규제 된 줄 도둑 : 왜 작동합니까?


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이 회로가 왜 5V를 조절할 수 있는지 설명해주세요. 줄 도둑 부분을 이해하는데 왜 규제 부분이 작동합니까?

개략도

이 회로 시뮬레이션CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도

특히 제너 다이오드 D2가 왜 1117과 MCU가 튀김되는 것을 방지하는 데 중요하고 왜 캡 C1이 항상 완전히 충전되어서는 안됩니까?

- 편집하다 -

폐쇄 루프 디자인을 제안하고 있기 때문에 이것이 더 좋아 보입니까? (MCU가 펄스 파워 레일을 너무 잘 사용하지 않으므로 적절한 조정을 위해 가능한 적은 헤드 룸으로 LDO를 유지합니다.)

개략도

이 회로를 시뮬레이션

위의 회로도는 Olin이 제안한 저항을 포함하도록 수정되었습니다.

- 편집 2 -

이 손실이 적은가?

개략도

이 회로를 시뮬레이션

이 회로도에서 R2를 조정하여 C1의 전압이 6V를 초과 할 때 JFET가 핀치되도록합니다 (여기서 헤드 룸은 1117 분입니다).


모든 피드백으로 질문을 더 향상시키기 위해서는 +1
jippie

답변:


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그것은 꽤 엉뚱한 회로입니다. 부스트 컨버터는 완전히 열린 루프로 작동하고 있습니다. 출력이 충분히 높아질 때 종료되는 피드백은 없습니다. 제너와 선형 레귤레이터의 전압이 무엇인지 보여주지는 않지만, 제너는 캡과 선형 레귤레이터가 처리 할 수있는 것보다 입력이 도달하지 않도록하기 위해 존재합니다. 그런 다음 선형 레귤레이터는 훌륭하고 안정적인 출력 전압을 생성합니다.

이것이 엉뚱한 회로라고 말하는 이유는 그것이 매우 낭비이기 때문입니다. 그것은 일반적으로 배터리에서 실행할 때 나쁜 것입니다. 부스트 스위처에 피드백을 추가하는 대신 제너와 선형 레귤레이터에서 추가 전력이 낭비됩니다. 레귤레이터에 실제로 필요한 것보다 약간 더 많은 전압이있는 경우 하나의 트랜지스터 만 켜면됩니다. 이 트랜지스터는 Q1의 진동을 제거하여 전압이 다시 떨어질 때까지 부스트 컨버터를 차단합니다. 이것은 본질적으로 스위처 출력에 느슨한 조정을 추가합니다.

추가 :

의견에서 스위치가 개방 루프를 실행하지 않도록 조정하는 방법에 대해 논의하고 싶습니다.

Russell과 제가 언급했듯이,이 경우 Q1의베이스를 낮게 끌어 당기는 NPN 트랜지스터는 진동을 제거하는 수단 중 하나입니다. 이제 스위처 출력이 충분히 높아지면 문제는이 트랜지스터를 켜는 것입니다. 이 회로와 관련하여 Russell이 이미 언급했듯이 가장 간단한 방법은 제너의 바닥 이이 두 번째 발진 킬 트랜지스터의베이스로 들어가는 것입니다. 또한이 트랜지스터가 누설로 인해 켜지지 않도록 해당베이스에서 접지로 저항을 배치했습니다. 스위처 출력이 충분히 높아지면 제너가 작동하여 새 트랜지스터가 켜지고 발진이 종료되어 전압이 다시 낮아질 때까지 스위처가 고전압을 멈추게됩니다.

"전압이 충분히 높음"신호를 얻는 완전히 다른 방법은 Russell이 의견에서 언급 한 것입니다. 이것은 레귤레이터의 입력이 레귤레이터 출력 위의 트랜지스터의 BE 드롭 일 때 켜지도록 레귤레이터 주변에 PNP 트랜지스터를 배치합니다. 그 임계 값 검출 트랜지스터는 발진 킬링 트랜지스터를 켜는데 사용될 것이다. /electronics//a/149990/4512 의 스위처에 대한 피드백으로이 임계 값 감지 방법에 대해 자세히 설명 합니다.

추가 2 :

업데이트 된 회로도를 추가했습니다. 네, 바로 Russell과 제가 이야기하고있는 것입니다.

Q2의베이스에서 접지로 저항을 추가하여 미세 조정 만 할 것입니다. 이렇게하면 스위처가 종료되기 전에 D2를 통한 최소 전류가 보장됩니다. 이 작업을 수행하지 않으면 D2의 전압이 제너 정격보다 훨씬 낮을 수 있습니다. D2에 대한 데이터 시트를보십시오. 전압은 최소 전류 이상으로 보장됩니다. 그 제너에 대해 아무것도 몰라도 약 500µA를 목표로합니다. Q2 기본 전압이 600mV가되어 저항을 1.2kΩ으로 만든다.


