Таймер 555 в схеме импульсного источника питания

Texas Instruments LM555 LM556 LF411

Журнал РАДИОЛОЦМАН, декабрь 2019

Aaron Lager

EDN

В большинстве импульсных источников питания используются ШИМ-регуляторы, управляемые обратной связью по напряжению. Недорогой генератор с ШИМ можно собрать и на микросхеме таймера 555. Схема на Рисунке 1 показывает, как схему ШИМ на таймере 555 можно превратить в импульсный источник питания, опираясь всего на одну простую формулу. В этой схеме используются два таймера 555. На первом (IC1) сделан автоколебательный мультивибратор, а на втором (IC2) – ШИМ-генератор. Частота генерации IC1 установлена равной примерно 60 кГц при большом коэффициенте заполнения. Основную часть периода выходной сигнал генератора имеет высокий уровень, опускаясь вниз лишь приблизительно на 2.5 мкс, чтобы запустить схему ШИМ. Максимальная ширина импульса схемы ШИМ составляет примерно 85 мкс, и становится меньше в зависимости от управляющего напряжения цепи обратной связи.

Еще одно применение таймера 555: импульсный источник питания.
Рисунок 1. Еще одно применение таймера 555: импульсный источник питания.

Чтобы сократить количество компонентов схемы, можно воспользоваться сдвоенным таймером 556 или другой микросхемой автоколебательного мультивибратора. Входное напряжение должно в полтора раза превышать выходное напряжение VOUT и еще иметь некоторый дополнительный запас, поэтому при выходном напряжении 5 В на входе должно быть, как минимум, 9 В. Если использовать КМОП микросхемы и времязадающие конденсаторы C1 и C2 небольшой емкости, рабочий ток будет низким. В этом случае для питания таймера 555 можно использовать регулятор на стабилитроне и увеличить входное напряжение до 30 В и более. Верхний предел входного напряжения зависит от того, какую мощность может рассеивать регулятор на стабилитроне, отдавая таймерам ток 5…10 мА.

Транзистор Q1 должен иметь низкое сопротивление открытого канала и низкое пороговое напряжение затвор-исток и должен выдерживать более 40 В. Диод D1 ограничивает любые всплески напряжения, возникающие, например, при прерывании большого тока, из-за чего в дросселе остается большое магнитное поле. Стабилитрон D1 выбирают в соответствии с требуемым выходным напряжением схемы. Например, для выходного напряжения 5 В следует выбрать стабилитрон с напряжением стабилизации 5.6 В. Элементы IC3, R1, R2 и опорный источник V1 образуют цепь обратной связи, устанавливающую величину выходного напряжения, формула для которого имеет следующий вид:

Источник опорного напряжения 1.25 В (V1 на схеме) можно легко создать, воспользовавшись популярной микросхемой TL431. При входном напряжении от 9 до 40 В схема может отдавать в нагрузку 1.5 А при напряжении 5 В. При напряжениях более 12 В для питания микросхем можно добавить стабилитрон с напряжением стабилизации 10 В. Снижение КПД, обусловленное стабилитроном, будет незначительным. КПД схемы при входном напряжении 12 В, выходном напряжении 5 В и выходном токе 1.5 А составляет примерно 70%, и падает до 65% при добавлении стабилитрона и увеличении входного напряжения до 40 В. При низких уровнях тока влияние стабилитрона становится более существенным, поэтому при токе нагрузки 50 мА КПД падает приблизительно до 50%.

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments LM555
  2. Datasheet Texas Instruments LM556
  3. Datasheet Texas Instruments LF411
  4. Datasheet Diodes TL431
  5. Datasheet ON Semiconductor 1N4734
  6. Datasheet Diodes ZVN4210G

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Use a 555 timer as a switch-mode power supply

LM555 Купить ЦенаКупить LM555 на РадиоЛоцман.Цены — от 0,91 до 56,43
42 предложений от 23 поставщиков
Timers for Timing Delays and Oscillator Applications in Commercial, Industrial and Military Equipment
Триема
Россия
LM555CMM/NOPB
Texas Instruments
0,91 ₽
РИВ Электроникс
Россия
LM555CMX
ON Semiconductor
10,80 ₽
Элитан
Россия
LM555CN
Texas Instruments
6,86 ₽
Интерия
Россия и страны СНГ
LM555CMX
Fairchild
8,20 ₽
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • Не феншуйно как-то. Надо было совсем из рассыпухи собрать. Хотя, для Аарона нормально, за цент удавится.
  • на расыпухе будет дороже, чем на специализированной микросхеме.....