Изолированный источник для питания модуля цифрового вольтметра

Журнал РАДИОЛОЦМАН, апрель 2016

Richard Dunipace

EDN

Недорогие модули цифровых вольтметров экономичны, и могут существенно сократить время разработки измерительных приложений. Однако с этими модулями связано значительное количество конструкторских проблем. В частности, их входы не изолированы от источника питания, и вам понадобится создавать собственный изолированный источник. На решение этой задачи требуются и время, и деньги. Кроме того, для питания устройств, в которые встраиваются модули, может использоваться различное количество элементов – обычно от одного до четырех, в то время как самому модулю требуется 9 В. При эксплуатации батарей до состояния глубокого разряда это соответствует интервалу напряжений от 0.7 до 6 В. Такой широкий диапазон напряжений означает, что вам потребуется стабилизированный источник.

Источник питания цифрового вольтметра содержит небольшое количество компонентов, и вы можете собрать его из доступных деталей. Если же заменить кремниевые транзисторы германиевыми, нижнюю границу входных напряжений можно снизить до 0.25 В. Германиевые транзисторы, однако, сравнительно дороги, поэтому используйте их лишь в том случае, когда это действительно необходимо для вашего приложения.

Рисунок 1.	Этот изолированный обратноходовой преобразователь обеспечивает питанием модуль цифрового вольтметра при входном напряжении от 0.7 до 15 В.

Показанная на Рисунке 1 схема источника питания представляет собой блокинг-генератор, работающий как обратноходовой преобразователь с фиксированным временем включенного и регулируемым временем выключенного состояния. Время выключенного состояния определяет, насколько часто трансформатор заряжается и передает мощность в нагрузку. Блокинг-генератор состоит из NPN транзистора Q₂, трансформатора T₁ и конденсатора C₂. Регулируемая цепью обратной связи проводимость PNP транзистора Q₁ через конденсатор C₂ управляет временем выключенного состояния генератора. Во время обратного хода преобразователя трансформатор через диод D₂ передает энергию в накопительный конденсатор C₃. Напряжение на конденсаторе C₃ отслеживается усилителем ошибки на оптоизоляторе IC₁. После того, когда напряжение на делителе превысит 2.5 В, по мере дальнейшего роста напряжения проводимость оптоизолятора увеличивается, а проводимость транзистора Q₁, соответственно, уменьшается, в результате чего уменьшается и время передачи мощности в следующем цикле.

Материалы по теме