Мощный таймер 555 и измеритель ESR

Давайте посмотрим, как можно эффективно удвоить выходной ток обычного старого таймера 555.

Из структурной схемы на Рисунке 1, взятой из технического описания маломощного одиночного КМОП таймера TS555 компании ST, можно видеть, что вывод Discharge (выв. 7 «Разряд») повторяет вывод Output (выв. 3 «Выход»). На самом деле одновременно они находятся только в состоянии низкого логического уровня. Они различаются в состоянии высокого логического уровня, когда вывод Output может выдавать вытекающий ток, в то время как вывод Discharge представляет собой открытый сток закрытого транзистора (или открытый коллектор для старых 555-х).

Рисунок 1.	Структурная схема маломощного одиночного КМОП таймера TS555.

Схема на Рисунке 2 объединяет втекающие токи как вывода Discharge, так и Output, что позволяет нам удвоить выходной ток. Резисторы R3 и R4 являются частью нагрузки, они ограничивают втекающий ток до безопасного значения.

Рисунок 2.	Схема, которая объединяет втекающие токи выводов Discharge и Output таймера TS555, удваивая выходной ток.

Платой за это удвоение является некоторое снижение точности: Теперь схема становится немного более чувствительной к колебаниям напряжения питания. Тем не менее, это снижение точности является приемлемым компромиссом для многих приложений.

А теперь давайте попробуем использовать новую схему на таймере 555 для чего-нибудь полезного. Измерение эквивалентного последовательного сопротивления конденсатора (ESR) может стать проблемой, поскольку значение ESR может быть очень низким – порядка десятков миллиом. Следовательно, ток должен быть достаточно большим, чтобы его можно было надежно измерить. Схема применения показана на Рисунке 3.

Рисунок 3.	Прикладная схема для измерения ESR конденсатора с использованием концепции, представленной на Рисунке 2.

Схема формирует короткие (менее 1 мкс) импульсы тока через конденсатор C_X с периодом около 10 мкс; падение напряжения на конденсаторе (V_ESR) пропорционально его ESR. Таким образом, сравнивая это падение напряжения с напряжением V на R3, C_X, можно рассчитать ESR: 

или среди нескольких кандидатов можно просто выбрать конденсатор с наименьшим ESR.

Материалы по теме

1. Datasheet STMicroelectronics TS555