/Л и I
М /Л1
11\/Л
у-----
Измеренный мультиметром ток потребления схемы при
напряжении 5,0 В составил 2,2 мА. Практическая проверка
показала, что установка различных экземпляров Atmega16,
в т.ч. без индекса L, имеющих revision J и дату производства
2006-2007 гг., практически не влияет наток потребления. Не-
большим влиянием (десятки микроампер), которые вызваны
разбросом тактовой частоты внутреннего генератора, мож-
но пренебречь.
Потребляемый ток также почти не зависит от того, вклю-
чены ли каналы, в каком количестве и на какой яркости.
В силу малых величин обратные токи защитного диода,
диодного моста, транзисторов, а также токи утечки конден-
саторов не учитываются.
В значительной степени наток потребления влияет нажа-
тие кнопок. В этом случае ток протекает от плюса источника
питания через внутренний (pull-up) резистор МК и замкнутую
кнопку на землю. Указанное в описании МК минимальное со-
противление внутреннего резистора составляет 20 кОм. Если
нажаты обе кнопки, ток составит 2 • (5 / 20000) = 0,5 мА.
Таким образом, суммарный максимальный ток потреб-
ления по цепи +5 В (при напряжении ровно 5,0 В) равен
2,2 + 0,5 = 2,7 мА (напомним, что это без учета тока стаби-
литрона).
Значит, в худшем случае, т.е. при напряжении 5,05 В,
потребляемый ток составит 1н = 5,05 • 2,7 / 5 = 2,73 мА.
Если бы в схеме использовался однополупериодный вып-
рямитель, этот ток нужно было бы удвоить.
Подставим полученные данные в исходную формулу:
R = [(194 - 2 • 0,73 - 5,05) / (0,00273 + 0,0001)] • 0,9 =
[187,49 / 0,00283] • 0,9 = 66251 • 0,9 = 59626 Ом.
Таким образом, балласт должен иметь сопротивление не
более 60 кОм. Его можно получить, соединив последовательно
два резистора по 30 кОм. То, что это сопротивление немного
больше расчетного, допустимо. По теории вероятности, вряд
ли возможна ситуация, когда сопротивление обоих резисто-
ров на 5% меньше, и вместе с этим напряжение стабилизато-
ра на 1% больше.
|
Теперь рассчитаем, не выйдет ли из строя стабилитрон,
:
если сетевое напряжение увеличится до уровня ограничения
[
защитного диода VD1, а также при воздействии других не-
благоприятных факторов. Преобразуем ранее использован-
ную формулу к следующему виду:
1ст =
[(Ubx
- 2 • 11д -
Uct)
/ (R • Кг)] - 1н.
Для расчета принимаем следующие численные значения:
Максимальное напряжение ограничения защитного дио-
да
Ubx
= 548 В.
При отсутствии нагрузки падение напряжения на одном
диоде диодного моста составит ид = 0,65 В.
Минимальное напряжение стабилизации стабилитрона
Uct
= 5 - 0,05 = 4,95 В.
Так как шунт составлен из двух резисторов, R (Ом)=30000
+ 30000.
Коэффициент сопротивления Кг принимаем равным 0,95,
т.к. при этом ток стабилитрона будет больше.
Минимальный ток нагрузки будет при не нажатых кноп-
ках. При номинальном напряжении питания 5 В этот ток ра-
вен 2,2 мА. Значит при минимальном напряжении 4,95 В ток
будет равен 1н = 4,95 • 2,2 / 5 = 2,18 мА.
1ст = [(548 - 2 • 0,65 - 4,95) / ((30000 + 30000) • 0,95)] -
0,00218 = [541,75 / 57000] - 0,00218 = 7,3 мА.
Полученное значение меньше 12 мА - величины мак-
симального тока ИОН, рекомендованного в его описании.
Мощность ИОН, рассеиваемая при таком токе, составит
5 • 0,007 = 35 мВт. Это более чем на порядок меньше его
максимальной мощности 500 мВт. Следовательно, выбран-
ное сопротивление балластного резистора нам подходит.
Переходим к расчету мощности балластного резистора.
На первый взгляд, казалось бы, резистора 0,5 Вт будет впол-
не достаточно, ведь он выдерживает напряжение до 350 В.
На самом деле это не так. В [5] сказано, что мощность ре-
зистора, указываемая в его описании, действительна лишь
в том случае, если его сопротивление выше так называе-
мого критического. Последнее вычисляется по формуле:
Ик = ипасп2 / Рпасп, где ипасп - паспортное рабочее напря-
жение резистора, Р - его паспортная мощность. Для резис-
тора серии С2-23 мощностью 0,5 Вт критическое сопротив-
ление Ик = 3502 / 0,5 = 245 кОм. Если сопротивление резисто-
ра, как в нашем случае, меньше критического, расчет мощ-
ности следует производить по формуле: Р = и2 / И. Учитывая
максимальное напряжение сети, минимальное падение на-
пряжения на диодном мосту, и минимальное напряжение ста-
билизации, мощность резистора будет равна:
Р = (и в х -2 » и д -и с т )2Ж .
Р = (242 - 2 • 0,65 - 4,95)2 / 60000 = 0,93 Вт.
Однако мощности резистора 1 Вт тоже оказалось недо-
статочно. Экспериментальная проверка показала, что даже
резистор 2 Вт (отечественный, серии МЛТ) сопротивлением
56 кОм сильно нагревается. Согласно требованиям проекта,
это недопустимо. Нагрев балластного резистора является
единственной причиной нагрева корпуса устройства в жду-
щем режиме. Поэтому очень важно этот нагрев устранить.
Попытка использования 5 Вт импортного резистора се-
рии ЭОР сопротивлением 50 кОм проблемы не решила - он
нагревается почти до той же температуры, что и 2 Вт МЛТ.
В результате было решено использовать два 2 Вт резис-
тора, соединенных последовательно. Помимо снижения тем-
пературы, это повышает надежность устройства, т.к. в слу-
чае пробоя одного из резисторов, второй предотвратит вы-
ход ИОН из строя. Чтобы обеспечить равномерный нагрев,
номиналы резисторов должны быть одинаковы.
Используются отечественные 2 Вт резисторы серии МЛТ.
Их габариты несколько больше импортных аналогов серии
С2-23, зато они меньше нагреваются.
Численные значения температуры для различных резис-
торов не приводятся в связи с большой погрешностью изме-
рений. Показания менялись от случая к случаю, причем не-
зависимо от типа измерительного прибора - термопара, под-
ключенная к цифровому мультиметру, или цифровой термо-
метр.
32.3.
Фильтрующий конденсатор
Конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного
напряжения. Хотя для расчета его емкости можно было вос-
пользоваться методикой из [6, стр. 52, раздел 1.27 “Фильтра-
ция в источниках питания’!, конденсатор подбирался эмпи-
рическим путем. Это вызвано следующим обстоятельством.
Через несколько секунд после окончания регулировки
яркости ее значение запоминается в ЕЕРВОМ. Согласно опи-
санию МК, ток программирования составляет 6 мА (при 5 В,
25°С). Отсюда следует, что по сравнению с током потребле-
ния в обычном режиме ток возрастает почти в четыре раза:
Радиолюбитель - l I /2 0 0 8
19
предыдущая страница 19 Радиолюбитель 2008-11 читать онлайн следующая страница 21 Радиолюбитель 2008-11 читать онлайн Домой Выключить/включить текст