Микросхема 6406 схема подключения вентилятора

Обновлено: 03.05.2024

Обслуживая очередной объект с щитами управления бассейном. На достаточно не бедном объекте, с удивлением обнаружил, что используемый блок питания оперативных цепей построен не на закрытом модульном БП а открытом БП в корпусе. Отчего сборщику того щита пришлось его колхозить стяжками на перекрест к дин рейке. Это какой-то китайский NoName HSM-15-12, который благополучно сдох и обесточил цепи управления. Кстати, из цепей управления питал он только одно промежуточное реле 1Вт мощности, потому причина его гибели при такой низкой нагрузки для меня неясна.
Заменять на подобный нет желания, потому предложил поставить там, проверенный временем модульный MeanWell HDR-15-12 на 15Вт/12В, с таким БП проблем быть не должно.
При том, что этот блок питания дешёвый внешне он выполнен аккуратно, штамповка и сборка сделана на высоком технологическом уровне. На алюминиевых деталях, заусенцев нет, присутсвуют различные пазы, для фиксации платы, и перфорированной крышки. При сборки ничего не перекошено, и не играет в руках, внешне алюминий матовый, врннутри полированн.
В целом в руках держать приятно.

Не в последнюю очередь, по этой причине я, решил по-быстрому его отремонтировать, тем более список поломок таких БП банален:
— Электролиты, как первичных так и вторичных цепей питания.
— Силовой ключ первичной цепи + ШИМ, либо просто интегрированный ШИМ с обвязкой.
— В редких случаях первичка трансформатора.
— Оптрон ОС, и/или микросхема TL431.

Когда открыл этот БП, то выяснялось, что он построен, на автогенераторной схеме без микросхем ШИМ.
Электролиты первичной и вторичной цепи вздуты, предохранитель цел, входной диодный мост и ключ первичной цепи целы, при подключении ни каких признаков жизни не демонстрирует.

Вот как это выглядело после ремонтных работ о чем будет ниже:

Тут я допустил оплошность, будучи уверенным в том, что все позади, запаял трансформатор на место и включил БП на прямую. Слава Богу, ничего не произошло, но БП так и не подал признаков жизни.

Пришлось делать того чего, не хотелось в рамках данного проекта — срисовывать схему по образцу платы. Так как, входные цепи были уже проверены решил сэкономить время и вычерчивать только ту часть схемы где много всякой обвязки и не очевидно, как она устроена. Где-то потихоньку начал высокую сторону реставрировать…

Но походу работы решил сделать ход конем. Подключить к выходу БП, параллельно лабораторник, и начать подымать напряжение до номинала, чтобы проверить вторичную цепь. Только начал наращивать напряжение, как лабороторник уперся в ограничение тока 1А.
Проверяю диод вторичной цепи – пробит!
Заменяю безимяный китайский 3IDQ 100E, на аналогичный по корпусу SR560.

Снова поддаю и увеличиваю напряжения.
Все хорошо, загорелся светодиод, в защиту уже не уходим, но замечаю, что при 12В потребляемый ток аж 130мА! Для 15Вт БП, это слишком лихо для холостого хода. Нащупываю плату, в первую очередь баластные резисторы, но они холодны. Тем временем где-то выделяются 1.5Вт тепла. Вдруг неожиданно обжигаю палец об поверхность платы, под… трансформатором, там где, стоит перепаянный оптрон… и парочка резисторов. Но, не оптрон горяч, а резистор возле него. Отключил все.

Выпаял трансформатор для расследования причин.
Начинаю срисовывать всю вторичку, чтобы понять, что там за резисторы стоят ну и в целом как она устроена.

Проверяю микросхему TL431А – пробит по всем направлениям. Это конечно плохо, но еще не причина потерь мощности аж в целые 1.5Вт.
И тут барабанная дробь… номинал сопротивления в цепи оптрона R11 – 100Ом, это при 12вольтах номинала напряжения! И спрятан этот резистор вместе с оптроном прямо под силовой трансформатор!
Мое мнение, что это какое-то сознательное вредительство.
И действительно, если принять падение напряжение на открытом оптроне в 1.2В, и микросхеме TL431A в 2.5В, то мы имеем ток I=(Uin-DUopt-DU431)/R11=(12-1.2-2.5)/100= 0.083А = 83mA (при сгоревшем TL431 этот ток будет выше — 108mA). При максимально допустимом токе оптрона в 50mA, очевидно что проживет, он не долго. Сколько прожил этот БП на том объекте, не знаю. Судя по чистому корпусу его поставили не давно. Поэтому перепаял сгоревший TL431A и заменил R11 со 100 на 680Ом.

