В первых двух частях цикла мы рассматривали схемы на цифровых микросхемах ТТЛ. Пора переходить к КМОП. Сегодняшняя статья, которую я нашел в старых подшивках журнала «Радио» может пригодиться тем, кто самостоятельно разрабатывает и строит повышающие преобразователи — так называемые инверторы.
В чем проблема?
При построении мощных преобразователей напряжения или, как их еще называют, инверторов обычно используются двухтактные схемы с управлением выходными ключами при помощи внешнего генератора. Сигналы с выходов такого генератора должны поступать на ключи поочередно, не пересекаясь во времени. То есть открывающий импульс на одном ключе должен появиться только после исчезновения импульса на другом.
Важно! Еще лучше, если каждый следующий импульс будет появляться с некоторой задержкой после снятия предыдущего, давая время мощному транзистору надежно закрыться. Это исключит появление сквозного тока, снижающего КПД всего устройства и нередко выводящему из строя и ключи, и трансформатор преобразователя.
Обычно для этих целей используются специализированные микросхемы, к примеру, КР1211ЕУ1, но если ее достать не удалось, то генератор с описанными характеристиками можно построить на дискретных элементах, причем схема его будет совсем несложной.
Схема и принцип работы
Предлагаемое устройство собрано всего на двух микросхемах серии К561, которые у многих радиотехников со стажем или их наследников без дела пылятся в кладовках.
Устройство состоит из задающего генератора, собранного на элементах DD1.1 DD1.2, делителя частоты на 2 (DD2.1) и схемы формирования выходных сигналов (DD1.3 DD1.4). Скважность сигнала задающего генератора можно изменять, причем для длительности импульса и паузы делать это независимо при помощи подстроечных резисторов R1и R2. Частотозадающим элементом генератора служит конденсатор C1.
Полученный таким образом сигнал делится на 2 при помощи микросхемы DD2.1, представляющей собой обычный счетный D-триггер. Прямой и проинвертированный сигнал с выводов 1 и 2 делителя поступает на схему формирования, туда же подается сигнал с задающего генератора.
Формирователь собран на двух элементах 2ИЛИ-НЕ и представляет собой простейшую схему совпадения. После обработки входных сигналов на выходах узла (выводы 10, 11) формируются последовательности импульсов, с небольшой паузой между ними. Эпюры напряжения в контрольных точках, приведенные ниже, хорошо поясняют принцип работы всей схемы.
Важно! На схеме не показано питание микросхем. Его нужно подать на выводы 7 (минус) и 14 (плюс) DD1 и DD2. Величина питающего напряжения для серии К561 может лежать в диапазоне 3…15 В.
Детали и наладка
Вместо отечественной микросхемы К561ТМ2 можно применить зарубежный аналог CD4013, на месте DD1 (К561ЛЕ5) может работать CD4001. Диоды D1, D2 — любые маломощные кремниевые, конденсатор С1 — любой слюдяной или керамический с ТКЕ не хуже М750. Настройка генератора сводится к установке длительности импульсов на выходе и пауз между ними резисторами R1 и R2 соответственно.
Да, схема несложная, но за простоту придется заплатить тем, что при отсутствии ШИМ-управления задающим генератором, выходное напряжение не будет стабилизировано.Впрочем, в ряде случаев это может оказаться несущественным.