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호기심에서이 트랜지스터를 어디에 배치 할 것인가?
Ignacio Vazquez-Abrams

예를 들어, D2가 전도 될 때 트랜지스터가 켜지도록베이스 "아래"에 NPN을 두십시오. Q1베이스에 이미 터를 접지로, 컬렉터로 Vout이 약 6V이면 변환기 기본 드라이브가 션트됩니다.
Russell McMahon

@Ignac : 작동 할 수있는 여러 가지 방법이 있습니다. 내 첫 무릎 부딪 치는 반응은 CE를 Q1의 BE 사이에 두는 것입니다. 두 번째 트랜지스터가 켜지면 Q1이 차단되어 발진이 중단되고 고전압이 중단됩니다. 그것은 여전히 ​​R1을 통해 약간의 전력을 낭비 할 것이며,이 피드백 트랜지스터가 꺼질 때 진동이 다시 시작되도록해야합니다. FET를 사용하여 배터리 연결을 여는 것과 같은 다른 방법도 있습니다.
Olin Lathrop 2016 년

"좋은"대안은 레귤레이터가 약 0.6V 헤드 룸을 얻을 때 트랜지스터가 켜지도록 U1 입력-출력에 트랜지스터를 배치하는 것입니다. 이것은 Vout에 이미 터가 있고 Vin에베이스가있는 NPN 일 수 있습니다 (저항 또는 PNP를 통해 다른 방법으로 라운드하십시오. 그런 다음이를 사용하여 오실레이터에 영향을 미칩니다. Olin은 이전에도 비슷한 작업을 수행했으며, 둘 다 독립적으로 iea에 도착했습니다. 저의 오실레이터는 74C14 슈미트 트리거 인버터로 저렴하고 효과적인 SMPS를 가능하게합니다
Russell McMahon

-U1의 Ransistor는 필요한 경우> 0.6V 헤드 룸을 공급할 수 있습니다.
Russell McMahon

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클레임을받은 곳으로 연결되는 링크를 게시 할 수 있습니까? C1의 의견은 완전히 이해되지 않습니다.

JT (Joule thief) 회로는 일반적으로 제대로 설계되지 않았거나 실제로 설계되지 않았거나 회로를 생산 한 사람들이 자신이하는 일을 잘 이해하지 못했다는 신호를 보여줍니다. 이 회로는 그 클래스에 있습니다.

LD1117의 최대 입력 전압은 15V입니다. 그것보다 높으면 그것을 죽일 것입니다.
LM1117 데이터 시트 제너 다이오드는 레귤레이터를 보호하기위한 것이지만 전압 정격이 원래보다 낮습니다.

1N4734A는 5.6V 1W 제너입니다. 제너 전압이 너무 낮아 LM1117 레귤레이터가 최대 전류에서 충분한 헤드 룸을 가질 수 없습니다. "줄 도둑"은 LM1117이 최대 정격 출력 전류에 도달하기에 충분한 전력을 공급하지 못할 수 있습니다.

JT는 "openloop"를 실행합니다. 1W를 초과하면 제너와 레귤레이터 및 MCU를 파괴하려고 시도합니다. 제너가 없으면 JT가 플라이 백 컨버터이기 때문에 사용 가능한 에너지가 소진 될 때까지 출력 전압이 유지됩니다. 부하가 가용 에너지를 수용하지 않으면 LM1117이 의도하지 않게 에너지를 수용하기 시작할 때까지 전압이 계속 상승합니다 (즉, Vin_max 초과).

이 C1 질문의 의미는 불분명합니다. 관련된 전압이 연결된 다른 구성 요소의 정격 값을 초과하지 않으면 C1이 손상없이 완전히 충전 될 수 있습니다.

전반적으로 이것은 좋은 회로가 아닙니다. 컨버터 출력의 무차별 강제 소실에 의존하지 않는 실질적으로 더 나은 회로가 있습니다. 또한이 회로는 특별히 "설계 가능"하지는 않습니다. 컨버터의 성능이 전력 레벨 또는 효율 (어쩌면 둘 다 작음)이 무엇인지 말하기 어렵습니다.


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입력을 보호하려면 더 높은 등급의 제너가 필요할 수 있습니다. 그러나 폐쇄 루프를 제어하는 ​​방법을 알려줄 수 있습니까 (회로가 부트 스트랩을 시작할 수있는 경우 (예 : 개방 루프를 시작하고 MCU가 폐쇄 루프가 될 때 MCU를 사용하여이를 염두에 둘 수 있음))
Maxthon Chan

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또한 MCU가 펄스 파워 레일을 너무 잘 사용하지 않기 때문에 LDO를 적어도 일부 현지 규제로 유지합니다.
Maxthon Chan
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