Снова запаял трансформатор на место,

включил блок питания в сеть и он заработал.

Нагрузил его лентой – полет нормальный. Все!

По просьбе трудящихся добавляю всю принципиальную схему:

В статье представлены схемы, разводка плат и фотографии недорогих миниатюрных устройств управления включением-выключением вентиляторов охлаждения радиаторов силовых элементов мощных усилителей и источников питания (ИП) в зависимости от температуры их нагрева. Применение современной элементной базы и простота схем устройств позволили на порядок снизить их стоимость по сравнению с подобными устройствами промышленного изготовления, а также существенно уменьшить производимый ими шум.

Введение

В процессе эксплуатации усилителя [1], работающего совместно с ИП [2], было выявлено, что при их работе в режиме максимальной мощности или близком к нему радиаторы охлаждения как самого усилителя, так и ИП нагреваются до неприемлемо высокой температуры (до 50 °C и выше), тогда как при малых и средних мощностях (а это львиная доля всех режимов работы) температура радиаторов находится на приемлемом уровне, то есть конвективный способ охлаждения радиаторов в таких режимах вполне себя оправдывает. Снизить температуру радиаторов, как известно, можно двумя способами: либо увеличив площадь поверхности радиаторов, либо применив принудительное охлаждение с помощью вентиляторов. Первый способ, на взгляд автора, излишне затратен, так как стоимость радиаторов напрямую зависит от их размера и для достаточно габаритных радиаторов может достигать единиц тысяч рублей. Охлаждение радиаторов вентиляторами (второй способ) связан с приобретением промышленных дорогостоящих устройств охлаждения на основе вентиляторов и датчиков температуры, стоимость которых еще выше: например, подобные устройства на основе двух вентиляторов и датчика температуры, найденные автором в Интернете, продаются по цене от 2 тысяч рублей и выше. Кроме того, шум, создаваемый подобными устройствами, неприемлемо высок (до 40 дБ и более). В то же время существуют вентиляторы, применяемые для охлаждения видеокарт. Это наиболее современные, малогабаритные и малошумные (до 20 дБ) вентиляторы, стоимость которых не превышает 100 руб. Но устанавливать подобные вентиляторы на радиаторы охлаждения и включать их на постоянную работу также неприемлемо, поскольку, как отмечалось выше, уже при средних уровнях мощности принудительно охлаждать радиаторы не требуется, и даже такой малый уровень шума (20 дБ), особенно при малых уровнях громкости (мощности), может создать дискомфортное восприятие музыкального сигнала.

У автора возникла идея: а нельзя ли сконструировать электронное устройство охлаждения на базе вентиляторов и датчика температуры, которое бы включало вентиляторы только при достаточно высоком нагреве радиаторов, а при слабом нагреве не включало их вообще. Анализ схем подобных устройств, найденных автором в Интернете, показал, что таких схем масса: начиная от самых простых, сконструированных на дискретных компонентах (например, на базе термистора и полевого транзистора), и кончая достаточно сложными с применением биполярных транзисторов и ОУ. Однако ни одна из подобных схем автора не устроила, поскольку, на его взгляд, все они либо достаточно сложны, либо сконструированы с применением устаревшей элементной базы, из-за чего имеют достаточно крупные габариты.

В связи с вышеизложенным, автором была разработана собственная схема такого устройства, которое показало надежную работу, имело достаточно миниатюрные габариты, а стоимость входящих в него электронных компонентов не превысила 100 руб.

Описание подобного устройства и является предметом настоящей статьи.

Таким образом, дальнейшее изложение будет построено следующим образом. Вначале будут приведены принципиальные схемы устройств (их два), затем – разводка их плат и фотографии. Далее будет рассмотрен способ их настройки (градуировка) и, наконец, приведены результаты их работы.

Принципиальные схемы устройств

Если теперь объединить схемы Рисунок 1а и Рисунок 1б или, другими словами, ввести положительную обратную связь R_ОС в схему 1а, то получим схему уже с гистерезисом (Рисунок 1в), которая и является основой для принципиальной схемы устройства. Из уравнения (1) следует, что для схемы Рисунок 1в при фиксированных значениях R1 и R3 и при их равенстве R1=R3=R_Г размах напряжения гистерезиса U_ГИСТ будет определяться (при заданном U) отношением R_Г/2R_ОС: чем оно меньше, тем уже гистерезис.

