mm).
Pika 4 - llogaritja e radiatorit.
Duke pasur parasysh fuqinë dhe mbinxehjen, sipërfaqja e kërkuar mund të llogaritet. Për ta bërë këtë, duhet të vendosni se sa do të vendoset për mbinxehje. AT njësi të sistemit 35 gradë konsiderohet temperaturë normale, mbi 50 gradë komponenti perceptohet si i nxehtë. Rezulton se 50-35 = 15 gradë mbeten për mbinxehje.
Ju lutemi vini re se këto konsiderata ndikojnë në temperaturën e radiatorit (bordi i qarkut të printuar), temperatura e kristalit do të jetë pak më e lartë.
Për fillestarët, le të përpiqemi të bëjmë pa rrjedhje të detyruar të ajrit.
Sipërfaqja e bordit (ose më mirë, njëra anë) tashmë është llogaritur. Më tej, kjo shifër duhet të shumëzohet me 1.5, sepse bordi ka dy anë. Pse jo dyfish? Këtu ka dy pika:
- Së pari, ana e kundërt motherboard shpërndan nxehtësinë në mënyrë shumë efektive.
- Së dyti, vetë bordi i qarkut nuk është bërë prej bakri të pastër dhe nuk funksionon me aq efikasitet për shkak të humbjeve.
Pas llogaritjes së sipërfaqes efektive (e reduktuar në një pllakë ideale), mund të aplikohet një formulë e thjeshtuar llogaritëse - një sipërfaqe prej 300 cm 2 nxehet me një shkallë kur aplikohet një fuqi prej një vat. Por ju mund të bëni edhe më shumë zgjidhje e thjeshtë- e matur më parë, për një tabelë qarku të printuar të errët (natyrshëm me shumë shtresa), një faktor prej 1 shkallë për vat bie në (njërën anë të) një sipërfaqe prej 200 cm 2 .
Për rastin më të keq, 0,97 W, zona e kërkuar e ftohësit është 0,97*200/15 = 13 cm2.
Epo, është koha për të qarë. Nëse kishte 13 cm 2 në tabelë për transistorin, atëherë nuk kishte nevojë të mendohej për ndonjë radiator. Dhe kështu ... vetëm 3,5 cm 2.
Nëse marrim një fuqi më të ulët (opsioni i parë kërkon vetëm 0,33 W), atëherë zona e kërkuar e radiatorit do të jetë 0,33 * 200/15 = 4,4 cm 2.
Um. Nëse nuk përdorni një radiator shtesë, atëherë opsioni i parë është mjaft funksional, vetëm mbinxehja do të jetë tashmë 19 gradë në vend të 15. Jo fatale, temperatura e vetë tranzitorit do të jetë 54 gradë. Sa për rastin e dytë, mungesa e një radiatori do të thotë shumë ashpër - mbinxehje 56 gradë ose një temperaturë prej 91 gradë.
Është e kuptueshme pse prodhuesi i kësaj pllake amë ka instaluar një ftohës në transistorë. Si përafrim i parë, për funksionimin normal të konvertuesit, nevojitet një radiator prej 13 cm 2 * 30 \u003d 390 cm 2, një madhësi mjaft e madhe. Do të përpiqem të bëj një supozim të paarsyeshëm që radiatori i instaluar nga prodhuesi ka një sipërfaqe efektive shumë më pak se sa kërkohet, që do të thotë se do të ketë nevojë për rrjedhje shtesë të ajrit.
gjetjet
Lufta është marrëzi, gjëja kryesore janë manovrat!
Përfundime, përpjekja e dytë.
Mmm…. Përfundimet nuk janë shkruar fare, ndoshta?
Pothuajse të gjitha rastet kanë një majë plastike (qeramike), e cila e bën të vështirë shpërndarjen e nxehtësisë përmes saj. Mund të vendosni një radiator dhe / ose ta fryni me një rrymë të fuqishme ajri, por megjithatë efekti do të mbetet mesatar. Epo, ato nuk janë të destinuara për këtë, çfarë mund të bëni. Për më tepër, çështja nuk lehtësohet nga fakti se kristali është mjaft i thellë nën sipërfaqe.
Nëse paketa përdor një lidhje të prizave të tipit të diskutuar në seksionin TSOP, atëherë materiali i trupit duhet të jetë më i lartë për nga trashësia e kapave dhe një diferencë e vogël sipër tyre, për izolim elektrik. Nëse telat futen thellë në kasë, ato janë rreth kristalit (shih figurën në seksionin QFN), atëherë kërkohet ende një diferencë e konsiderueshme mbi kristal, sepse telat e lidhjes kristal-plumb ngrihen pak mbi gjysmëpërçuesin. pjatë. Kjo është arsyeja pse unë nuk testova veçmas një asamble kaq të zakonshme si drMOS - nuk ka kuptim. Ky është ende i njëjti "TSOP", sipas metodës së lidhjes së prizave të energjisë (dhe kështu trashësia e kapakut të sipërm mbi kristal); dhe QFN, me metodën e shpërndarjes së nxehtësisë PCB.
Dhe për shpërndarjen e nxehtësisë përmes pllakës në fund. Një rast i zakonshëm, pa futje, është disi i ngritur mbi tabelë dhe lëshon nxehtësi shumë dobët përmes pjesës së poshtme. Hendeku nuk u la për dëm të veçantë të askujt, kërkohet teknologjikisht - mund të ketë defekte lokale në tabelën e qarkut të printuar (maskë mbrojtëse, shenja, lehtësim i tabelës me shumë shtresa), dhe ka një ndryshim në parametrat gjatë formimit të prizave dhe prodhimin e kasës.
Detyra kryesore e paketës SMD është të garantojë një përshtatje të sigurt të prizave, të gjitha prizat, në jastëkët e kontaktit të tabelës së qarkut të printuar. Prandaj, ka një hendek midis çështjes dhe bordit. Është i vogël, por vetitë e tij termoizoluese janë "të mira". Nëse komponenti gjeneron shumë nxehtësi, atëherë mund të aplikohet një botim i modifikuar i kasës, me një pllakë metalike në fund. Në këtë rast, kristali gjysmëpërçues është montuar në këtë pllakë, përndryshe nuk ka kuptim të rrethoni kopshtin. Zgjidhja është e mirë, por pse nuk është e zakonshme? Nëse harrojmë koston paksa të rritur të kutisë dhe paketimin e kristalit, atëherë mbetet një problem shumë serioz - fundi 'metal' ndërhyn në drejtimin e tabelës.
Nuk mund të vendosni thjesht një kuti të tillë në tabelë, një maskë mbrojtëse nuk mund të garantojë mungesën e një qarku të shkurtër. Edhe nëse i përdredhni duart e teknologëve dhe i vishni, është akoma keq - brenda elektronikë moderne të gjitha qarqet janë linja dhe kanë një rezistencë të mirëpërcaktuar. Dhe meqenëse metali i poshtëm është drejtpërdrejt mbi përcjellësit, impedanca do të ndryshojë dhe nuk do të përputhet me atë të llogaritur. Nëse impedanca e qarkut ndryshon përgjatë gjatësisë së tij, atëherë ndodhin reflektime të pjesshme lokale dhe forma e sinjalit shtrembërohet.
