Больше больше, чтобы быть разработаны в технических вузах и электроники в КМОП ИС. Они называются "дисциплины" СК дизайна. Работа выполнена при сложное программное обеспечение для компьютеров. Конечная отправляет данные производителя полупроводников через Интернет. Эта компания производит опытной партии интегральной схемы, которая разработчиком по бандероль - это сияющая еще не придумали! ;-) - Отправляется обратно для тестирования. Это приближается момент истины. Нервы напряжены. И то, что приятное облегчение, если будет установлено, что все параметры совпадают. Пробки контакты летать!
Но до этого есть, должны быть приняты меры для обеспечения того, чтобы тестирование не непреднамеренно пройти тестирование ИК уничтожены. Поскольку важно обеспечить, чтобы ни разряда может произойти. Часто бывает, что даже изготовлены КМОП микросхемы не имеют высоких входных и выходных гарантий, таких как 74HC (T) XXXX, CD4xxx MC14xxx и CMOS семей. Большой проблемой является риск-защелки до эффекта. Чтобы сохранить этот разрушительный риск как можно больше, стоит специальный блок питания, для того, чтобы реализовать! Это тема этой электронной мини-курс.
Эта схема является относительно сложным, и это далеко не последнее слово. Я его, а затем, когда она была настоятельная необходимость быстро разработаны и внедрены. В заключение я хотел поэтому отнюдь не то, что вы могли бы реализовать различные и проще. Сделайте это, кто бы меня интересуют решения очень много! Настоящий схемы и описания, служить здесь целью изучения отдельных компонентов цепи, и это может разработать для заинтересованного читателя к аналоговых схем быть интересным и стимулирующим их собственных идей.
Так как это невозможно в окне браузера одновременно просматривать диаграмму и связанных относительно длинный текст, я рекомендую диаграмм в окне браузера. Однако, это из-за перекрытия изображений на щелчок по всему на окнах вокруг и так это, пожалуй, лучше печатать изображения отдельно - особенно Рисунок 3 и Рисунок 4 . Это значительно помогает работе.
Обычные источники питания несоответствующий
В лабораторных блоков питания без надлежащей настройки, он может легко случиться, манипулируя управления, которые разрушают перенапряжения или перегрузки по току, чтобы быть проверены IC. Короткого замыкания в эксперименте могут также нести дорогой электронов IC в вечной охотничьих угодий, так как переменный ток предел питания лабораторный источник, малый ток диапазона, часто бывает трудно приспособиться. Такие испытания являются дорогостоящими и заблаговременность IC не пренебрегать. Кроме того, большинство коммерческих источников питания, в том числе упомянутых с переменной ограничения тока, блокирование конденсаторов на выходах со слишком высокой производительностью. Взаимодействует с IC экспериментировать краткое риска замыкания, риск того, что это будет уничтожена чрезмерной энергии разряда, несмотря на (статическая) ограничение тока с низким значением соответственно множество. Кроме того, обычные питания установить максимальный ток короткого замыкания потоков до тех пор, пока не будет выключена вручную. В этой схеме, отключение будет следовать автоматически с помощью ограничения тока.
Короткого замыкания риска с так называемых клиентов-CMOS IC особенно высоким, потому что это зачастую не так-защелки до иммунитета, как известно в семьях CMOS устройства уже давно само собой разумеющимся. С короткими импульсами напряжения (выше или ниже Vdd Vss) на входы и выходы из CMOS IC привести легко вызвать latchup, рабочее напряжение IC, короткого замыкания из-за воспламенения интегрированной паразитарные тиристора. Это может быть вызвано отражением импульсов напряжения на сигнал или линии управления, но и через манипуляции в экспериментах. В данном случае это выгодно, если текущий лимит может быть установлен с помощью автоматического отключения чуть выше номинальной потребляемой мощности тест IC.
От сети или аккумулятора
Питания строгого режима питания переключаться между стандартным питания лаборатории (панель 1.1) или (1,2 разделе) между аккумулятор, как со сбалансированным выходного напряжения, и испытания ИС. Сетевое устройство должно быть сбалансированным и стабильным выходным напряжением ± 9 В постоянного тока ± 15 В постоянного тока питания. В стабильных не очень постоянным постоянное напряжение, чтобы понять. Важно, что пульсации напряжения мало. Качество недорогих коммерчески доступных питания этого достаточно. Если вы хотите использовать батареи, которая не является проблемой до тех пор, как максимально допустимый диапазон напряжения поддерживается. Эта батарея-метод особенно верно, если вы хотите избежать заранее любого контура заземления и связь помех. Это требование часто оказывается полезным, когда аналоговая часть IC под тест обладает высокой чувствительностью входов, т.е. входное напряжение должно быть отмечено резкое увеличение. Вы можете подключить два 12-вольтовых батарей в ряд и использовать подключение двух, как GND. Батареи разряда стандартных 70% соответствует нижней границе рабочего напряжения высокой безопасности ПИТАНИЯ.
Вместо двух 12-вольтовых батарей (или 12-вольтовой батареи), вы можете использовать шесть 4,5-вольтовых батарей, соединенных последовательно квартира (панель 1,2). Это решение ± 13,5 В постоянного тока особенно удобно, если вы, например, похожие на съезд высокой сетевой безопасности и принять участие в демонстрации использования собственной разработки IC (в цепи) потребностей. Просто используйте эту строгого режима питания была уже использована. Вы должны шести плоских батарей, легко с липкой лентой, чтобы исправить блока, припой все батареи в серии и пайки для подключения + Ue, GND и спаривания Vin банан, так что высокой сетевой безопасности слабо-может быть подключен и.
Что это предложение строгого режима власти?
Подстройка выходного напряжения, если использовать высококачественный мульти-скорости (обрезки) потенциометра.
Качество довольно легко практически сделать это самостоятельно. Она представляет собой слайдер потенциометра таких (потенциометр) в промежуточное положение и измеряется с цифровой мультиметр значение сопротивления. Этот небольшой объект с Hard Knock мягко на корпусе потенциометра. Это не должно вызывать сопротивление значение не изменяется или очень мало. Это может быть повторен с различных позиций ползунка. Такой подход особенно удобен, если вы хотите использовать некоторые herumvagabundierendes Потенциометр от нежелательной окно. Если вы покупаете перед установкой на качество продукта.
Диапазон выходного напряжения могут быть адаптированы к вашим потребностям, и участвовать, в зависимости от степени изменения, всей цепи потребностей.
Точная настройка возможность ограничения тока с Mehrang (обрезки) потенциометр. Район может быть изменен.
Регулируемая по-предел напряжения, который автоматически регулирует относительно множества выходного напряжения + Vout и-Vout. Поэтому она представляет собой процент от рабочего напряжения.
Выходное напряжение стабилизируется в начале перенапряжений кратко остановиться на значении этот всплеск значение. Причины дефектных контроля напряжения, реакции на всплеск напряжения, ограничение тока и переключатели + Ua и Ua быстро от испытательной схемы с. Это перенапряжение ограничение действует по принципу параллельного регулирования напряжения (шунт регулирования).
Перегрузки по току или короткое продолжительность цепи (инерции) определяется с помощью элементов RC.
Выходы Vout + и Vout выключены, когда вы включаете питание высокого режима безопасности поставок. Включение и выключение происходит, каждый с кнопкой. В закрытом состоянии с помощью LED (оранжевый) и в открытом состоянии при помощи двух светодиодов (красный и зеленый + для Ub-Ub) отображается.
При использовании источника питания возможно остаточные пульсации подавляются дальше. Питание от батареи, приложение позволяет очень низким уровнем шума, потому что любая связь исключена из 230 мощности переменного тока и контуров заземления безопасно.
