После публикации указанной в литературе в конце статьи я усовершенствовал описанный в ней преобразователь. Теперь заданное значени выходного напряжения поддерживается неизменным при разрядке элементов питания и колебаниях тока нагрузки в интервале 4…20 мА. Все функции старого устройства сохранены, новую программу микроконтроллера можно использовать и без изменений в его схеме.
Однако для улучшения параметров лучше внести некоторые изменения и в аппаратную часть. Схема, показанная на рис. 1, отличается от ранее опубликованной тем, что для уменьшения пульсаций выходного напряжения преобразователя ёмкость конденсатора C4 увеличена до 47 мкФ. Номинальное сопротивление подстроечного резистора R4 уменьшено с 220 кОм до 33 кОм, а последовательно с ним включён постоянный резистор 200 кОм. Регулировать выходное напряжение стало значительно удобнее.
Рис. 1. Схема преобразователя
Изменена и печатная плата преобразователя (рис. 2). Для дросселя с проволочными выводами RLB0712 (L1) в ней вырезано окно размерами 10x6,7 мм. Дроссель устанавливают в этом окне параллельно плоскости платы, что уменьшает высоту монтажа.
Остальные детали такие же, как в прежнем варианте.
Рис. 2. Печатная плата преобразователя
Таймер T0 микроконтроллера DD1 генерирует импульсы с программируемой частотой следования и коэффициентом заполнения. В контур стабилизации выходного напряжения входят входной мультиплексор АЦП и аналоговый компаратор микроконтроллера. Сигнал обратной связи поступает с движка подстроечного резистора R4. Программа постоянно проверяет состояние разряда ACO регистра ACSR микроконтроллера. Если ACО=1, выходное напряжение меньше заданного и содержимое регистра сравнения таймера OCR0A, задающего коэффициент заполнения генерируемых импульсов, увеличивается. При ACO=0 выходное напряжение больше номинального и содержимое регистра OCR0A уменьшается.
Согласно алгоритму работы таймера, в режиме "Быстрая ШИМ" изменение содержимого регистра OCR0A возможно только с частотой генерируемых импульсов.
Программа также проверяет задаваемый коэффициент заполнения на наибольшее и наименьшее допустимые значения. При выходе за эти пределы коэффициент заполнения устанавливается минимальным.
Конфигурация микроконтроллера должна быть запрограммирована согласно таблице.
Таблица
Разряд | СОСТ. | Разряд | Сост. |
SELFPREGEN | 1 | VDTON | 1 |
DWEN | 1 | CKDIV8 | 1 |
BODLEVEL1 | 1 | SUT1 | 1 |
BODLEVEL0 | 1 | SUT0 | 0 |
RSTDISBL | 1 | CKSEL1 | 1 |
SPIEN | 0 | CKSEL0 | 0 |
EESAVE | 1 |
1 - не запрограммировано, 0 - запрограммировано.
Практическая проверка усовершенствованного преобразователя показала, что при питании мультиметра DT930F+, потребляющего ток 4 мА, его выходное напряжение (со "свежими" элементами питания) - 9,1 В. При разряженных до 2,2 В элементах оно уменьшилось на 0,1 В. Работоспособность мультиметра сохраняется при разрядке элементов до 2 В, когда выходное напряжение преобразователя падает до 7,7 В.
Измеритель ёмкости и индуктивности MY6243 потребляет ток от 7 до 18 мА, при этом выходное напряжение преобразователя изменяется на 0,15 В. Минимальное напряжение элементов питания, при котором сохраняется работоспособность измерителя ёмкости и индуктивности, не проверялось.
Если ток нагрузки находится в пределах 4...20 мА, налаживание преобразователя сводится к установке выходного напряжения подстроечным резистором R4. Оно может быть установлено и отличающимся от 9 В. Предел ставит номинальное напряжение конденсатора С4. Стабилитрон VD2 должен быть с напряжением стабилизации на 1...2 В больше требуемого выходного напряжения.
Программа микроконтроллера имеется здесь.
Литература
1. "Радио", 2017, № 1, с. 17-19
Автор: Салимов Н.