Рисунок 1.

Использование моста Уитстона (а) и триггера Шмитта (б) в структурной схеме
измерения температуры (в).

Здесь необходимо отметить, что все предыдущие рассуждения касались только электрических параметров схем (в основном, напряжений), а как обстоит дело, когда имеется реальная температура, и как при этом условии будет работать схема? Для этого необходимо произвести градуировку схемы (см. далее), или, другими словами, подобрать номинал резистора R2 (Рисунок 1в) таким образом, чтобы при превышении температурой верхнего порога вентиляторы включались, а при температуре ниже определенного порога – выключались.

Теперь, после таких подробных объяснений, на взгляд автора, несложно понять и принципиальную схему устройства (Рисунок 2). Как видно из этой схемы, в качестве ОУ использована микросхема одноканального ОУ OPA170 (DA2). Этот относительно современный Rail-To-Rail ОУ выпускается (в том числе) в миниатюрном корпусе SOT23-5 размером 3×3 мм и имеет максимальное напряжение питания 36 В. Вместо ОУ OPA170 можно использовать ОУ NCS20071, являющийся почти полным аналогом OPA170, но несколько дешевле его. Можно также использовать еще более дешевый ОУ ТS321 (стоимостью около 20 руб. с максимальным напряжением питания 30 В) или LM321 (30 руб., 30 В), но у него другое расположение выводов, так что потребуется иная разводка схемы (приведена в дополнительных материалах к статье).

Рисунок 2.

Принципиальная схема включения вентилятора с помощью ОУ и полевого транзистора.

Схема включения ОУ (Рисунок 2), как можно заметить, в точности повторяет схему Рисунок 1в. Выход ОУ через токоограничивающий резистор R5 подключен к затвору транзистора VT1, выпускаемого в полностью изолированном корпусе TO-220F (50N06L-TF3-T). Исток транзистора заземлен, а нагрузка – вентиляторы и мигающий светодиод со своим токоограничивающим резистором R6 – подключена между стоком транзистора и питанием (+12 В). Вентиляторы подключены через двухштырьковый цанговый разъем PSLM-2 с расстоянием между штырьками 2.54 мм (XFan). Через такие же разъемы подключены: светодиод (Xled), термистор (XNts) и входное напряжение питания +14 В (X+14). Сама же схема питается от стабилизированного напряжения +12 В, получаемого с помощью стабилизатора LM2940CT-12 (DA1) в корпусе TO-220 с низким падением напряжения (Low Drop Out – LDO), составляющим не более 0.5 В (типовое значение) и максимальным током 1 А. Использование стандартного стабилизатора (например, 7812 или 78M12) исключено, поскольку его падение напряжения составляет не менее 2 В (без нагрузки), поэтому при входном напряжении +14 В и дополнительной нагрузке в 300 – 400 мА (такой ток потребляют вентиляторы) этот стабилизатор не обеспечит стабилизированное напряжение +12 В.

Ко всем четырем разъемам подключаются двухпроводные кабели, которые одним концом, соответственно, соединены: с напряжением питания +14 В (Рисунок 3а), термистором (Рисунок 3б), светодиодом (Рисунок 3в) и вентиляторами (Рисунок 3г), а на вторых их концах расположены цанговые двухконтактные гнезда SIP2, являющиеся ответными к цанговым штырям PSLM-2, расположенным на плате устройства (Рисунок 2).

Рисунок 3.

Кабели подключения питания (а), термистора (б), светодиода (в) и вентиляторов (г).

Рисунок 4.

Контакты вентилятора.

Светодиод целесообразно установить на лицевой поверхности корпуса усилителя или ИП в зависимости от того, где он используется, термистор прикрепляется к задней поверхности радиатора охлаждения (об этом подробно написано далее), вентиляторы укрепляются на радиаторах охлаждения (см. далее), а кабель питания +14 В припаивается к проводам с напряжением питания усилителя или ИП.