Это как цепь
Схема на рисунке 2 содержит только так много электронных компонентов и макросов DCFF (контролируемой задержкой флип-флоп) - великое слово создания - функция цепи объяснить грубо. Входы питания высокой безопасности отмечены знаком "+" и Вин-Вин ". На эти входы последующих регулируемые ограничения тока + макс (P1) и Imax (Р2) и регулируемые симметрично рабочего регулирования напряжения ± Ua (P3), которая работает по принципу двойного слежения. Это означает, что отрицательное опорное напряжение Vref-происходит от положительного напряжения + Vout. Spannungsinvertierung сделано с OPMP IC: A3. Это процесс, как его иногда также в интегрированных двойного напряжения, как в классических автомобилей MC1468 регулятором напряжения.
Достигнута падение напряжения Потенциометр P1 (+ Imax) и Р2 (-Imax) значения напряжения база-эмиттер порог транзистора Т4 и Т5, она производит ток коллектора от базы Т6 и Т7, опорного напряжения + Vref или-Vref подавлены. Это достигается в диапазоне от перегрузки, ограничение тока. В краткосрочном случае цепь + Vref или-Vref почти 0 В и ток короткого замыкания сохраняет неизменным на уровне P1 (+ Imax) и Р2 (-Imax) значению. Перегрузки или короткого замыкания постоянного тока также ограничены во времени. Токи коллектора Т4 и Т5 привести к двух терминалов и ВЫКЛ1 ВЫКЛ2 DCFF макрос, который в основном состоит из задержки, компаратор и RS триггер. Достигнута перегрузки по току ограничиваются положительный или отрицательный путь на протяжении определенного времени, RS триггер сбрасывается и реле Rel прерывания выходы Vout + и Vout.
При подключении питания высокой энергетической безопасности на адаптер переменного тока или аккумулятора (рис. 1) выход Vout + и Vout по умолчанию отключена. Оранжевый индикатор "OFF" фары. Только при нажатии кнопки выхода Vout + и Vout включаются через контакты реле. Красный (+ Ua) и зеленый (-Ua) света.
Почему реле и не два (МОП) транзисторов власти? Причина дополнительной безопасности. Это легче, когда экспериментировал сток-исток (МОП) и коллектор-эмиттер (биполярные транзисторы) по неосторожности, короткое замыкание на "слияние", чем это возможно с контактов в реле низкой мощности с достаточно высокой коммутационной способности. Для выхода из контактов реле следует симметричный предел перенапряжения. С-4 (+ Ua предел) и Р5 (UA-предел) Ua представляет собой соотношение между пороге резкого ограничения и выходное напряжение + Vout и соответствием. Инвертирование исходных справочных данных из двух операционных усилителей СК: IC и С1: С2 прямой и обратный (IC: C3), подключенный к переменной опорного напряжения, напряжение потенциометр P3 (± Ua) множество. Если волна будет превышено, например, в результате дефекта в транзистор T1 или T2 проводит, (шунт) транзистора T10 или T11 и ограничивает выходное напряжение на период стоимость определена. Кроме того, в этом случае очень быстро реагировать на текущем уровне. Это не приводит к энергетической составляющей (T10 и T11) из-за перегрузки, значительное потепление.
На входы для диодов с целью защиты от неправильного подключения. Они не служат в качестве выпрямителя! Питания высокой энергетической безопасности должны быть поданы с сбалансированной по крайней мере хорошо сглаженных источник напряжения постоянного тока. Максимально допустимая рабочее напряжение (см. "Технические данные") не должен быть превышен на максимальное значение существующих пульсации напряжения! Катушки индуктивности на входе дополнительно ослабить любое вмешательство РФ. На выходе отображается красным и зеленым светодиодом, если выходное напряжение доступны. Метод управления эффект этих светодиодов, что их яркость является установление выходного напряжения независимыми.
