منبع تغذیه ولتاژ بالا به وسیله باطری

[deltang]

منبع تغذیه ولتاژ بالا به وسیله باطری
BATTERY OPERATED HIGH VOLTAGE SOURCE

این مدار هنگامی لازم است که قصد استفاده از دیود های نوری شکست بهمنی (APDs) که امروزه در ارتباطات نوری استفاده می شود را داشته باشیم. این دیود ها برای بایاس و شروع به کار نیاز به ولتاژ بالایی دارند. تقریباً 120 ولت DC برای راه اندازی این دیود ها احتیاج داریم. لیکن جریانی که این دیودها نیاز دارند پائین است و در نتیجه احتیاج به توان بالایی نداریم. بنابراین می توانیم از یک باطری 9 ولت که توسط این مدار به ولتاژ بالایی تبدیل می شود استفاده کنیم. این منبع تغذیه برای کاربردهای دیگری که احتیاج به جریان زیادی ندارند هم قابل استفاده است.
شماتیک این منبع ولتاژ بالای بدون ترانس در زیر و بعضی از خصوصیات منحصر به فرد این منبع در زیر آمده است :
1- این مدار با بحره گیری از باطری کتابی شارژی یا باطری نیکل کادمیوم شارژی قادر به تولید پالس های بزرگتر از 100 ولت است.
2- این مدار از ترانس استفاده نکرده است زیرا 1) محاسبات سنگینی برای طراحی سیستم با بهره بالا لازم است 2) جریان خروجی ضعیف خواهد بود 3) امپدانس خروجی بالا خواهد بود.
3- این مدار از طراحی سئوچینگ ساده ای بهره می برد.
4- جریان مصرفی پائین ، استفاده از باطری را اقتصادی می کند.
5- امپدانس خروجی پائینی دارد.
اصول کارکرد مدار به شرح زیر است :
موج مربعی تقویت شده بستگی به ولتاژ ورودی ضرب در تعداد بانک های دیود و خازن دارد. آی سی CD4047 به عنوان یک مولتی ویبراتور عمل کرده و فرکانسی نزدیک به 20 کیلو هرتز تولید می کند که ماسفت های N و P را که در حالت Push-Pull استفاده شده راه اندازی می کند. 16 طبقه ضرب کننده ولتاژ استفاد شده تا حدود 130 ولت را ایجاد کنند. تعداد این طبقات با توجه به ولتاژ مورد نیاز می تواند کم یا زیاد شود که از رابطه Vout=n x Vin بدست می آید. در اینجا n تعداد طبقات و Vin ولتاژ ورودی است.
جهت رگوله کردن وکنترل خروجی از یک مقایسه کننده استفاده شده که خروجی آن زمانی که ولتاژ از مقدار تعیین شده کمتر شود Low می شود. بنابراین بر حسب نیاز مولتی ویبراتور را خاموش یا روشن می کند. مقدار ولتاژ دلخواه توسط پتانسیو متر VR1 تنظیم می شود. به این ترتیب می توانیم ولتاژی بین 1.5 تا 130 ولت در خروجی داشته باشیم.
خازن ها از نوع پلی استر است. به جای آی سی مقایسه کننده می توان از مشابه CMOS آن استفاده کرد تا توان مصرفی کمتری داشته باشد.

لیست قطعات :
IC1 : CD4047
IC2 : LM311
T1 : VP0300
T2 : VN10
R1 : 33 KΩ
R2 : 100Ω
R3 : 10 KΩ
R4 : 680KΩ
R5 , R6 : 100KΩ
R7 : 10MΩ
VR1 : 1MΩ
C1 : 22uF,16V
C2 , C38 : 33PF
C3 – C36 : 470nF
C37 : 100nF
D1 – D34 : 1N4148