Vadné zapojení

 Tak jsem se zase dozvěděla že píšu lidem urážlivé komentáře a co všechno ještě dělám špatně když neakceptuji kdejakého namachrovaného týpka na internetu, no a světe div se, já se z toho nejen nezhroutila, ale dokonce ani nepoučila a co je nejhorší — míním v tom pokračovat. Mám tu celkem solidní sbírku urážek, dělá mi radost, neb člověk má přijímat urážky s povděkem, neb kolik lidí nasereš, tolikrát jsi člověkem. no a já vysírám ráda. Nicméně k věci.

Pokud už člověk potřebuje najít nějaké nesmyslné zapojení, věci s 555 jsou ideálním kandidátem. Nechápu čím si to tento IC zasloužil, ale prostě je to tak, je to takový předchůdce arduina, taky s tím šlo blikat LEDkou (jizlivost a arogance master level). Dobře, přiznávám, že dnes jsem úplně vysírat nechtěla, spíše jsem potřebovala nějaký jednoduchý DC-DC měnič z něčeho malého někam na alespoň 200V a nechtělo se mi přemýšlet, tak jsem se podívala do svého archivu a našla jsem věru poklad. Patrně jsem si toho nevšimla když jsem to schema ukládala, to bych hned někomu nechala zlou slinu v komentářích, no a pochopitelně bych to neukládala do archivu, nicméně chyby dělá každý, já si toho nevšimla a teď už nezjistím kdo to porodil. Inu, třeba se ozve a nějak pěkně mi vynadá. 

Tu část kolem 555 jsem příliš nezkoumala, ale pominu-li, že je to nakreslené jako sokl od elektronky, tedy odspoda, mi to zapojení na první pohled připadá jako příčetné. To se samozřejmě může na druhý pohled změnit, ale na to už nedošlo, protože moji pozornost uchvátil systém C2, D1, D2 (označený červeně). Celá levá strana je v podstatě boost converter, Q1 sepne, přes L1 začne nabíhat proud, jakmile dostoupí do určité výše, proudová zpětná vazba (Rq → Df → U1 → Q1) ten Q1 rozepne, cívka se snaží udržet směr rozpadajícího se proudu, takže se na ní indukuje napětí a v odtoku Q1 se objeví nějaký strašidelný pulz, po němž se děj opakuje nezablokuje-li jej napěťová zpětná vazba (R1,R2 → U1). Na tomto místě vzniká otázka čím se to časuje, protože po rozepnutí Q1 musí přejít nějaká doba než znovu sepne, což vypadá, že dělá kombinace Ci,Ri. Potud je to přinejmenším příčetné.

Pokud se podíváte na systém C2,D2,D1, potom vidíte celkem normální napěťový zdvojovač. Zapomeneme teď na celou část s 555 a budeme předpokládat, že na vstupu je nějaký harmonický signál, prostě něco čistě střídavého co nemá stejnosměrnou složku. Potom když je na vstupu záporná půlperioda (oranžové šipky) nabije se C2 přes D2 tak, že směrem ke vstupu bude záporná strana. No musí být, když to nabíjím ze záporné půlperiody. V kladné půlperiodě se D2 zavře, napětí na C2 se radostně přičte k vstupnímu napětí (dva zdroje v serii) no a přes D1 to odejde do zátěže, lépe řečeno jejího filtru. 

Potud by to fungovalo, jako násobič je to správně, jenomže naším problémem je, že nám na vstupu chodí signál mezi nulou (Q1 je otevřený, takže tam nic zápornějšího být nemůže) a nějakým kladným napětím vzniklým indukcí na L1 seriově řazené k napájecímu zdroji. Ten Q1 je buď otevřený, nebo zavřený (nebo po nějakou velice krátkou dobu letí mezi těmi dvěma stavy) takže na vstupu toho násobiče je buď něco kladného (když se Q1 zavře), nebo nula (když se Q1 otevře). 

Začněme tedy prvním případem, do C2 se vřítí pulz. Ten jej vidí v serii s C1, Cf a protože to má zhruba stejnou kapacitu (4n7 se vedle 100n dají zanedbat) nabije se Cf i C2 na přibližně stejné napětí. No a dostáváme se k druhému případu, Q1 sepne. Čímž C2 elegantně zkratuje přes Rq a D2, na kterých se současně zmaří energie v něm akumulovaná. Pochopitelně toto se přičte k proudu, který jde do tranzistoru přes L1 ale protože u cívky jde napětí před proudem, kdežto u kondenzátoru je to přesně obráceně, příjde proudový pulz z C2 v době, kdy toho proudu L1 ještě moc nepustí, čili to proudovou zpětnou vazbu neshodí, no a v době, kdy už je potřeba Q1 vypnout, protože proud přes L1 začíná prudce růst, už bude C2 prakticky vybitý, čili do proudové zpětné vazby to prakticky nesáhne. Ono to tam v podstatě nic nedělá, teda pominu-li to, že to maří polovinu přicházející energie (zhruba). 

Jak tahle radost vznikla. No někdo si přečetl, že na výstupu DC-DC měniče je usměrňovač, jinde si přečetl, že usměrňovač jde nahradit zdvojovačem, potřeboval vysoké napětí na výstupu a dostal nápad a neřešil detaily. Jenže čert je vždycky ukryt v detailu.