Схемы подробно (рис. 3 и рис 4)
Контроля напряжения
Транзистор Т1, Opamp IC: A1 и напряжения форме R7/R8 делителя контура управления для создания стабильного положительного напряжения в точке А (+ Ua). R7, R8, и несколько других резисторы имеют номер 1 в прямоугольной коробке сопротивление символ. Это показывает, допуск сопротивления на 1%. Для всех немаркированных резисторы 5%. Z1 является высокая стабильность опорного напряжения запрещенной зоны . IP является потенциометр P3, который является переменной стабильной Vref опорного напряжения обеспечивает для регулирования напряжения, подается через R18 и R17 в неинвертирующий вход Opamp IC: A1. R18 и C5 действовать как пассивный фильтр нижних частот для подавления шума напряжения опорного напряжения запрещенной зоны. Управления питанием для увеличения Uref с R7 и R8 на коэффициент 2,18, как и максимальной Vref опорного напряжения на стеклоочиститель Р3 от +2,5 В постоянного тока, выходное напряжение + Vout (рис. 4) производится чуть больше, чем +5 В для того, чтобы желаемый максимум Ausgangsspnnung от +5 В постоянного тока может быть безопасно множество.
Транзистор Т2, Opamp IC: A2 и напряжения делителя R25/R24 форме контура управления для создания стабильного отрицательного напряжения в точке С (-Ua "). Opamp IC: A3 + Ua перевернутой и вдвое значение Ua-'/ 2 + Ua "() и Ua (Пунт C) соответствуют + и Ua-Ua до контактов реле (рис. 4). R27 и С8 действовать по той же причине в качестве фильтра низких частот, такие как R18 и C5. Это R18 имеет большее значение, чем R27 из-за слабого медленного включения эффекта. Если это манипулировать для P3, а затем напряжения, которые могут задержать читать из мультиметр должен быть легким. Это успокаивает и способствует точной операции по высоте, но на самом деле только тогда, когда эффект задержки является слабым. R18 * C5 постоянной времени около 100 мс.
Почему, думает, внимательный читатель, + Ua для формирования отрицательного напряжения ссылкой на первую половину, чтобы затем вернуться в контур управления, увеличится на R25 и R24 от 2 раза? Очень простой ответ: динамические характеристики Ctrl + Ua и Ua почти идентичны, если оба управления усилителя почти так же, усиления и той же дополнительной компенсации частотной (С3 и С7) имеют.
Если вы хотите, чтобы с точки зрения частоты компенсации ответ и сделать динамических процессов в оперативной схемы усилителя praxibezogen умный, я рекомендую, чтобы мой электронный мини-курсы: Из операционных усилителей для триггера Шмитта, плавная регулировка. Демонстрация цепи!
Ограничение тока
Эти текущие ограничения основаны на транзисторах Т4 (для + Ua) и T5 (для-Ua). В P1 и P2, максимальный ток устанавливается. Ниже P1 + P2 + R3 и R20, которые выше максимальной регулируемой потоков. Этот набор идет о том, когда падение напряжения достигла более двух значений сопротивления, напряжения база-эмиттер порог Т4 и Т5. Тогда поток в Т4 и Т5 в коллектор токи, и это мы сейчас рассмотрим подробно:
Если потоки в Т4, в связи с достигается максимальный ток, ток коллектора, часть из которых проходит через R13 на R14 и базы T6. Он впадает в ток коллектора T6. Это перемещает опорного напряжения на инвертирующий вход Opamp IC: A1 к земле и тем самым также выходное напряжение Vout + и + Ua (рис. 4). Ниже сопротивления цепи нагрузки между + Vout и GND (рис. 4), тем меньше значение Ua + или + Ua. Максимальный ток через постоянное ограничение тока. Но только на очень короткое время, потому что ток коллектора Т4 имеет другую задачу. Он контролирует DCFF D4, R9 и CT2 (КТ = Таймер конденсатор) и R10 подключен как компаратор Opamp IC: A4. R9 и CT2 способствовать их постоянной времени, как задержка, пока напряжение на инвертирующий вход превышает постоянного опорного напряжения U Z на инвертирующий вход и выход компаратора IC: A4 от логики HIGH (например, значение + Ue) в низкий логический уровень (как-UE ) переключатели. Такой низкий уровень, разделенных + Ua + Ua "и Ua-Ua" на реле Rel Из этого более в "перегрузки по току выключения" с Рисунок 4 Z2 стабилитрон служит цели воспроизводимых время выполнения CT2 на R12, так Z2 не зависит от зарядного напряжения + CT2 Ue.
