Макет бустера DCC: мост на IR2110 и полевых транзисторах — цифровые железнодорожные модели своими руками

DCC - Digital Command Control, а по-русски - "цифровое управление железнодорожными модельками". Система проста до гениальности. В двух словах: командная станция формирует сигнал переменного тока прямоугольной формы и частотой в районе 8 КГц. Передача комманд (кодирование) осуществляется с помощью изменения длительности импульсов. Код выбран такой, что декодер верно прочитает его в какой бы полярности сигнал не был подан. Тот же самый сигнал, но выпрямленный, используется для питания собственно декодера, а так же всевозможных исполнительных устройств: моторов, лампочек и т.д. и т.п. Для чего так сложно? Чтобы можно было управлять практически любым количеством локомотивов на одном пути. Кто играл в "железку" - тот поймёт 😉

Друг озадачился собрать бустер для DCC своими руками. Опыта у него ещё немного было на тот момент, но упорства - хоть отбавляй. Были рассмотрены несколько наиболее доступных вариантов реализации мощного моста, формирующего DCC сигнал, который подаётся на рельсы и акссесуары.

• Интегрированные мосты очень удобны, особенно для новичков, потому что обычно они просто работают. L298 распространён и относительно доступен, но нам не нужно было два бустера в одном, не хотелось параллелить, ибо это всегда связано с дополнительными потерями, и не очень хотелось использовать биполярные мощные ключи, чтобы опять же не греть попусту воздух.
• L6203 выглядит более привлекательно: один полный мост, в аккурат то, что нам надо. MOSFET'ы в качестве ключей, все четыре внутри, ток нагрузки до 4А. Но, L6203 подороже и добыть его в Питере чуточку сложнее - ждать, пока привезут, надо было довольно долго. А хотелось-то сразу. Вобщем на тот момент - проехали.
• Дискретные полевики и дискретные драйверы затворов: именно такой вариант собрал я себе поиграться несколько лет тому назад. Всё дёшево и сердито, да вот только сложновато для новичка. Если уж быть откровенным - то и мне самому паять такое ещё раз будет лень.
• Остановились на дискретных мощных полевиках и интегральном драйвере затворов IR2110.

Естественно, самые разумные решения находятся в русском интернете. Ветка форума, где человек публикует схему самодельного бустера DCC. Лично я нарисовал бы примерно тоже самое. Так что чего возиться, если Жорик_У всё вполне грамотно накидал. Изучаем матчасть здесь: документашка (datasheet) на IR2110 и советы по применению оной для особо любознательных (по-аглицки), всё от производителя - International Rectifier. Полевые транзисторы можно использовать практически любые мощные n-канальные МДП, ведь напряжения у нас небольшие: для 16мм колеи (H0) не больше 16 вольт питающего.

Мой собственный DCC проект в виде работающего, но ещё совсем не игрового макета на тот момент был убран далеко. Для проверки бустера не нужен полноценный DCC сигнал, достаточно прямоугольника частотой в несколько килогерц. В качестве источника тестового сигнала я использовал генератор на к561ла7. Для удобства перерисовал часть схемы, которую собственно и макетировал:

• C1-4 = 1 мкФ
• R1, R2 = 22 Ом
• R3, R4 = 10 кОм
• VD1-3 = IR 10BQ060 (Шоттки 1A 60В)
• VT1, VT2 = IRLR7821

К сожалению, у друга моего в его макете начались какие-то чудеса: напряжение умножалось там, где это было совершенно неожиданно: амплитуда управляющего сигнала на затворе верхнего полевика приближалась к удвоенному напряжению источника. Умирали IR2110 и даже был убит один полевик. Поскольку территориально мы разнесены на пару тысяч километров, а удалённая отладка с мувиками снятыми на айфон, скайпом и прочими ухищрениями ничего не дала - решил я быстренько смакетировать одно плечо моста бустера. Собрал макет:

Никаких чудес, кроме жуткого "звона" повсюду - не наблюдалось. На осциллограмме внизу CH1 - затвор нижнего ключа; CH2 - выход DCC, без нагрузки; всё запитано от 9.3 вольт.

Интриги не получилось, проблему друга так и не решили. Будем созваниваться и прозванивать с ним мультиметром всё подряд: он на своём макете, а я - на своём. Должен же быть где-то у него какой-нибудь залипон. Будут новости - сообщу здесь незамедлительно. Есть идеи, как помочь человеку? Напишите, пожалуйста!
В любом случае надеюсь, что писал/рисовал/фотографировал всё незря и вы поделитесь этой статьёй со своими друзьями вКонтакте, ФэйсБуке, в МойМир или Одноклассниках или Твиттере - все иконки хороши, выбирай на вкус!