Повышающий преобразователь напряжения на AVR

История создания этого девайса такова: некий господин N, экстремал в годах и большой любитель сплава по горным рекам, утопил в одном из заплывов свою видеокамеру. Спустя почти год он принёс её мне - дескать, нельзя ли что с ней сделать. Разумеется, сделать уже ничего нельзя, ибо зрелище внутри открылось ужасающее, но остались аксессуары, среди которых были аккумуляторы. Надо сказать, N. уже приготовился к очередному заплыву и приобрёл новую камеру, цифровой фотоаппарат и портативный хард-драйв. Все эти шелогушки требовали 7.2 вольта и старые 4.8-вольтовые аккумуляторы никак не подходили. И вот, чтобы дать им вторую жизнь я взялся за дело. Действие происходило на майских праздниках, поэтому был существенный ограничивающий фактор: недоступность торговых точек. Так что делать пришлось из того, что было под рукой.

Вот схема девайса. Q1 - ключ для полного отключения нагрузки, управляется от удвоителя напряжения на элементах C4, D4 (второй D4 распаян в разрыв дорожки на плате, накосячил я малость ;). D2, D3, C3 и R4 - источник опорного напряжения. Собирать я его не стал, а поставил TL431 ; R7 и R9 соответственно были изменены для получения нужного диапазона регулирования. Конденсатор С6 я взял "родной" из преобразователя видеокамеры. Обилие конденсаторов выходного фильтра вызвано жёстким ограничением по высоте. Керамические C7 и C16 имеют номинал 1 мкф. Ферриты для катушек и транзисторы Q1, Q2 взяты от дохлой мамки.

Рабочая частота преобразователя около 100 КГц. Регулирование выполняется изменением скважности с дискретностью одного такта в пределах рабочей зоны и пропуском цикла. Программно отслеживается перегрузка преобразователя и отсутствие нагрузки. Критерии - соответственно максимальная и минимальная длительность цикла за определённое время. Для случая отсутствия нагрузки названный критерий недостаточен, поэтому при подсаженом аккумуляторе это не работает. Вот исходный текст программы.

Устройство смонтировано на плате (здесь проект в ORCAD-е), изготовленной по технологии лазерного утюга. Крепится она к заднему элементу корпуса, взятому от видеокамеры, на котором расположен держатель аккумулятора.

Теперь о косяках. Самый крупный - кнопка включения преобразователя. Если со включением проблем нет, то при выключении с большой вероятностью контроллер окажется сброшен, когда Q2 открыт. Пока он очухается и проинициализирует порты, преобразователь будет находится в состоянии короткого (во всех смыслах) замыкания. Будем считать это косяком по неопытности. Когда я это понял, было уже поздно и оставалось лишь уменьшить номинал R6.

Второй косяк - по незнанию. Cуть - большая ёмкость затвора и вызванные этим динамические потери. Я хотел их уменьшить параллельным соединением портов, но потом бросил эту затею - неохота было резать дорожку и бросать провод. При небольших (200-300мА) токах КПД преобразователя находится в районе 75-80%, что, как мне сказали, совсем неплохо, при токе нагрузки 1.5А КПД падает до 65-67% и я решил что это тоже хорошо ;).

Несмотря на все недоработки (первый блин как-никак), микроконтроллер в преобразователе смотрится очень даже неплохо, а для более навороченных понижающих-повышающих преобразователей, я бы сказал, вообще идеально.

К моменту оформления материала устройство отработало два месяца в качестве источника питания цифровой камеры и портативного HDD. Но главное испытание начнётся на сплаве. Если все девайсы успешно утонут, будет материал для новых разработок ;)

Дата публикации: 2006-05-31
Прочтено: 11147
Версия для печати: