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■今后,我们有无可能做一个USB驱动的磁悬浮(一)

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发表于 2009-5-26 20:49:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
USB驱动的磁悬浮(一)-----USB电源过流保护问题的探索

我一直在想,作一个USB驱动的磁悬浮,一定很好玩。但因为只有主板上的USB电路有保护,所以设想在实验电路中加个过流保护。
要求:
1.电流200-300ma
2.反应方式 即刻
3.恢复方式 两种。1.按纽 2.插拔USB
4.要求 电路简洁,价格便宜。
5.压降小于0.4V,最佳是有4.4-4.5V稳压输出。

以我现在的身心状态,我还有能力做这件事吗?
自从64年用半个月的伙食费买了第一个NPN晶体管到现在,一晃已过去了45年了。
我愿意用这篇东西,来和年轻朋友分享学习晶体管的过程中的愉悦。
发表于 2009-5-26 21:23:17 | 显示全部楼层
最好不要用USB当驱动电源,虽然有保护,但不是完全能用来带功率的。
发表于 2009-5-26 21:32:48 | 显示全部楼层
支持~~
 楼主| 发表于 2009-5-26 22:25:03 | 显示全部楼层
其实,我也知道,1.事情较多,但我的时间不多了,从心里讲,我期望有那位内行能指点一下,皆大欢喜。
我还有一层意思,让大家学习有关电路。年轻朋友们,也能从中得到教益。
所以发了 “高手来解:USB保护电路”一贴。
我特别喜欢的是像该贴【54楼】 cowboy的帖子,共一页,图,分析,总结。尽管并不全合我意思。但我心中自有好评。

两位网友的的热情参与,使我十分无奈。我发火了。我想,高手们怎么有可能进得来。
该贴至今已洋洋69楼了,有图,有计算,有分量的几何?我在该贴里无希望了,那就换到这里吧。

我像一个孩子那样幻想,下一种,又下一种的磁悬浮该是怎样的。
其中应该有一种特别省电的,比如,5V,50MA,100MA... 插在USB口上。

我知道,那是很难的。但我会和富有想象力的年轻人一起去想象,去努力,去遭遇失败,去...

只要有几个年轻人有收获,我满足了。

此事分两头,磁悬浮那头,慢慢想,先考虑电源这块吧。

事情多,可能要断断续续了。
 楼主| 发表于 2009-5-26 23:32:14 | 显示全部楼层
先把“高手来解:USB保护电路”中的两张图重贴

上图表示   必须有 比较电路 基准电流设定 电流采样电阻 电流开关 状态保持模块(其中,状态保持模块未画出)

电压降均发生在电流采样电阻和电流开关上,我们希望压降仅可能小。


(原文件名:未完成的原理图,抛砖引玉。.JPG)

将TR1的C,和TR2的B连接起来,并连接一个电阻到地。
此时,好象已经可以工作了。(尽管没有状态保持模块)

(原文件名:图1 什么意思?什么功能?有什么错误?.JPG)
 楼主| 发表于 2009-5-28 08:29:37 | 显示全部楼层
声明在先:使用一个三极管来当做比较器,用在正规设计中,不是十分妥当的。
但为了不用运放,为了成本低,也是为了学习电路原理,做下述计算:

1. LED两端的电压约=1.9V (不同颜色,材料和工作电流的LED的压降不同)
2. 不同三极管的跨导曲线不一样,我们先假设在25度温度时,其开始导通(暂设为Ic=1ma)时的Vbe约等于0.6V。
3. Ir3 = (1.9-0.6)/ R3
   Ir2 = (0.6 - Vr1)/ R2
当忽略TR1基极电流Ib1时,Ir2 = Ir3 ,所以可得
     (1.9-0.6)/ R3 = (0.6 - Vr1)/ R2                                   (1)
也即  R2/ R3 = (0.6 - Vr1)/ (1.9 - 0.6)= 0.461 - 0.769 * Vr1           (2)

当我们设定保护电流 Iset = 0.5A 时,采样电阻上的电压 Vr1 = Iset * R1 = 0.5 * 0.47 = 0.235V

当我们取R2 = 1K时,R2 = 0.461 - 0.769 * 0.235 = 0.461 -0.181 = 0.28 K = 280 欧姆 (电阻另要选系列值)


(原文件名:8050的输出和跨导特性.JPG)


