使用 MOSFET 產生 PWM 電源

MCU 產生 25kHz PWM

因為 MCU 使用 3.3V, 一些 N通道MOSFET Vgs 甚至要 4V(IRFZ44N)

故用 2N7000(N通道) 推動 IRF5305(P通道)

示波器使用顏色
2N7000 Vg 為黃色
2N7000 Vd 為藍色
IRF5305 Vg 為紫色
IRF5305 Vd(out)為綠色

 一開始的設計R1=10K，並沒有使用R2電阻和223電容，Vd = Vg

加上R2(10K)電阻，因為分壓，使得 IRF5305 Vg 在工作範圍內擺動

加上223電容，加快輸出電壓上升

最後改R1=1K, R2=1K
即可加快輸出電壓的下降
缺最後一張圖

用單節18650產生3.0V

18650 電壓範圍 3.6-4.2V
要產生3.3V, 只有找到 TPS63020, TPS63060, TPS63070

LM1117 要求 Vin - Vout = 1.2V
3.6V - 1.2V = 2.4V

使用 TL431

注意在 750 Ohm, 上有一個較高的電壓(12V)
這裡可不能接 18650
Vout = 2.5 * (1 + 4.7 / 22) = 3.0V
PN2222 的 Vb為 3.0V + 0.7V = 3.7V
Ib = (12 - 3.7) / 750 = 11mA (在TL431 的 Ika 1~100mA 範圍內)
PN2222 的最小 β 為 35
Iout(max) = 11 * 35 = 387mA

如何控制 DC-DC 輸出電壓

以下文章參考 Output voltage control of DC/DC converters

Vref 固定，且沒有電流
期望輸出電壓範圍 Vo1 ~ Vo2 (Vo1 < Vo2)
期望控制電壓範圍 Vc2 ~ Vc1(Vc1 < Vc2)
即是 Vc1 輸出 Vo1，Vc2 輸出 Vo2
以中間的節點來說 Ir1 + Ir2 + Ir3 = 0
Vref/R3 + (Vo1 - Vref)/R1 + (Vc1 - Vref)/R2 = 0
Vref/R3 + (Vo2 - Vref)/R1 + (Vc2 - Vref)/R2 = 0

因為 R3 固定，所以可以由聯立方程式解出 R1, R2

在上述範例中使用 LM2596(降壓)，我使用 TL431(升壓)

須注意上方的電阻值，至少要能提供 TL431 1mA，才能正常工作

原先是想用 LM317-ADJ(降壓)

Vout = 1.25(1 + R2/R1)

請注意此時的 Vref = Vout - Vadj = 1.25

Vref/R1 + [Vc1 - (Vo1 - Vref)]/R2 + (Vo1 - Vref)/R3 = 0

Vref/R1 + [Vc2 - (Vo2 - Vref)]/R2 + (Vo2 - Vref)/R3 = 0

以上沒有試過，請小心

沒猜錯 XL6003(升壓) 也可以

人力發電機 ＆ 電表

• 手搖充電器

材料使用吸管，磁鐵，漆包線，二極體

• 轉動充電器

材料使用無刷馬達，二極體，3D列印轉軸

• 充電＆LED燈

材料使用鎳氫電池， HT7733A電壓轉換

• 功率電表＆電壓電流分配器

• 手搖充電器 測試

測試結果：450mJ-分，平均5mA
推測 2700mA-1.2V 鎳氫電池，約430小時充飽

• 轉動充電器 測試

測試結果：50J-分，平均450mA
推測 2700mA-1.2V 鎳氫電池，約4小時充飽

PowerMeter

電壓表

SW	電壓	分壓電阻	放大倍數	放大阻值
0
1	200V	(100k)+900k+9M	*1
2	20V	(100k+900k)+9M	*1
3	2V	100k+900k+9M	*1
4	200mV	100k+900k+9M	*10	11k
5	20mV	100k+900k+9M	*100	1.02k

電流表

SW	電流	串聯電阻	放大倍數	放大阻值
0
1	10A	0.05ohm/5W	*5	24.9k
2	1A(0.5)	0.1ohm/0.5W	*20	5.23k
3	200mA	1ohm	*10	11k
4	20mA	10ohm	*10	11k
5	2mA	10ohm	*100	1.02k