Мероприятия:

Интегральные схемы драйверов электродвигателей

Практически в каждом офисном и пользовательском электронном устройстве применяются электродвигатели для воздействия на механику этого устройства. Таких устройств бесчисленное множество: принтеры; факсы; ксероксы; сканеры; драйверы жестких, гибких, лазерных дисков; фото/видеокамеры; видеомагнитофоны и пр. Управление электродвигателями существенно упрощают специальные ИС - драйверы. Среди драйверов компании Rohm можно выделить две группы: общего назначения и специализированные, при разработке которых учитывались специфические требования к применению в конкретном устройстве (см. рис.1).

Рисунок 1. Классификация драйверов электродвигателей компании Rohm

1. Драйверы электродвигателей постоянного тока

Компания Rohm выпускает драйверы электродвигателей постоянного тока трех видов: для управления одним электродвигателем и двумя электродвигателями постоянного тока без стабилизации скорости, а также для управления одним электродвигателем постоянного тока с функцией стабилизацией тока (см. табл. 1.1).

Таблица 1.1. Разновидности драйверов электродвигателей постоянного тока

В таблице 1.2 приведена предварительная информация по драйверам одного реверсируемого электродвигателя. Данные драйверы управляют одним Н-мостом на биполярных транзисторах. При выборе драйвера прежде всего руководствуются напряжением питания и мощностью электродвигателя, что связано с напряжением питания выходного блока, максимальным выходным током и рассеиваемой мощностью. Кроме этого, нужно установить необходимость таких функций, как термозащита (отключение при перегреве), энергосбережение (выключение части блоков драйвера, когда двигатель отключен), установка выходного напряжения и возможность совместной работы с регулятором скорости. Режимы работы электродвигателя задаются с помощью двух логических входов (см. табл. 1.3.). Разница между режимами торможения и отключения заключается в быстродействии. В режиме торможения выводы электродвигателя соединяются с общим проводом питания, а в режиме отключения - они вообще отключаются от источника питания. Следовательно, режим торможения используется для быстрого останова, а отключения для произвольного останова электродвигателя. В таблице 1.4 приведены структурные схемы и схемы включения драйверов, которые позволяют установить дополнительные отличия между драйверами, например, простота схемы включения.

Таблица 1.2. Драйверы одного реверсируемого электродвигателя постоянного тока

Таблица 1.3. Режимы работы электродвигателя

* Z означает разомкнутое состояние ключевого транзистора

Таблица 1.4. Типовые схемы включения драйверов одного реверсируемого двигателя постоянного тока

CD4060 — это КМОП-микросхема с двоичным счетчиком и генератором в одном корпусе. Ее можно использовать для формирования дискретных задержек по времени или для создания сигналов разных частот. И все это благодаря тому, что CD4060 имеет встроенный модуль генератора, для работы которого требуется всего несколько внешних пассивных электронных компонентов.

Параметры CD4060

Напряжение питания: 3В … 15В.
Максимальная рабочая частота: 3,5 МГц (5В), 8 МГц (10В), 12 МГц (15В).
Максимальные выходные токи логических уровней: 1мА (5В), 2,5 мА (10В), 6,8 мА (15В).

Распиновка CD4060

Что такое 14-ступенчатый двоичный счетчик с осциллятором?

Вместо четырех триггеров, как в приведенном выше примере, CD4060 имеет 14 последовательно соединенных триггеров. Это означает, что он может считать до 16383 (максимальное значение 14 бит).

Данная микросхема также имеет встроенный генератор, который позволяет создавать тактовый импульс для автоматического увеличения счетчика. Это делает CD4060 схемой таймера, которую можно использовать для выбора между различными временными задержками (или частотами) в зависимости от того, какой Q-выход мы будем использовать.

Например, если мы выберем такие значения резистора и конденсатора, при которых генератор будет генерировать тактовый импульс с частотой 1 Гц, то это позволит увеличивать счетчик каждую секунду.

Как использовать CD4060

Прежде всего, нам необходимо подключить вывод VDD к положительной клемме питания, а вывод GND — к отрицательной клемме питания. Мы можем использовать источник питания с напряжением от 3 до 15 В. Хотя некоторые версии микросхемы 4060 поддерживают напряжение до 20В. Все это можно уточнить в datasheet на CD4060

Чтобы активировать генератор, подключите резистор R_t к выводу R_EXT, конденсатор C_t к выводу C_EXT и резистор R2 к выводу CLK и соедините все оставшиеся свободные выводы R_t, C_t и R2 вместе:

Читайте также: