用于动态照明安装的功率放大器。方案、说明

用于动态照明安装的功率放大器。无线电电子电气工程百科全书

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现代光动力装置 (SDU) 的功率放大器是在三极管或晶体管上执行的。两种解决方案都有其优点和缺点，但是，当屏幕设备中的灯的总功率高达 100W 时，应优先考虑晶体管放大器，因为它们更容易设置，不需要稀缺零件，并且成本低。操作安全，因为它们在相对较低的电压下工作。

由于SDU功率放大器的输出晶体管通常以线性模式工作，因此在其集电极上释放与灯的最大功率相当的大量功率。这就需要使用配备散热器的强大晶体管，这使设计变得复杂。

下面描述的晶体管脉宽功率放大器没有传统放大器的许多缺点。它与其他传统 SDU 单元非常一致：其输入可以直接连接到探测器输出。这种放大器的工作原理是在控制信号的作用下，通过改变电源脉冲的占空比来控制负载中释放的功率。

放大器（见图1）是一种由相同结构的晶体管制成的非对称多谐振荡器。 SDU检测器输出的负极性控制信号通过电阻R2馈送到晶体管M5的基极，电阻RXNUMX的阻值决定了放大器的等效输入电阻。

用于动态照明安装的功率放大器。脉冲宽度功率放大器

在没有输入信号的情况下，晶体管V2、V0,3闭合，没有发电，负载中的功率为零。当输入电压大于2V时，多谐振荡器开始产生脉冲，脉冲的持续时间取决于C2R1电路的参数。脉冲之间的停顿时间（取决于C5R1电路的参数和截止模式下晶体管VXNUMX的集电极电压）随着输入电压的增加而减少，因此负载中的电流平均值相应增加。输出功率随输入电压变化的规律接近对数，这使得无需额外的压缩装置即可实现。

为了控制多谐振荡器的灵敏度，使用了可变电阻器 R2，它允许您在截止模式下改变晶体管 V1 集电极的电压。在电阻器 R2 滑块的中间位置，放大器的灵敏度为 4 ... 5 V（负载最大功率时）。 1,5...2 V 的最大灵敏度对应于滑块的下部位置。

负载平均功率下多谐振荡器的产生频率（脉冲占空比2）约为1kHz；最大功率对应的最大频率约为2kHz。

用于动态照明安装的功率放大器。脉冲宽度功率放大器，第二个选项

在放大器的另一个版本中（图 2），为了将灵敏度提高到 1 ... 1.5 V，包含一个硅二极管 V1，它包含在放大器集电极上的参数电压调节器 0,8 ... 1 V 中。闭合晶体管V2。由于晶体管 V2 的集电极电压较低（这是获得高灵敏度所必需的），因此与放大器的第一个版本相比，这种电路解决方案提供了更高的生成稳定性和脉冲边缘陡度。

在此选项中，可以控制灯的初始辉光水平。这种向灯供电的模式减少了由于灯的冷灯丝的低电阻而导致的突然电流浪涌（此外，在某些情况下可以放弃单独的暂停照明通道）。

在背光模式下，晶体管V4被加热。由于放大器实现了脉宽功率控制原理，其中涉及输出晶体管在关键模式下的操作，因此在理想情况下，其上根本不消耗功率。但在实际情况下，由于电子元件的非理想特性，V4晶体管上会释放一些功率，并且在负载中某个平均功率值时晶体管发热最强烈。造成这种现象的主要原因是功率晶体管在不饱和模式下工作以及脉冲前沿的陡度较低。

通过选择具有尽可能高的电流传输系数的晶体管VЗ、V4，将电容器C4与集电极VЗ断开并将其连接到晶体管V2的集电极（在这种情况下，最好在灯电源电路上并联一个容量为4μF的氧化物电容器……500μF，设计电压至少为1000V），将电阻器R16、R2、R4的电阻减少5μF。 .. 3倍，将电容器C4、C1的电容增加相同的量。还希望排除电阻器R2并使用最大阻值为15Ω的PPB-100调节电阻器。

在 V4 晶体管外壳温度升高时，建议在其基极与发射极之间（即与基极-发射极结并联）连接一个电阻为 0,3 ... 1,0 kOhm 的恒定电阻器。力量

图中所示晶体管的最大负载电流为1,2A。同时，放大器的效率高达90%，使得在灯功率高达15W时完全放弃散热器成为可能。如果需要更多功率，则应使用具有任何字母索引且不带散热器的 P403-P213 系列晶体管来代替 GT217B。 MP42B 晶体管可以替换为任何 h21E 系数至少为 50 的低功率锗晶体管。

用于动态照明安装的功率放大器。电源图

多谐振荡器和灯的供电电路是分开的，这样可以直接从整流器给灯供电，而给多谐振荡器供电时，可以使用额定电流高达50mA的小功率稳压器，灯和稳压器都可以工作。可由电源变压器的一个次级绕组供电。电源电路如图所示。 3、变压器T1采用截面为19x38的磁路，网络绕组包含1400匝PEL 0,27导线，次级绕组包含100匝PEL 1,0导线。同时，三通道SDU的每个通道最多可以使用13,5个并联的MH0,16-XNUMX灯。

A.别洛乌索夫

V. V. Chernyavsky 提出了放大器的另一个版本（见下图）。该放大器的灵敏度为 0,1 ... 0,2 V，允许您将其连接到录音机或播放器的线性输出。 H1灯的工作电压为12V，功率为30瓦。

用于动态照明安装的功率放大器。放大器选项

出版：cxem.net

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与控制微控制器的接口是通过 SPI 和 GPIO 线实现的。设计人员可以通过焊接专门为此目的提供的电路板上的电阻器来更改一些 GPIO 线。该板还具有 M95640-R 64 Kbit 串行 SPI 总线 EEPROM 存储芯片，例如，可用于存储与使用 SPIRIT1 收发器相关的用户设置。

由于该板使用最流行且价格合理的 2,54 毫米间距连接器，X-NUCLEO-IDS01A4 可以轻松连接到您自己的设计板，甚至连接到无焊原型板，以快速创建工作设备原型。扩展板的低廉价格使其不仅可以用于原型，还可以用于小批量生产。

X-NUCLEO-IDS01A4 板由 STMCube 软件包支持，其中包括 STM32CubeMX 图形代码生成器。特殊的 X-CUBE-SUBG1 插件可让您快速轻松地为任何 STM32 微控制器创建工作无线收发器代码。该板已由制造商使用基于低功耗微控制器的 NUCLEO-L053R8 和 NUCLEO-F401RE 板进行测试。

X-NUCLEO-IDS01A4 特点：

基于 SPSGRF-868（ETSI 认证）模块构建；
兼容 Spirit1 库和 STM32Cube 固件；
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集成巴伦 BALF-SPI-01D3 和芯片天线；
内存 M95640-R 64 Kbit 串行 SPI 总线 EEPROM；
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