Prandaj, nëse përdoret një kuti me metal në fund, atëherë zona përkatëse e tabelës duhet të izolohet nga gjurma. Zakonisht, nëse ka metal në fund, atëherë ai zë një pjesë të konsiderueshme të tij, gjë që në mënyrë të pashmangshme ndikon në cilësinë e qarqeve të gjurmimit - thjesht ka më pak hapësirë. Prandaj, megjithëse vetë futjet janë të dobishme, ato nuk vendosen për arsye objektive. Sidoqoftë, vlen të përmendet - në mikroqarqe, kristalet gjysmëpërçuese shpesh instalohen në pllakat e shpërndarjes së nxehtësisë, ato thjesht nuk janë të dukshme, duke u izoluar në rast. Kjo përmirëson shpërndarjen e nxehtësisë dhe nga jashtë rasti duket tradicional.
Nga rruga, një herë pashë çipat SDRAM në një paketë TSOP - ata përdorën një kristal të madh gjysmëpërçues, duke mbuluar të gjithë hapësirën e paketës. Kristali ishte montuar në një pjatë të hollë bakri. Mikroqarqet e memories janë jashtëzakonisht të ndjeshme ndaj ngrohjes lokale, kështu që futja e një pllake është mjaft e justifikuar.
Sipas rezultateve të matjeve, disa përfundime të përgjithshme janë grumbulluar, është koha për t'i mbledhur ato në një vend.
Llojet e rasteve ndikojnë në mekanizmin e ftohjes. Nëse paketa nuk siguron shpërndarje të nxehtësisë në tabelë (TSOP, SOIC dhe të ngjashme), atëherë nuk duhet të mbështeteni në shpërndarjen efikase të nxehtësisë me anë të tabelës së qarkut të printuar. Në rastin e një rasti me një sipërfaqe të zhvilluar, mund të mbështeteni në rrjedhën e ajrit. Përndryshe, do t'ju duhet të instaloni një radiator shtesë.
Pads termike janë të këqija, thelbi i tyre i dëmshëm pasqyrohet qartë në matje. Në një numër rastesh, futja e këtij elementi çon në një rezultat më të keq sesa pa një radiator fare. Mjerisht, kur përdorni një radiator grupi që është i zakonshëm në disa raste, kjo e keqe nuk mund të shpërndahet - të paktën pak, por rastet ndryshojnë në trashësi, dhe jastëku termik është krijuar për të kompensuar ndryshimin. Disa raste thjesht detyrojnë përdorimin e jastëkëve termikë, sepse ato kanë një majë metalike që ka kontakt elektrik me qarkun.
Radiatorët lokalë janë më të mirë se radiatorët e grupit, sepse nuk kërkojnë përdorimin e jastëkëve termikë, por madhësia dhe forma e një radiatori të tillë duhet të jenë të përshtatshme - një vëllim i madh (më saktë, një sipërfaqe), hala ose pendë të rralla dhe të larta. Madhësia e zakonshme e komponentit është 5x5 ... 10x10 mm, gjë që e bën të vështirë zgjedhjen e një radiatori të mirë. Shikoni rezultatet e provës, radiatorët 10 cm 2 ... 20 cm 2 nuk mund të kenë një efekt të rëndësishëm pa rrjedhën e ajrit të detyruar, dhe këto janë tashmë struktura shumë të mëdha.
Nëse një komponent mbinxehet, është më efikase të aplikoni rrjedhën e ajrit sesa të instaloni një ngrohës. Arsyeja është e parëndësishme - një rezistencë e madhe termike përmes kapakut të sipërm. Rastet thjesht nuk janë të dizajnuara për shpërndarjen e nxehtësisë përmes pjesës së sipërme. Le të mos flasim ende për paketimin DirectFET, sepse nuk është shumë i zakonshëm. është për të ardhur keq.
10.1. Qëllimi i radiatorëve- heqja e nxehtësisë nga pajisjet gjysmëpërçuese, gjë që bën të mundur uljen e temperaturës së kryqëzimeve p-n dhe në këtë mënyrë zvogëlimin e efektit të saj në parametrat e funksionimit të pajisjeve. Përdoren radiatorë lamelar, me brinjë dhe me kunj. Për të përmirësuar shpërndarjen e nxehtësisë, një pajisje gjysmëpërçuese lidhet më së miri drejtpërdrejt në radiator. Nëse është i nevojshëm izolimi elektrik i pajisjes nga shasia, radiatori montohet në shasi përmes guarnicioneve izoluese. Kapaciteti rrezatues i nxehtësisë i radiatorit varet nga shkalla e errësirës së materialit (ose sipërfaqes së tij) nga i cili është bërë radiatori:
Sa më e madhe të jetë shkalla e errësirës, aq më efikase do të jetë shpërndarja e nxehtësisë.
10.2. kunja ngrohëse- një ftohës shumë efikas për pajisjet gjysmëpërçuese. Për prodhimin e tij kërkohet fletë duralumini me trashësi 4-6 mm dhe tela alumini me diametër 3-5 mm.
Në sipërfaqen e pllakës së radiatorit të para-trajtuar, vrimat për kunjat, prizat e transistorëve (ose diodave) dhe vidhat e montimit janë shënuar me një goditje qendrore. Distanca midis qendrave të vrimave (katranit) për kunjat në një rresht dhe midis rreshtave duhet të jetë e barabartë me 2-2,5 diametra të telit të aluminit të përdorur. Diametri i vrimave zgjidhet në atë mënyrë që teli të hyjë në to me boshllëkun më të vogël të mundshëm. Në anën e pasme, vrimat janë zhytur në një thellësi prej 1-1,5 mm.
Një mandrelë është bërë nga një shufër çeliku 80-100 mm e gjatë dhe V-10 mm në diametër, për të cilën në fund të shufrës është shpuar një vrimë me një diametër 0,1 mm më të madh se diametri i telit. Thellësia e vrimës duhet të jetë e barabartë me lartësinë e kunjave të radiatorit të ardhshëm.
Oriz. 10.1. Mbërthyes për kunjat e radiatorit
Pastaj numri i kërkuar i boshllëqeve të kunjave pritet. Për ta bërë këtë, një copë teli futet në vrimën e mandrelit dhe pritet me prerëse teli në mënyrë që gjatësia e skajit që del nga mandreli të jetë 1-1,5 mm më e madhe se trashësia e pllakës. Mandreli është i mbërthyer në një ves me vrimën lart, një bosh kunj futet në vrimë, në skajin e spikatur të së cilës vendoset një pllakë në anën e përparme dhe thumba me goditje të lehta çekiç, duke u përpjekur të mbushë vrimën e kundërlavamanit. Kështu, të gjitha kunjat janë instaluar.
Ngrohësi i kunjave mund të bëhet gjithashtu duke përdorur një mënyrë paksa të ndryshme për të futur kunjat në vrimat në pllakën bazë. Është bërë një shtrëngim çeliku, vizatimi i të cilit për kunjat me diametër 3 dhe gjatësi deri në 45 mm është paraqitur në fig. 10.1. Pjesa e punës e shtrëngimit duhet të ngurtësohet. Kunja futet në vrimën në bazën e radiatorit, baza vendoset në kudhër, një shtrëngim vendoset në majë të kunjit dhe goditet me një çekiç. Rreth kunjit formohet një brazdë unazore dhe vetë kunja është mbjellë fort në vrimë.
Nëse është e nevojshme të bëni një radiator të dyanshëm, atëherë kërkohen dy shtrëngime të tilla: futet një kunj në njërën prej tyre, instalohet në kudhër me vrimën lart, baza e radiatorit është e lidhur dhe shtrëngimi i dytë vihet. krye. Me një goditje çekiçi në shtrëngimin e sipërm, kunja fiksohet nga të dyja anët menjëherë. Në këtë mënyrë, është e mundur të prodhohen radiatorë si nga lidhjet e aluminit ashtu edhe nga bakri. Dhe së fundi, kunjat mund të instalohen duke përdorur saldim. Për ta bërë këtë, merrni si material tela bakri ose bronzi me diametër 2-4 mm. Njëra skaj i kunjit është kallajosur për një gjatësi më të madhe se trashësia e pllakës me 1-2 mm. Diametri i vrimave në pjatë duhet të jetë i tillë që kunjat e konservuara të futen në to pa shumë përpjekje.
Fluksi i lëngshëm futet në vrimat e bazës (Tabela 9.2), futen kunjat dhe secila prej tyre bashkohet me një hekur të fuqishëm saldimi. Në fund të punës, radiatori lahet me aceton.
Oriz. 10.2. Radiator për një tranzistor të fuqishëm
10.3. Radiator me fletë bakri Trashësia 1-2 mm mund të bëhet për transistorë të fuqishëm si P210, KT903 dhe të tjerë në raste të ngjashme. Për ta bërë këtë, një rreth me një diametër prej 60 mm është prerë nga bakri, vrimat janë shënuar në qendër të pjesës së punës për montimin e tranzistorit dhe prizave të tij. Pastaj, në drejtim radial, një rreth pritet me gërshërë për metal me 20 mm, duke e ndarë atë në 12 pjesë përgjatë perimetrit. Pas instalimit të tranzistorit, çdo sektor kthehet 90° dhe përkulet lart.
10.4. Radiator për transistorë me fuqi të lartë Lloji KT903, KT908 dhe të tjera në raste të ngjashme mund të bëhen prej fletë alumini me trashësi 2 mm (Fig. 10.2). Dimensionet e treguara të radiatorit sigurojnë sipërfaqen e sipërfaqes rrezatuese të mjaftueshme për shpërndarjen e energjisë në transistor deri në 16 W.
Oriz. 10.3. Radiator për një tranzistor me fuqi të ulët: a-skanim; b- pamje e përgjithshme
10.5. Radiator për transistorë me fuqi të ulët mund të bëhet prej fletë bakri të kuq ose bronzi me trashësi 0,5 mm në përputhje me vizatimet në fig. 10.3. Pas kryerjes së të gjitha prerjeve, gërmuesi mbështillet në një tub duke përdorur një mandrel me diametrin e duhur. Pastaj pjesa e punës vendoset fort në kutinë e tranzitorit dhe shtypet me një unazë pranvere, pasi të keni përkulur më parë veshët e montimit anësor. Unaza është prej teli çeliku me diametër 0,5-1 mm. Në vend të një unaze, mund të përdorni një brez teli bakri. Pastaj veshët anësor janë të përkulur, "pendët" e incizuara të pjesës së punës janë të përkulura nga jashtë në këndin e dëshiruar - dhe radiatori është gati.
10.6. Radiator për transistorët e serisë KT315, KT361 mund të bëhet nga një rrip bakri, alumini ose kallaji me gjerësi 2-3 mm më shumë se gjerësia e kutisë së tranzistorit (Fig. 10.4). Transistori është ngjitur në radiator me epoksi ose ngjitës tjetër me përçueshmëri të mirë termike. Për kontakt më të mirë termik midis kutisë së tranzitorit dhe radiatorit, është e nevojshme të hiqni bojën nga kutia në pikat e kontaktit dhe ta instaloni në radiator dhe ta ngjitni me boshllëkun minimal të mundshëm. Instaloni tranzistorin me ftohësin në pllakë, si zakonisht, ndërsa skajet e poshtme të ftohësit duhet të qëndrojnë kundër tabelës. Nëse gjerësia e shiritit është 7 mm, dhe lartësia e radiatorit (e bërë nga fletë e konservuar me trashësi 0,35 mm) është 22 mm, atëherë me një fuqi shpërndarjeje prej 500 mW, temperatura e radiatorit në vendin ku ndodhet transistori. i ngjitur nuk kalon 55 °C.
10.7. Ngrohës i brishtë metalik për shembull, nga fleta duralumin, ato bëhen në formën e një grupi pllakash (Fig. 10.5). Në prodhimin e guarnicioneve dhe pllakave të radiatorit, është e nevojshme të sigurohet që të mos ketë gërvishtje në skajet e vrimave dhe në skajet e pllakave. Sipërfaqet kontaktuese të guarnicioneve dhe pllakave [grihen me kujdes në letër zmerile me kokërr të imët, duke e vendosur në një gotë të sheshtë. Nëse nuk kërkohet izolimi i strehës së tranzitorit nga kutia e pajisjes, atëherë radiatori mund të montohet në murin e strehës së pajisjes ose në një ndarje të brendshme pa guarnicione izoluese, gjë që siguron një transferim më efikas të nxehtësisë.
10.8. Diodat e montimit të tipit D226 në radiator ose në një lavaman. Diodat janë të fiksuara me një fllanxhë. Plumbi i katodës kafshohet në bazë dhe pjesa e poshtme pastrohet me kujdes në një letër zmerile me kokërr të imët derisa të merret një sipërfaqe e pastër dhe e barabartë. Nëse është e nevojshme të largoheni nga terminali i katodës, atëherë shpohet një vrimë në radiatorin për terminalin, llaku hiqet nga fundi me aceton dhe buza (buza) e diodës mbushet me kujdes në pjesën e poshtme për termik më të mirë. kontakti midis diodës dhe radiatorit.
10.9. Përmirësimi i kontaktit termik ndërmjet tranzistorit dhe ftohësit do të sigurojë më shumë shpërndarje të energjisë në tranzistor.