LCD1602
工作電壓：4.5～5.5V

PIC16F877

0V

5V

10kVR

D1(p20)

D3(p22)

D2(p21)

D4(p27)

D5(p28)

D6(p29)

D7(p30)

5V+10ohm

0V

LCD1602

VSS(p1)

VDD(p2)

VL(p3)

RS(p4)

R/W(p5)

E(p6)

D0(p7)

D1(p8)

D2(p9)

D3(p10)

D4(p11)

D5(p12)

D6(p13)

D7(p14)

BLA(p15)

BLK(p16)

A2D

AN0	AN1	AN2	Vref	AN4
p2	p3	p4	p5	p7

A2D選擇判斷

AN0	B2(p35)	B1(p34)	B0(p33)
AN1	B5(p38)	B4(p37)	B3(p36)
AN2	C2(p17)	C1(p16)	C0(p15)
AN4	E2(p10)	E1(p9)	E0(p8)

其他

Tx(p25)	Rs232
Rx(p26)	Rs232
C3(p18)	LED
C4(p23)	累積
C5(p24)	清除

電源
5V: 6.6-(0.83*2)=4.93
TL431: (6.6-2.57)/1k=3.85mA

TL431
Vout = (R1+R2)*2.5/R2
1mA < (Vcc-Vout)/R3 < 500mA

	Rsup	R1	R2
5V	220	27.4k	27.4k
2.5V	1k	0ohm	0ohm

不論 PIC16F877 或 PIC16F877A 在使用 20MHz 時，

A/D 模組不能使用 Vref`，其轉換結果會失去2-3位的精確度，

b2, b1, b0 皆為零。

AD623

R-C濾波器-3dB時的截止頻率

1/(6.28*R*C) = f

R1=R2=330k C1=C2=0.022uF f=21.9
R1+R2=660k C3=1uF f=0.2

每個輸入與接地線之間加入高量的電阻，可以提供必要的偏壓電流回流路徑。

Ground Returns for Input Bias Currents
訊號接地電阻22M
未接22M

接上22M，或以示波器連接AD623的地和代測訊號

未接去耦電容

接上去耦電容

過多的去耦電容似乎沒有用

MAX232 會造成電源不穩定，使用磁珠隔離可以有效抑制，
但最後發現，MAX232相關電路的地和電源，分別連結後，
再與系統的地和電源連結，效果比磁珠好
電源不穩定 Pk-Pk 90-120mV，常有突波 160mV

 電路整理後 Pk-Pk 40-70mV，但偶而還是有突波 120mV

40147的真值表

以為買到四顆壞掉的 CD40147
原來真值表示負邏輯
0: High Level
1:Low Level

電容

低頻：電解電容
高頻：陶瓷電容
定時OSC：麥拉電容，鉭質電容
DC to DC OUT - LOW ESR 電解電容
頻率補償常用麥拉或陶磁電容
大電源經過 會使用電解電容
小電源經過 會使用 鉭質電容

常用電阻值

5%
0.1
0.2
0.22
0.5
1
1.2
1.3
1.5
1.8
2
2.2
2.4
2.7
3
3.3
3.6
3.9
4.3
4.7
5.1
5.6
6.2
6.8
7.5
8.2
9.1

1%
4.7
5.1
10
10.2
10.5
10.7
11
11.3
11.5
11.8
12
12.1
12.4
12.7
13
13.3
14
14.3
15
15.4
15.8
16
16.2
16.9
17.4
17.8
18
18.2
18.7
19.1
19.6
20
20.5
21
21.5
22
22.1
22.6
23.2
23.7
24
24.3
24.7
24.9
25.5
26.1
26.7
27
27.4
28
28.7
29.4
30
30.1
30.9
31.6
32.4
33
33.2
34
34.8
35.7
36
36.5
37.4
38.3
39
39.2
40.2
41.2
42.2
43
43.2
44.2
45.3
46.4
47
47.5
48.7
49.9
51
51.1
52.3
53.6
54.9
56
56.2
57.6
59
60.4
61.9
62
63.4
64.9
66.5
68
68.1
69.8
71.5
73.2
75
75.5
76.8
78.7
80.6
82
82.5
84.5
86.6
88.7
90.9
91
93.1
95.3
97.6