Перегрузки по току выключения для отрицательных Vout выходного напряжения является более сложным. Ограничение тока с той же T5 T4 работает как Strombegrenzungmit, но с обратным напряжение и ток знак. Текущий потоков на T5-ток коллектора и его части контролируемой R1, R2 и CT1 базе Т3. Схема работает при T3 как инвертор напряжения, которое достигается, что начальная часть DCFF так же, как управляется с коллектором Т4. D3 и D4 для работы в качестве пассивного логики или. Потому что T3, а как простой этап разворота - контролируется схемой, перегрузки по току с мерами T5 - работает иначе, чем в случае Т4 из DCFF непосредственно управляет, с CT1 дополнительную задержку необходимо для того, производится в двух перегрузок по току ситуаций, в те же сроки задержки. Для изменения одинаково для Verzögerungeszeiten + Ua и Ua, CT1 и CT2 должна быть изменена пропорционально. Это, пожалуй, сложная процедура, чтобы быть негибкими. Однако, поскольку этот параметр, т. е. время между перегрузки по току или короткое замыкание и отключение - инерция - это одноразовое упражнение в общем, вы можете жить с этим. Если нет, если это часть схемы будет сокращенной, как твердое тело, которое, конечно, слева заинтересованного читателя.
Другая часть T5-ток коллектора служит той же цели, как в Т4. Она течет в Т7 основе и, следовательно, ток коллектора. Это привлекает отрицательное напряжение ссылкой на инвертирующий вход Opamp IC: A2 к земле и, следовательно, выходное напряжение Ua. Ниже сопротивления цепи нагрузки между-Vout и GND, тем меньше значение-Ua. Максимальный ток постоянным до выключения по току.
Что диод D5? Без D5 будет между базой и эмиттером T7 обратного напряжения действуют в, которое по R15 и R16 разделить напряжение + соответствует Ue. Это случай, когда T5 не ведет, что предел поэтому неактивные. Поскольку максимальное напряжение эмиттер-база составляет около 5 В постоянного тока, он должен не D5. Изменение но отношение R15 на R16 для какой-либо причине вы существенно меняться параметры всей цепи с намного выше входного напряжения ± Ue, является D5, которые почти ничего не стоит, уже существует, и устраняет необходимость найти в нижней части хлопотно проступков.
C2 и C6 и R5 и R22: C2 и C6 займет два напряжение цепей управления для L1 и L2 работать стабильно. L1 и L2 C6 С2 действовать как пассивный фильтр нижних частот для подавления второго порядка среды шума. На выходах + Ua и Ua (рис. 4) он с С16 и С17 или керамические многослойные конденсаторы, которые обеспечивают с L1 и L2, что также высокочастотные составляющие шума достаточно фильтруют. Поскольку С2 и С6 должен иметь, чтобы стабильная функция регулирования напряжения определенного размера должна R5 и R22 для короткого замыкания случае C2 и C6 Entladespitzenstrom предел для защиты в том числе T1 и T2. В зависимости от других Dimenensionierung максимальной нагрузки, это сопротивление естественно также выбрать больше или меньше. Поскольку С2 и С6 конденсаторы, и, таким образом, чтобы определенные паразитной индуктивности и, следовательно, вряд ли L1 и L2, как РФ блокирование фильтра (ФНЧ) являются, C4 и C9 не должно быть обмотки, но многослойных керамических конденсаторов.
IC-кормления: кормление всех операционных усилителей (также на рисунке 4) имеет место с + Ue и ЕС (к власти CMOS IC IC: B + Вин и GND) к индуктивности L1 и L2, защита от обратной полярности диод D1 или . D2 и предохранитель F1 или F2. Ck символизирует многослойных керамических конденсаторов с стоимостью около 100 нФ, желательно вблизи поставки терминалов микросхем. Поэтому, не только подписка на этих двух конденсаторов. В общей сложности пять. IC: B необходимо Ue + и GND только.