Ndonjëherë, veçanërisht kur përdorni radiatorë të derdhur, është e vështirë, dhe ndonjëherë edhe e pamundur, të hiqni predha dhe defekte të tjera sipërfaqësore në vendin e kontaktit termik (për ta përmirësuar atë). Në këtë rast, një copë litari plumbi do të ndihmojë. Pllaka e plumbit mbështillet ose rrafshohet me kujdes midis dy shufrave të sheshta të lëmuara në një trashësi prej rreth 10,5 mm dhe copë litari pritet në madhësinë dhe formën e kërkuar. Të dy anët e tij pastrohen me një letër zmerile me grimca të imta, të instaluara nën tranzistor dhe montimi është i ngjeshur fort me vida. Guarnicioni nuk duhet të jetë më i trashë se 1 mm, pasi përçueshmëria termike e plumbit është e ulët.
10.10. Nxjerrja e radiatorëve të aluminit. Për të përmirësuar efikasitetin e transferimit të nxehtësisë së radiatorit, sipërfaqja e tij zakonisht bëhet mat dhe e errët. Mënyrë e përballueshme nxirje - trajtimi i radiatorit në një zgjidhje ujore të klorurit të hekurit.
Për të përgatitur tretësirën, kërkohet një vëllim i barabartë i pluhurit të klorurit të hekurit dhe ujit. Radiatori pastrohet nga pluhuri, papastërtia, fshihet plotësisht me benzinë ose aceton dhe zhytet në një zgjidhje. Mbajeni në tretësirë për 5-10 minuta. Ngjyra e radiatorit është gri e errët. Përpunimi duhet të kryhet në një zonë të ajrosur mirë ose jashtë.
A E DINI?
10.11.
Regjimi termik i transistorëve me fuqi të ulët mund të lehtësohet duke vendosur një torus ("timon") në kutinë metalike të tranzitorit - një spirale e përdredhur nga tela bakri, bronzi ose bronzi me një diametër 0,5-1,0 mm.
10.12.
Një ftohës i mirë mund të jetë kutia metalike e pajisjes ose grilat e brendshme të saj.
10.13.
Njëtrajtshmëria e jastëkut të ftohësit kontrollohet duke lyer bazën e tranzistorit me pak bojë dhe duke e aplikuar atë në sipërfaqen e mbulesës. Zonat e kontaktit të zgjatura. jaskat e radiatorit do të lyhen.
10.14.
Për të siguruar kontakt të mirë termik, sipërfaqja e tranzistorit ngjitur me radiatorin mund të lubrifikohet me një lubrifikant që nuk thahet, siç është silikoni. Kjo do të zvogëlojë rezistencën termike të kontaktit me një e gjysmë deri në dy herë.
10.15.
Për të përmirësuar kushtet e ftohjes, radiatori duhet të pozicionohet në mënyrë që të mos ndërhyjë në rrjedhat e ajrit të konvekcionit: krahët e radiatorit janë vertikale, dhe ana në të cilën ndodhet transistori duhet të jetë në anën, dhe jo poshtë ose sipër.
Ekziston një parametër i tillë si rezistenca termike. Ai tregon se sa gradë nxehet një objekt nëse lirohet në të 1 W fuqi. Fatkeqësisht, ky parametër jepet rrallë në librat e referencës së tranzistorit. Për shembull, për një transistor në paketën TO-5, rezistenca termike është 220°C për 1 W. Kjo do të thotë që nëse lirohet 1 vat fuqi në transistor, ai do të nxehet me 220°C. Nëse lejojmë ngrohjen në jo më shumë se 100 ° C, për shembull, me 80 ° C në krahasim me temperaturën e dhomës, atëherë marrim që jo më shumë se 80/220 \u003d 0,36 W duhet të lëshohet në tranzistor. Në të ardhmen, ne do ta konsiderojmë të pranueshme ngrohjen e tranzistorit ose tiristorit me jo më shumë se 80 ° C.
Ekziston një formulë e përafërt për llogaritjen e rezistencës termike të një ftohësi Q = 50/ VS °C/W, (1) ku S është sipërfaqja e ftohësit, e shprehur në centimetra katrorë. Nga këtu, sipërfaqja mund të llogaritet duke përdorur formulën S = 2.
Konsideroni, si shembull, llogaritjen e rezistencës termike të strukturës së treguar në figurë. Dizajni i lavamanit përbëhet nga 5 pllaka alumini të montuara në një paketë. Supozoni se W = 20 cm, D = 10 cm dhe lartësia (nuk tregohet në figurë) 12 cm, secila "dalje" ka një sipërfaqe prej 10x12 = 120 cm2, dhe duke marrë parasysh të dyja anët 240 cm2. Dhjetë "dalje" kanë një sipërfaqe prej 2400 cm2, dhe pllaka ka dy anët x 20 x 12 = 480 cm2. Në total marrim S=2880 cm2. Sipas formulës (1), llogarisim Q=0,93°C/W. Me një ngrohje të lejueshme prej 80 ° C, marrim një fuqi shpërndarëse prej 80 / 0,93 \u003d 90 W.
Tani le të bëjmë llogaritjen e kundërt.
Supozoni se keni nevojë për një furnizim me energji elektrike me një tension dalës 12 V dhe një rrymë prej 10 A. Pas ndreqësit, ne kemi 17 V, prandaj, rënia e tensionit në transistor është 5 V, që do të thotë se fuqia në të është 50 W. Me ngrohjen e lejuar me 80°C, fitojmë rezistencën e kërkuar termike Q=80/50=1,6°C/W. Pastaj, sipas formulës (2), përcaktojmë S = 1000 cm2.
Letërsia
Konstruktor nr.4/2000
- Artikuj të ngjashëm
Hyni me:
Artikuj të rastësishëm
- 20.09.2014
Informacion i pergjithshem rreth instalimeve elektrike Telat elektrike janë një koleksion telash dhe kabllosh me instalimet e tyre, strukturat mbështetëse dhe mbrojtëse. Instalimet elektrike të fshehura kanë një sërë përparësish ndaj instalimeve elektrike të hapura: janë më të sigurta dhe më të qëndrueshme, të mbrojtura nga dëmtimet mekanike, higjienike dhe nuk rrëmojnë muret dhe tavanet. Por është më e shtrenjtë dhe më e vështirë për t'u zëvendësuar nëse është e nevojshme. …
- 27.09.2014
Në bazë të K174UN7, është e mundur që të mos mblidhen gjenerator kompleks me 3 nën-rangje: 20…200, 200…2000 dhe 2000…20000Hz. POS përcakton frekuencën e lëkundjeve të gjeneruara, është ndërtuar mbi elementët R1-R4 dhe C1-C6. Qarku negativ i reagimit që zvogëlon shtrembërimin jo-linear të sinjalit dhe stabilizon amplituda e tij formohet nga një rezistencë R6 dhe një llambë inkandeshente H1. Me vlerësimet e treguara të qarkut ...
