Многие моделисты, создающие свои модели и использующие в них микроконтроллерное управление, сталкивались с проблемой , когда авиамодель теряла управление падала, разбивалась. В последствии, если блоки управления не были механически повреждены, то оказывалось, что вся электроника была исправна. Но из-за пульсаций по напряжению в источнике питания микроконтроллер зависал. Описанный в данной статье стабилизатор решает эту проблемму.
Для того чтобы избежать подобных ситуаций, особое внимание нужно уделять питанию. Линейные стабилизаторы обладают хорошими характеристиками по стабилизации, но сильно греются. Импульсные имеют на выходе LC фильтра приличные пульсации, особенно в тех случаях . когда нагрузка также имеет импульсный характер. Для решения проблемы применяют симбиоз из импульсного и линейного источника(одного или нескольких). На импульсном источнике снижают напряжение таким образом, чтобы обеспечить работу линейного стабилизатора. При этом избавляются от пульсаций и получают приемлемый КПД и не высокое тепловыделение.
Чтобы совсем устранить проблему пульсаций, которая приводит к зависанию контроллера и потере управления необходимо контроллер запитать через отдельный линейный стабилизатор, а остальные нагрузки (телеметрию, рулевые машинки, и.т.д.) через другой линейный источник. При этом оба линейных источника могут подключаться к одному
импульсному.
На фото изображён такой источник, его масса 7грамм, конструктивно на одной плате размером 24х46мм состоящий из одного импульсного и двух линейных. Импульсный стабилизатор снижает напряжение с входного 8…24 вольта до 6,1вольта. А линейные стабилизируют напряжение на уровне 5вольт. При разработке устройства учитывалась специфика его дальнейшего применения в дистанционно управляемых моделях, в частности в специально спроектированных линейных стабилизаторох, применялись транзисторы с большим коэффициентом передачи и выходным импульсным током до 5А, что позволило обеспечить динамические характеристики, снижения пульсаций, выше чем у известных интегральных стабилизаторов на фиксированные напряжения.
При этом также обеспечивалось, независимость работы каналов. Если один источник подключался к импульсной нагрузке, на котором то появлялся то исчезал ток, происходила пульсация по напряжению, но эти пульсации не переходили на другой канал.
При испытаниях к одному выходу источника подключали три параллельно включённых сопротивления 2Вт 16ом. К другому входу, для проверки динамической характеристики, сопротивление подключалось при помощи полевого транзистора, на затвор которого шли управляющие импульсы с частотой 160КГц. При этом пульсации с одного канала не переходили на соседний.
Так же в плате также предусмотрен выход монитора входного напряжения, состоящий из резисторного делителя.
На фотографии ниже вы видите подключённую к нагрузкам плату, ток и напряжение измеряются на канале к которому подключена динамическая нагрузка.
На фото ниже ток и напряжение измеряются на статической нагрузке.
На осцилограме ниже пульсации напряжения перед линейными стабилизаторами.
На осцилограме ниже пульсации напряжения после линейного стабилизатора под динамической нагрузкой.
На осцилограме ниже пульсации напряжения на соседнем канале нагруженным постояным сопротивлением.
Критической амплитудой пульсаций напряжения питания является 30мв.
Как мы видим наше изделие, полностью удовлетворяет этому критерию .
Для сравнения связка LM2596 и LM7805 при тех же нагрузках давали в несколько раз большие пульсации выходного напряжения .
На осцилограме ниже пульсации напряжения после импульсного LM2596 и LM7805 линейного стабилизатора под динамической нагрузкой. Видно как при включении нагрузки проседает питание на 0,09в
На осцилограме ниже пульсации напряжения после после импульсного LM2596 и LM7805 линейного стабилизатора под под статической нагрузкой. Видно как проходят пульсации с импульсного источника.
Как вы видите, в данном своём изделии мы превзошли аналогичные изделия, как по электрическим параметрам так и по массо габаритным.
Если есть желание провести тест платы и сделать выводы и выявить достоинства или недостатки, то пишите на почту fedorisa@gmail.com . Готов предоставить плату на полное тестирование.
Чтобы совсем устранить проблему пульсаций, которая приводит к зависанию контроллера и потере управления необходимо контроллер запитать через отдельный линейный стабилизатор, а остальные нагрузки (телеметрию, рулевые машинки, и.т.д.) через другой линейный источник. При этом оба линейных источника могут подключаться к одному
импульсному.
На фото изображён такой источник, его масса 7грамм, конструктивно на одной плате размером 24х46мм состоящий из одного импульсного и двух линейных. Импульсный стабилизатор снижает напряжение с входного 8…24 вольта до 6,1вольта. А линейные стабилизируют напряжение на уровне 5вольт. При разработке устройства учитывалась специфика его дальнейшего применения в дистанционно управляемых моделях, в частности в специально спроектированных линейных стабилизаторох, применялись транзисторы с большим коэффициентом передачи и выходным импульсным током до 5А, что позволило обеспечить динамические характеристики, снижения пульсаций, выше чем у известных интегральных стабилизаторов на фиксированные напряжения.