如没错的话,这样,采样电阻上的电压降为0.235V,要减小的话,可进一步减小采样电阻值,但是有限度的。

未细推敲,请那位帮我核对一下。 (待续)
 楼主| 发表于 2009-5-28 10:41:47 | 显示全部楼层
为帮助初学者理解,把图扭一下,容易理解。

(原文件名:图扭一下,容易理解.JPG)
Ir3在R2上先产生 R2 *(1.9-0.6)/ R3  = 0.28 * 1.3 / 1 = 0.364V 空载时,电流采样电阻R1上的压降=0,TR1当然不会导通。

负载电流加大,在电流采样电阻R1上的压降也加大,加在这个0.364V上,就使得TR1容易导通了。

换一句话,电流采样电阻R1上的压降我们不希望它大,但这样没法开启TR1,于是我们请Ir3*R2来帮忙。
 楼主| 发表于 2009-5-28 18:33:27 | 显示全部楼层
不存在“允许”问题,欢迎“专贴”公布。
发表于 2009-5-28 19:00:41 | 显示全部楼层
已经贴了来了,见笑了
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3368779&bbs_id=3044
 楼主| 发表于 2009-5-28 21:08:01 | 显示全部楼层
真不愧555高手。电源专家。
 楼主| 发表于 2009-5-28 22:49:30 | 显示全部楼层
好,好,好。
我们一起把上面无聊的贴子删了,如何?
发表于 2009-6-11 14:56:19 | 显示全部楼层
老头,从您身上,我似乎感觉到了许多,也收获了许多,而这些并不是电子上面的知识,那是一种心灵上的感触,一种面对生命的热情,一丝怅惘,一点惆怅,一些无以言表的情绪,是否是夕阳无限好,只是近黄昏?老头,衷心祝愿你长命百岁。
 楼主| 发表于 2009-6-11 15:18:27 | 显示全部楼层
谢谢!不过言过其实了。
有时间的话,请发一些技术贴,支持大家一下。
发表于 2009-6-15 19:27:09 | 显示全部楼层
说实话

我就是一个会点51汇编,一瓶子不满,半瓶子咣当,自我感觉良好的无知青年

看了这大爷,我真是,太惭愧了

不过按大爷您的话计算

64年前,是1945年

我不懂,我瞎猜阿

那个时候应该还没有解放,但是您在上海,或许买元器件比较好买

可是那个时候据我所知是电子管的时代

您了怎么能买到70年才普及的晶体管呢

真的希望有机会作您的徒弟~~~~~
发表于 2009-6-15 19:41:56 | 显示全部楼层
楼上是“64年”,不是六十四年前。。。。。
发表于 2009-6-15 19:45:28 | 显示全部楼层
64年集成电路都有了
 楼主| 发表于 2009-6-15 20:15:02 | 显示全部楼层
1964年,无“前”。
发表于 2009-9-6 20:48:51 | 显示全部楼层
老先生您好,看这了这个贴,真是~~~~只能敬仰了
发表于 2009-9-6 20:50:54 | 显示全部楼层
我是一个刚刚毕业的学生,不过拿烙铁都已经拿了十多年了,呵呵。我想当代的工程师很少模电方面能够有这么深入的研究的了。老先生做的功放一定是一流的。
发表于 2009-9-29 19:35:32 | 显示全部楼层
mark一下,作为参考,不必打嘴官司,互相拍马了,焊个电路看看
发表于 2009-9-30 09:03:04 | 显示全部楼层
老头好久不来了,可惜我刚找到这个论坛,没能和老头聊聊。USB 供电完全是可能的,因为磁悬浮本身不做功,如果把功放改为开关式的,效率就会高很多了。记得以前测试磁悬浮轴承10路线圈驱动(开关式功放),每路2.5A, 200V。效率能达到90%以上。功耗主要是开关损耗,以及线圈中的铜损和铁损。就象是变压器不带负载的励磁电流以及带来的损耗一样。阿莫提供的样品图纸上的线圈驱动应该是乙类功放。效率还可以,但是如果改为开关式,效率应该可以更高。

再说了,现在的计算机都有4个USB口。一个500mA不够可以并联2个或多个。
发表于 2015-10-29 22:52:59 | 显示全部楼层
radioham 发表于 2009-9-30 09:03
老头好久不来了,可惜我刚找到这个论坛,没能和老头聊聊。USB 供电完全是可能的,因为磁悬浮本身不做功,如 ...

我也快退休了~~~~~~~~~~~呵呵
不过据我所知
电脑上的USB口好像不能直接并联使用
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