Rreth mbrojtjes qarqet elektrike nga polariteti i gabuar i furnizimit me energji elektrike duke përdorur një transistor me efekt në terren, m'u kujtua se kisha një problem të pazgjidhur për një kohë të gjatë mbyllje automatike bateri nga karikues kur ky i fundit de-energjizohet. Dhe u bëra kurioz nëse ishte e mundur të zbatohej një qasje e ngjashme në një rast tjetër, ku gjithashtu, që nga kohra të lashta, një diodë përdorej si element mbyllës.
Ky artikull është një udhëzues tipik çiklizmi, sepse. flet për zhvillimin e një qarku, funksionaliteti i të cilit është zbatuar prej kohësh në miliona pajisje të gatshme. Prandaj, kërkesa nuk vlen për këtë material si diçka krejtësisht utilitare. Përkundrazi, është thjesht një histori se si Pajisje elektronike: nga realizimi i nevojës në një prototip pune përmes të gjitha pengesave.
Për çfarë është e gjitha kjo?
Kur rezervoni një furnizim me energji DC me tension të ulët, mënyra më e lehtë për të lidhur një bateri me acid plumbi është si një tampon, pikërisht paralelisht me furnizimin me energji elektrike, siç bëhej në makina përpara trurit kompleks. Bateria, megjithëse nuk funksionon në modalitetin më optimal, është gjithmonë e ngarkuar dhe nuk kërkon ndonjë ndërrim të energjisë kur voltazhi i rrjetit fiket ose ndizet në hyrjen e PSU. Më poshtë, më në detaje për disa nga problemet e një përfshirjeje të tillë dhe një përpjekje për t'i zgjidhur ato.Sfondi
Rreth 20 vjet më parë, kjo çështje nuk ishte në rend dite. Arsyeja për këtë ishte qarku i një furnizimi me energji elektrike (ose karikuesi) tipik, i cili parandaloi shkarkimin e baterisë në qarqet e saj të daljes kur rryma ishte e fikur. ne do të shohim qarku më i thjeshtë blloku me ndreqje gjysmëvale:Është mjaft e qartë se e njëjta diodë që korrigjon tensionin alternativ të mbështjelljes së rrjetit do të parandalojë gjithashtu shkarkimin e baterisë në mbështjelljen dytësore të transformatorit kur tensioni i furnizimit është i fikur. Qarku i urës ndreqës me valë të plotë, megjithëse disi më pak i dukshëm, ka saktësisht të njëjtat veti. Dhe madje edhe përdorimi i një rregullatori parametrik të tensionit me një përforcues aktual (siç është çipi i përhapur 7812 dhe analogët e tij) nuk e ndryshon situatën:
Në të vërtetë, nëse shikoni një qark të thjeshtuar të një stabilizuesi të tillë, bëhet e qartë se kryqëzimi emetues i tranzistorit të daljes luan rolin e së njëjtës diodë mbyllëse, e cila mbyllet kur tensioni në daljen e ndreqësit dështon dhe mban ngarkimi i baterisë i sigurt dhe i shëndoshë.
Megjithatë, në vitet e fundit Gjithcka ka ndryshuar. Furnizimet e transformatorëve me stabilizim parametrik janë zëvendësuar nga konvertues të tensionit AC/DC me komutim më kompakt dhe më të lirë, të cilët kanë një efikasitet dhe raport shumë më të lartë fuqi/peshë. Por me të gjitha avantazhet, këto furnizime me energji elektrike kanë një pengesë: qarqet e tyre të daljes kanë një qark shumë më kompleks, i cili zakonisht nuk siguron mbrojtje kundër rrjedhës së kundërt të rrymës nga qarku sekondar. Si rezultat, kur përdorni një burim të tillë në një sistem të formës "PSU -> bateri tampon -> ngarkesë", kur voltazhi i rrjetit fiket, bateria fillon të shkarkohet intensivisht në qarqet e daljes së PSU.
Mënyra më e thjeshtë (diodë)
Zgjidhja më e thjeshtë është të përdorni një diodë penguese Schottky të përfshirë në thyerjen e telit pozitiv që lidh PSU-në dhe baterinë:
Sidoqoftë, problemet kryesore të një zgjidhjeje të tillë tashmë janë shprehur në artikullin e përmendur më lart. Për më tepër, kjo qasje mund të jetë e papranueshme për faktin se një bateri me acid plumbi 12 volt ka nevojë për një tension prej të paktën 13.6 volt për të funksionuar në modalitetin tampon. Dhe pothuajse një gjysmë volt që bie në diodë mund ta bëjë këtë tension të paarritshëm në kombinim me furnizimin ekzistues të energjisë (vetëm rasti im).
E gjithë kjo na detyron të kërkojmë mënyra alternative të ndërrimit automatik, të cilat duhet të kenë këto karakteristika:
- Rënie e vogël e tensionit përpara në gjendjen e ndezur.
- Aftësia për të përballuar, pa ngrohje të konsiderueshme, rrymën direkte të konsumuar nga njësia e furnizimit me energji nga ngarkesa dhe bateria e tamponit në gjendjen e ndezur.
- Rënie e lartë e tensionit të kundërt dhe vetë-konsum i ulët kur është i fikur.
- Normalisht gjendja e fikur, kështu që kur një bateri e ngarkuar lidhet me një sistem fillimisht të çaktivizuar, ajo nuk fillon të shkarkohet.
- Kalimi automatik në gjendjen e ndezur kur aplikohet tensioni në rrjet, pavarësisht nga prania dhe niveli i ngarkimit të baterisë.
- Kalimi më i shpejtë automatik në gjendjen e fikur në rast të një ndërprerjeje të energjisë.
Zgjidhje naive (rele DC)
Kur analizohen kërkesat, kushdo që është të paktën pak "i ditur" do të vijë me idenë për të përdorur një stafetë elektromagnetike për këtë qëllim, i cili është në gjendje të mbyllë fizikisht kontaktet duke përdorur një fushë magnetike të krijuar nga një rrymë kontrolli në dredha-dredha. Dhe, me siguri, ai madje do të skicojë diçka të tillë në një pecetë:
Në këtë qark, kontaktet normalisht të hapura të stafetës mbyllen vetëm kur rryma kalon nëpër dredha-dredha të lidhur me daljen e furnizimit me energji elektrike. Megjithatë, nëse kaloni nëpër listën e kërkesave, rezulton se ky qark nuk korrespondon me paragrafin 6. Në fund të fundit, nëse kontaktet e stafetës ishin mbyllur dikur, humbja e tensionit të rrjetit nuk do të çojë në hapjen e tyre, për arsyen që dredha-dredha (dhe bashkë me të i gjithë qarku i daljes së PSU) të mbetet i lidhur me baterinë përmes të njëjtave kontakte! Ekziston një rast tipik i reagimeve pozitive, kur qarku i kontrollit lidhet drejtpërdrejt me qarkun ekzekutiv, dhe si rezultat, sistemi fiton vetitë e një shkasjeje bistabile.