Теперь мы переходим на рисунке 4:
От перегрузок по току выключения
Перегрузки по току выключения продолжает второй части DCFF. Первая часть на рисунке 3 используется для лечения избыточного тока (активное ограничение тока) до логического низкого уровня на линии B. Такой низкий уровень напряжения около-ЕС. Логика CMOS IC, Triple 3-Входные ворота NAND CD4023 или MC14023, IC: B + с Vin и GND подается, так как максимально допустимая рабочее напряжение в 15 В постоянного тока (в худшем случае = 18 В постоянного тока) расположен. Если бы вы были кормить ворота вход прямо с-ЕС, это дало бы Latchup и КМОП-IC вызовет короткое замыкание от + Vin к земле. Для предотвращения этого перед входной контакт 4 из IB: B2 R31 и D6 вверх по течению. D6 является небольшой диод германия. Вперед напряжение 250 мВ гарантирует, что максимальное напряжение -500 мВ не достигнуто. Однако, можно также использовать кремниевый диод, когда между ним и воротами входных выключателя в дальнейшем резистор R31 около 10 К-ом резистор в серии. Ток затвора слишком gring когда дело доходит до Latchupeffekt. Вместо германиевого диода, вы также можете использовать диода Шоттки.
Если поставки строгого режима питания подключен к ± Ue, сбалансированного выходного напряжения ± Ua изначально выключен. Но простые Автосброс цепи обеспечивает, состоящий из R34 и C11 с постоянной времени г-жи триста тридцатая Так как порог переключения в КМОП около половины рабочего напряжения (+ Ue / 2), LOW-провести время на входе входе 5 микросхемы: B2 200 мс. Это, после подключения (± Ue) из питания высокой энергетической безопасности к источнику постоянного напряжения, RS триггер, состоящий из двух ворот IC: IC и B1: B2, в исходное состояние. Выход IC: B2 (вывод 6) находится на высоком. Так все входы IC: B1 до высокого, которые получает исходное состояние поддерживается. Высокий уровень на выходе ИС: B2 контролируется R35 и R36 T8. Это вытекает T8 Kollektortrom, оранжевый индикатор "OFF" огни и сигналы от государства. ВЫКЛ параллельной цепи AUTO RESET. R56 пределах выполнения C11 через контакты выключения.
Если ПО нажатии кнопки, RS триггера IC: состояние множества В, сигнал на линии B высока. Если этот уровень низкий, контроль действует на кнопку включения или на реле, которое выключен, ни на индикатор "OFF", фары. Это блокирование состояние длится до тех пор, как CT2 разряжается через R12 (рис. 3). И это в настоящее время размеры около половины второго. Если состояние перегрузки по току или короткое замыкание нажатии кнопки питания и реле DCFF ± Ua выключения после определенного времени задержки снова. Dauerhafdtes Нажмите кнопку Вкл, всей цепи могут колебаться с большой цикл. Долгое время для подготовки и вскоре время на государство. Но может быть включен как правило, с ПО кнопки, выход IC: B2 на LOW (GND), индикатор "OFF" отключает и реле выбирает Rel потому T9 получает ток базы и потоков Т9-ток коллектора. D7 служит нейтральным диод для подавления отключения реле, высокого напряжения самоиндукции, которая могла бы уничтожить T9.
Пассивный фильтр низких частот от R30 и C10, с постоянной времени 0,2 мс, замедляет переключение RS триггер так много, что крутые переходных от внешнего вмешательства, RS триггер может не хотите чтобы это произошло бесконтрольно. Неиспользованные входы третьи ворота IC: B3 находятся на высоком (+ UE). Вы, конечно, может быть с низким (GND). Смешанного соединение будет разрешено быть открыты не только CMOS входом.