При этом также обеспечивалось, независимость работы каналов. Если один источник подключался к импульсной нагрузке, на котором то появлялся то исчезал ток, происходила пульсация по напряжению, но эти пульсации не переходили на другой канал.
При испытаниях к одному выходу источника подключали три параллельно включённых сопротивления 2Вт 16ом. К другому входу, для проверки динамической характеристики, сопротивление подключалось при помощи полевого транзистора, на затвор которого шли управляющие импульсы с частотой 160КГц. При этом пульсации с одного канала не переходили на соседний.
Так же в плате также предусмотрен выход монитора входного напряжения, состоящий из резисторного делителя.
На фотографии ниже вы видите подключённую к нагрузкам плату, ток и напряжение измеряются на канале к которому подключена динамическая нагрузка.
На фото ниже ток и напряжение измеряются на статической нагрузке.
На осцилограме ниже пульсации напряжения перед линейными стабилизаторами.
На осцилограме ниже пульсации напряжения после линейного стабилизатора под динамической нагрузкой.
На осцилограме ниже пульсации напряжения на соседнем канале нагруженным постояным сопротивлением.
Критической амплитудой пульсаций напряжения питания является 30мв.
Как мы видим наше изделие, полностью удовлетворяет этому критерию .
Для сравнения связка LM2596 и LM7805 при тех же нагрузках давали в несколько раз большие пульсации выходного напряжения .
На осцилограме ниже пульсации напряжения после импульсного LM2596 и LM7805 линейного стабилизатора под динамической нагрузкой. Видно как при включении нагрузки проседает питание на 0,09в
На осцилограме ниже пульсации напряжения после после импульсного LM2596 и LM7805 линейного стабилизатора под под статической нагрузкой. Видно как проходят пульсации с импульсного источника.
Как вы видите, в данном своём изделии мы превзошли аналогичные изделия, как по электрическим параметрам так и по массо габаритным.
Если есть желание провести тест платы и сделать выводы и выявить достоинства или недостатки, то пишите на почту fedorisa@gmail.com . Готов предоставить плату на полное тестирование.
1. Как правило, все (даже от дядюшки Ляо) "железяки" защищены внутренними стабами и простейшими фильтрами по питанию. Им Ваши пульсации, по большому счету, по-барабану, ибо что-то сглаживают кондеры, что-то "равняют" стабы. Ну, если только стаб есть или он не откровенное г-но. Даже простой кренки с кондерами на входе/выходе в соответствии с рекомендациями ее изготовителя достаточно, ибо токи, потребляемые контроллером невелики.
2. Большинство бед - из-за неправильно выбранной топологии схем питания, когда "толстого" провода от акка до регуля не хватает по пропускной способности из-за его малого сечения и ток начинает протекать через контроллер, а это уже обратное направление птания для контроллера: либо оно снижается, отключая контроллер, либо переполюсовка питания на стороне контроллера.
3. А вот пульсации в цепях управления при неверно выбранной топологии электропитания имеют место и могут оказать влияние на качество управляющего сигнала.
ЗЫ: Лень рисовать рисунки с эпюрами... ахахахах
15 окт. 2014 г., 13:58:58 | Дмитрий К Армавир, Краснодарский Край
PS: Вместо язвительной концовки лучше бы описали цели и задачи данного проекта, это бы реально помогло отсеять неравнодушных к кнопке "-".
Что-то типа "Мы создаем плату, помогите протестировать, планируем выпускать в N количествах, реализация через онлайн магазины, высылам почтой и.т.д, ориентировочная стоимость изделия планируется ХХ попугаев..."
По моему разумению у вас комерческий проект, а само предложение отсутствует, отсюда и реакция народа на статью с неопределенной целью !
Эта плата предназначена для того чтобы контроллер не зависал, а модель не теряла управление.
Кроме того плата получилась, лёгкая и копмактная, LM2596 или LM7805 весят 2 грамма. Сделать на них плату с такимиже электрическими и массо габаритными характеристиками не плучится.
Схемы не были опубликованы из-за опасений того что её скопируют в Китае, ещё до того как закончатся все испытания. По остальным вопросам пишите на почту copterfanat@gmail.com
А вы действуете по схеме, кторую изобрели задолго до вас и описал еще О Генери.
Затереть маркировки и пудрить не сведующей в тонкостях публике мозги супер-пупер устройством у которого нет аналогов это сродни производителям удлинителей с защитой от всего и вся или устройств сбережения электроэнергии в основе которых два конденсатора и светодиод.