Pra, një qasje e tillë naive nuk është zgjidhje e problemit. Për më tepër, nëse e analizojmë situatën aktuale në mënyrë logjike, mund të arrijmë lehtësisht në përfundimin se në intervalin "PSU -> bateri bufer", në kushte ideale, nuk mund të ketë zgjidhje tjetër përveç një valvule që përcjell rrymë në një drejtim. Në të vërtetë, nëse nuk përdorim asnjë sinjal kontrolli të jashtëm, atëherë pavarësisht se çfarë bëjmë në këtë pikë të qarkut, çdo element ynë komutues, pasi të ndizet, do ta bëjë energjinë elektrike të prodhuar nga bateria të padallueshme nga energjia elektrike. gjeneruar nga blloku të ushqyerit.
Devijim (stafetë AC)
Pas realizimit të të gjitha problemeve të paragrafit të mëparshëm, një person "përcjellës" zakonisht vjen me një ide të re për të përdorur vetë furnizimin me energji elektrike si një valvul përcjellës me një drejtim. Pse jo? Në fund të fundit, nëse PSU nuk është një pajisje e kthyeshme dhe voltazhi i baterisë i furnizuar në daljen e tij nuk krijon një tension AC prej 220 volt në hyrje (siç ndodh në 100% të rasteve të qarqeve reale), atëherë ky ndryshim mund të të përdoret si një sinjal kontrolli për elementin komutues:
Bingo! Të gjitha kërkesat janë përmbushur dhe e vetmja gjë që nevojitet për këtë është një stafetë e aftë për të mbyllur kontaktet kur aplikohet tension në rrjet. Ky mund të jetë një rele i veçantë AC i vlerësuar për tensionin e rrjetit. Ose një stafetë e zakonshme me mini-PSU-në e vet (këtu mjafton çdo qark zbritës pa transformator me një ndreqës të thjeshtë).
Do të ishte e mundur të festonim fitoren, por ky vendim nuk më pëlqeu. Së pari, duhet të lidhni diçka direkt me rrjetin, gjë që nuk është e mirë përsa i përket sigurisë. Së dyti, fakti që ky stafetë duhet të ndërrojë rryma të rëndësishme, ndoshta deri në dhjetëra amper, dhe kjo e bën të gjithë dizajnin jo aq të parëndësishëm dhe kompakt sa mund të duket fillimisht. Dhe së treti, po në lidhje me një transistor kaq të përshtatshëm me efekt në terren?
Zgjidhja e parë (FET + matësi i tensionit të baterisë)
Kërkimi për një zgjidhje më elegante të problemit më çoi në realizimin se një bateri që funksionon në modalitetin tampon me një tension prej rreth 13.8 volt, pa "rimbushje" të jashtme, humbet shpejt tensionin e saj origjinal edhe në mungesë të ngarkesës. Nëse fillon të shkarkohet në PSU, atëherë në minutën e parë të kohës humbet të paktën 0,1 volt, që është më se e mjaftueshme për fiksim të besueshëm nga krahasuesi më i thjeshtë. Në përgjithësi, ideja është kjo: porta e FET komutues kontrollohet nga një krahasues. Një nga hyrjet e krahasuesit është i lidhur me një burim të qëndrueshëm të tensionit. Hyrja e dytë është e lidhur me ndarësin e tensionit të furnizimit me energji elektrike. Për më tepër, raporti i ndarjes zgjidhet në mënyrë që voltazhi në daljen e ndarësit kur PSU është i ndezur të jetë afërsisht 0.1..0.2 volt më i lartë se tensioni i burimit të stabilizuar. Si rezultat, kur PSU është i ndezur, voltazhi nga ndarësi do të mbizotërojë gjithmonë, por kur rrjeti fiket, me rënien e tensionit të baterisë, ai do të ulet në përpjesëtim me këtë rënie. Pas ca kohësh, voltazhi në daljen e ndarësit do të jetë më i vogël se tensioni i stabilizatorit dhe krahasuesi do të prishë qarkun duke përdorur një transistor me efekt në terren.Një diagram shembull i një pajisjeje të tillë:
Siç mund ta shihni, hyrja e drejtpërdrejtë e krahasuesit është e lidhur me një burim të qëndrueshëm të tensionit. Tensioni i këtij burimi, në parim, nuk është i rëndësishëm, gjëja kryesore është që të jetë brenda tensioneve të lejuara hyrëse të krahasuesit, megjithatë, është i përshtatshëm kur është rreth gjysma e tensionit të baterisë, domethënë rreth 6 volt. Hyrja e kundërt e krahasuesit është e lidhur me ndarësin e tensionit të PSU, dhe dalja është e lidhur me portën e tranzistorit komutues. Kur voltazhi në hyrjen e përmbysur tejkalon atë të hyrjes direkte, dalja e krahasuesit lidh portën e FET me tokën, duke bërë që transistori të ndizet dhe të mbyllë qarkun. Pas një ndërprerjeje të energjisë, pas një kohe, tensioni i baterisë bie, së bashku me të bie tensioni në hyrjen e kundërt të krahasuesit, dhe kur është nën nivelin në hyrjen direkte, krahasuesi "shqyen" portën e tranzitorit nga tokën dhe në këtë mënyrë thyejnë qarkun. Në të ardhmen, kur furnizimi me energji "vijë në jetë" përsëri, voltazhi në hyrjen e përmbysur do të rritet menjëherë në një nivel normal dhe tranzistori do të hapet përsëri.
Për zbatim praktik Për këtë qark, është përdorur çipi LM393 që kam. Ky është një krahasues i dyfishtë shumë i lirë (më pak se dhjetë cent), por në të njëjtën kohë ekonomik dhe me performancë mjaft të mirë. Ai pranon tensione deri në 36 volt, ka një raport transferimi prej të paktën 50 V / mV, dhe hyrjet e tij kanë një rezistencë mjaft të lartë. MOSFET i parë i disponueshëm në treg me kanal P me fuqi të lartë FDD6685 u mor si një transistor komutues. Pas disa eksperimenteve, u konkludua qarku praktik i mëposhtëm i ndërprerës:
Në të, burimi abstrakt i një tensioni të qëndrueshëm zëvendësohet nga një stabilizues parametrik shumë real nga një rezistencë R2 dhe një diodë zener D1, dhe ndarësi është bërë në bazë të një rezistori akordues R1, i cili ju lejon të rregulloni faktorin e ndarjes në vlerën e dëshiruar. Meqenëse hyrjet e krahasuesit kanë një rezistencë shumë domethënëse, rezistenca e amortizimit në stabilizues mund të jetë më shumë se njëqind kOhm, gjë që lejon minimizimin e rrymës së rrjedhjes, dhe rrjedhimisht konsumin e përgjithshëm të pajisjes. Vlera e rezistencës së akordimit nuk është aspak kritike, dhe pa asnjë pasojë për performancën e qarkut, ajo mund të zgjidhet në rangun nga dhjetë deri në disa qindra kOhm. Për shkak të faktit se qarku i daljes së krahasuesit LM393 është ndërtuar sipas një qarku të hapur kolektori, kërkohet gjithashtu një rezistencë ngarkese R3 me një rezistencë prej disa qindra kOhm për përfundimin e tij funksional.
Rregullimi i pajisjes reduktohet në vendosjen e pozicionit të motorit të rezistencës prerëse në një pozicion në të cilin voltazhi në këmbën 2 të mikroqarkut tejkalon atë në këmbën 3 me rreth 0.1..0.2 volt. Për ta konfiguruar, është më mirë të mos hyni në qarqet me rezistencë të lartë me një multimetër, por thjesht duke vendosur rrëshqitësin e rezistencës në pozicionin e poshtëm (sipas diagramit), lidhni njësinë e furnizimit me energji (nuk e lidhim baterinë megjithatë), dhe, duke matur tensionin në pinin 1 të mikroqarkut, lëvizni kontaktin e rezistencës lart. Sapo voltazhi të bjerë papritur në zero, paravendosje mund të konsiderohet i plotë.
Ju nuk duhet të përpiqeni të fikni në një ndryshim minimal të tensionit, sepse kjo në mënyrë të pashmangshme do të çojë në funksionimin e gabuar të qarkut. Në kushte reale, përkundrazi, është e nevojshme të nënvlerësohet qëllimisht ndjeshmëria. Fakti është se kur ngarkesa ndizet, voltazhi në hyrje të qarkut në mënyrë të pashmangshme ulet për shkak të stabilizimit të papërsosur në PSU dhe rezistencës së kufizuar të telave lidhës. Kjo mund të çojë në faktin se një pajisje tepër e ndjeshme do ta konsiderojë një tërheqje të tillë si një mbyllje të PSU dhe do të prishë qarkun. Si rezultat, PSU do të lidhet vetëm kur nuk ka ngarkesë, dhe bateria do të duhet të punojë pjesën tjetër të kohës. Vërtetë, kur bateria të shkarkohet pak, dioda e brendshme e transistorit me efekt në terren do të hapet dhe rryma nga PSU do të fillojë të rrjedhë në qark përmes saj. Por kjo do të çojë në mbinxehje të tranzistorit dhe në faktin se bateria do të funksionojë në modalitetin e nënkarikimit të gjatë. Në përgjithësi, kalibrimi përfundimtar duhet të kryhet nën ngarkesë reale, duke kontrolluar tensionin në pinin 1 të mikroqarkut dhe duke lënë një diferencë të vogël për besueshmërinë si rezultat.
Disavantazhet e rëndësishme të kësaj skeme janë kompleksiteti relativ i kalibrimit dhe nevoja për të përballuar humbjen e mundshme të fuqisë së baterisë në mënyrë që të funksionojë siç duhet.
Pengesa e fundit më përhumbi dhe pas disa diskutimesh më çoi në idenë për të matur jo tensionin e baterisë, por drejtpërdrejt drejtimin e rrymës në qark.
Zgjidhja e dytë (tranzistori me efekt në terren + matësi i drejtimit të rrymës)
Disa sensorë të ndërlikuar mund të përdoren për të matur drejtimin e rrymës. Për shembull, një sensor Hall që regjistron vektorin e fushës magnetike rreth përcjellësit dhe ju lejon të përcaktoni jo vetëm drejtimin, por edhe forcën e rrymës pa prishur qarkun. Sidoqoftë, për shkak të mungesës së një sensori të tillë (dhe përvojës me pajisje të tilla), u vendos që të përpiqemi të matim shenjën e rënies së tensionit në kanalin FET. Sigurisht, në gjendje të hapur, rezistenca e kanalit matet në të qindtat e një ohm (për hir të kësaj, e gjithë ideja), por, megjithatë, është mjaft e kufizuar dhe mund të përpiqeni të luani në të. Një argument shtesë në favor të kësaj zgjidhjeje është mungesa e nevojës për rregullim gjobë. Në fund të fundit, ne do të matim vetëm polaritetin e rënies së tensionit, dhe jo vlerën e tij absolute.Sipas llogaritjeve më pesimiste, me një rezistencë të kanalit të hapur të transistorit FDD6685 prej rreth 14 mΩ dhe një ndjeshmëri diferenciale të krahasuesit LM393 nga kolona "min" prej 50 V / mV, do të kemi një lëkundje të plotë të tensionit prej 12 volt. në daljen e krahasuesit në një rrymë përmes tranzistorit pak më shumë se 17 mA. Siç mund ta shihni, vlera është mjaft reale. Në praktikë, duhet të jetë rreth një renditje me madhësi më të vogël, sepse ndjeshmëria tipike e krahasuesit tonë është 200 V/mV, rezistenca e kanalit të transistorit në kushte reale, duke marrë parasysh instalimin, nuk ka gjasa të jetë më pak se 25 mΩ , dhe lëvizja e tensionit të kontrollit në portë nuk mund të kalojë tre volt.
Zbatimi abstrakt do të duket diçka si kjo:
Këtu hyrjet e krahasuesit lidhen drejtpërdrejt me autobusin pozitiv në anët e kundërta të transistorit të efektit të fushës. Kur rryma kalon nëpër të në drejtime të ndryshme, tensionet në hyrjet e krahasuesit do të ndryshojnë në mënyrë të pashmangshme, dhe shenja e ndryshimit do të korrespondojë me drejtimin e rrymës, dhe vlerën me forcën e saj.
Në shikim të parë, qarku rezulton të jetë jashtëzakonisht i thjeshtë, por këtu ka një problem me furnizimin me energji elektrike të krahasuesit. Ai qëndron në faktin se ne nuk mund ta fuqizojmë mikroqarkun direkt nga të njëjtat qarqe që ai duhet të matë. Sipas fletës së të dhënave, tension maksimal në hyrjet e LM393 nuk duhet të jetë më i lartë se tensioni i furnizimit minus dy volt. Nëse tejkalohet ky prag, krahasuesi ndalon së vërejturi ndryshimin e tensionit midis hyrjeve direkte dhe inverse.
Ekzistojnë dy zgjidhje të mundshme për problemin. E para, e dukshme, është rritja e tensionit të furnizimit të krahasuesit. Gjëja e dytë që ju vjen në mendje, nëse mendoni pak, është të ulni në mënyrë të barabartë tensionet e kontrollit duke përdorur dy ndarës. Ja si mund të duket:
Kjo skemë magjeps me thjeshtësinë dhe koncizitetin e saj, por, për fat të keq, nuk është e realizueshme në botën reale. Fakti është se kemi të bëjmë me një ndryshim tensioni midis hyrjeve të krahasuesit prej vetëm disa milivolt. Në të njëjtën kohë, përhapja e rezistencave të rezistorëve edhe të klasës më të lartë të saktësisë është 0.1%. Me raportin minimal të pranueshëm të ndarjes 2 me 8 dhe një të arsyeshme rezistencë të plotë Ndarës 10 kΩ, gabimi i matjes do të arrijë 3 mV, që është disa herë më e lartë se rënia e tensionit në transistor me një rrymë prej 17 mA. Përdorimi i një "prerëse" në një nga ndarësit zhduket për të njëjtën arsye, sepse nuk është e mundur të zgjidhni rezistencën e tij me një saktësi prej më shumë se 0,01% edhe kur përdorni një rezistencë precize me shumë kthesa (plus, mos harroni në lidhje me lëvizjen e kohës dhe temperaturës). Për më tepër, siç u përmend më lart, teorikisht ky qark nuk duhet të kalibrohet fare për shkak të natyrës së tij pothuajse "dixhitale".
Bazuar në sa më sipër, në praktikë ekziston vetëm një opsion me një rritje të tensionit të furnizimit. Në parim, ky nuk është një problem i tillë, duke pasur parasysh se ekziston një numër i madh i mikroqarqeve të specializuara që ju lejojnë të ndërtoni një konvertues rritës për tensionin e dëshiruar me vetëm disa pjesë. Por atëherë kompleksiteti i pajisjes dhe konsumi i tij pothuajse do të dyfishohen, gjë që ne do të donim të shmangnim.
Ka disa mënyra për të ndërtuar një konvertues përforcues me fuqi të ulët. Për shembull, shumica e konvertuesve të integruar supozojnë përdorimin e një tensioni vetë-induktiv të një induktori të vogël të lidhur në seri me një ndërprerës "fuqi" të vendosur drejtpërdrejt në kristal. Kjo qasje justifikohet me një konvertim relativisht të fuqishëm, për shembull, për të fuqizuar një LED me një rrymë prej dhjetëra miliamp. Në rastin tonë, kjo është qartësisht e tepërt, sepse është e nevojshme të sigurohet një rrymë prej vetëm rreth një miliamp. Një qark dyfishues i tensionit DC me një çelës kontrolli, dy kondensatorë dhe dy dioda është shumë më i përshtatshëm për ne. Parimi i funksionimit të tij mund të kuptohet sipas skemës:
Në momentin e parë të kohës, kur transistori mbyllet, asgjë interesante nuk ndodh. Rryma nga hekurudha e energjisë përmes diodave D1 dhe D2 hyn në dalje, si rezultat i së cilës voltazhi në kondensatorin C2 është edhe pak më i ulët se voltazhi i furnizuar në hyrje. Sidoqoftë, nëse tranzistori ndizet, kondensatori C1 rrjedh përmes diodës D1 dhe tranzistori ngarkohet pothuajse në tensionin e furnizimit (minus rënien përpara në D1 dhe tranzitorin). Tani, nëse e mbyllim përsëri tranzistorin, rezulton se kondensatori i ngarkuar C1 është i lidhur në seri me rezistencën R1 dhe furnizimin me energji elektrike. Si rezultat, voltazhi i tij do të shtojë tensionin e furnizimit me energji elektrike dhe, pasi ka pësuar disa humbje në rezistencën R1 dhe diodën D2, do të ngarkojë C2 në pothuajse dyfishin e Uin. Pas kësaj, i gjithë cikli mund të fillohet nga fillimi. Si rezultat, nëse transistori kalon rregullisht, dhe nxjerrja e energjisë nga C2 nuk është shumë e madhe, nga 12 volt merren rreth 20 volt me koston e vetëm pesë pjesëve (pa llogaritur çelësin), ndër të cilat nuk ka asnjë të vetme. dredha-dredha ose elementi i përgjithshëm.
Për të zbatuar një dyfishues të tillë, përveç elementëve të listuar tashmë, na duhet një gjenerator lëkundjeje dhe vetë çelësi. Mund të duket se këto janë shumë detaje, por në fakt nuk është kështu, sepse tashmë kemi pothuajse gjithçka që na nevojitet. Shpresoj se nuk keni harruar që LM393 përmban dy krahasues? Dhe fakti që ne kemi përdorur vetëm një prej tyre deri tani? Në fund të fundit, një krahasues është gjithashtu një përforcues, që do të thotë se nëse e përqafon atë me një pozitiv reagime në rrymë alternative, do të kthehet në një gjenerator. Në të njëjtën kohë, transistori i tij i daljes do të hapet dhe mbyllet rregullisht, duke luajtur në mënyrë të përsosur rolin e një çelësi dyfishues. Ja çfarë marrim kur përpiqemi të zbatojmë planet tona:
Në fillim, ideja e furnizimit të gjeneratorit me tensionin që gjeneron në të vërtetë gjatë funksionimit mund të duket mjaft e egër. Sidoqoftë, nëse shikoni më nga afër, mund të shihni se fillimisht gjeneratori merr energji përmes diodave D1 dhe D2, gjë që është mjaft e mjaftueshme që ai të fillojë. Pasi të ndodhë gjenerimi, dyfishuesi fillon të punojë, dhe tensioni i furnizimit rritet gradualisht në rreth 20 volt. Ky proces zgjat jo më shumë se një sekondë, pas së cilës gjeneratori, dhe bashkë me të krahasuesi i parë, marrin fuqi që është dukshëm më e lartë se voltazhi i funksionimit të qarkut. Kjo na jep mundësinë të matim drejtpërdrejt diferencën e tensionit midis burimit dhe kullimit të transistorit me efekt në terren dhe të arrijmë qëllimin tonë.
Këtu është skema përfundimtare e kalimit tonë:
Nuk ka asgjë për të shpjeguar mbi të, gjithçka është përshkruar më lart. Siç mund ta shihni, pajisja nuk përmban një element të vetëm akordimi dhe, nëse montohet siç duhet, fillon të funksionojë menjëherë. Përveç elementëve aktivë tashmë të njohur, janë shtuar vetëm dy dioda, për të cilat mund të përdorni çdo diodë me fuqi të ulët me një tension maksimal të kundërt prej të paktën 25 volt dhe një rrymë maksimale përpara prej 10 mA (për shembull, e përhapur 1N4148, i cili mund të bashkohet nga një motherboard i vjetër).
Ky qark u testua në një dërrasë buke, ku rezultoi se ishte plotësisht funksional. Parametrat e marrë janë plotësisht në përputhje me pritshmëritë: ndërrimi i menjëhershëm në të dy drejtimet, pa përgjigje joadekuate kur lidhet ngarkesa, konsumi aktual nga bateria është vetëm 2.1 mA.
Një nga opsionet e paraqitjes së PCB-ve është gjithashtu e bashkangjitur. 300 dpi, pamje nga ana e detajeve (kështu që duhet të printoni imazh pasqyre). Tranzistor me efekt në terren montuar në anë të përcjellësve.
Pajisja e montuar, plotësisht e gatshme për instalim:
E edukova atë në mënyrën e vjetër, kështu që doli pak e shtrembër, megjithatë, megjithatë, pajisja ka kryer rregullisht funksionet e saj në një qark me një rrymë deri në 15 amper për disa ditë pa asnjë shenjë mbinxehjeje.
Po ngarkohet...