Меню

Автомобильные преобразователи напряжения схем нет

Что такое инвертор, он же преобразователь напряжения с 12 на 220 Вольт?

Простые схемы преобразователей, принципы работы, виды инверторов по
формам выходного напряжения.

Инвертор (в узком электротехническом понимании этого слова) – это устройство для преобразования постоянного тока в переменное с изменением величины действующего значения напряжения. В ещё более узком – преобразователь постоянного напряжения (12, 24 или 48 В) в переменное 220 В.
И наконец, в радикально узком понимании – штуковина, позволяющая запитать от автомобильного аккумулятора различные бытовые приборы, рассчитанные на сетевое питание, а короче – весьма полезный и удобный в хозяйстве прибамбас!

По форме выходного напряжения инверторы подразделяются на следующие виды:

  • Постоянное выпрямленное напряжение 220 В или переменное импульсное напряжение высокой частоты (десятки килогерц). Используются такие преобразователи крайне редко, т. к. непригодны для многих источников потребления, мало того, для некоторых могут представлять серьёзную опасность и угрозу полного кирдыка.
  • Меандр 50 Гц. Используются также редко, так как выходное напряжение содержит большое количество высокочастотных составляющих. Пригодны для питания телефонных зарядок, большинства импульсных источников питания, ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп. Малопригодны для приборов с силовыми трансформаторами на железе и электромоторами переменного тока.
  • Модифицированное синусоидальное напряжение 50Гц. От инверторов с модифицированной синусоидой работает практически всё, но менее эффективно, чем с чистой синусоидой. Некоторые приборы могут больше греться, сильнее гудеть и работать с пониженной мощностью. Нежелательны для работы с электродвигателями и компрессорами, а так же чувствительной радиоаппаратурой с 50-герцовыми трансформаторами.
  • Чистое синусоидальное напряжение. Пригодно без всяких ограничений для любых потребителей электроэнергии!
    Из сказанного выше вытекает, что предпочтительными и более универсальными являются инверторы с выходным напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Причём, для их реализации подходят готовые низкочастотные силовые трансформаторы необходимой номинальной мощности, включённые «задом на перёд». То есть — его вторичная низковольтная обмотка служит первичной, а высоковольтная первичная — вторичной. Именно такие схемы мы и рассмотрим в рамках данной статьи.

    Схема, изображённая на Рис.1, а также комментарии к ней заимствованы из книги М. А. Шустова «Практическая схемотехника», раздел — «Преобразователи напряжения».

    Рис.1 Схема простого преобразователя напряжения 220 В, 50 Гц

    «Максимальная выходная мощность преобразователя — 100 Вт, КПД — до 50%.
    Задающий генератор выполнен по схеме традиционного симметричного мультивибратора, выполненного на транзисторах ѴТ1 и ѴТ2 (КТ815). Выходные каскады преобразователя собраны на составных транзисторах ѴТ3 и ѴТ4 (КТ825). Эти транзисторы устанавливают без изолирующих прокладок на общий радиатор.
    Устройство потребляет от аккумулятора ток до 20 А. В качестве силового использован готовый сетевой трансформатор на 100 Вт (сечение центральной части железного сердечника — около 10 см2). У него должны быть две вторичные обмотки, рассчитанные на 8В/10А каждая. Для того, чтобы частота работы задающего генератора была равна 50 Гц, подбирают номиналы резисторов R1 и R2″.
    Так как мультивибратор генерирует меандр с заваленными фронтами, а мощные эмиттерные повторители повторяют эту форму, то и в нагрузке будет протекать переменный ток, напоминающий по форме синусоиду и дополнительных мер по сглаживанию не требуется.

    Значительно повысить КПД инвертора можно, если применить в качестве силовых каскадов не повторители напряжения, а транзисторы, работающие в ключевом режиме.
    Такая модификация преобразователя приведена на Рис.2.

    Рис.2 Схема простого преобразователя напряжения с повышенным КПД

    Принцип работы преобразователя такой же, как и у предыдущего устройства. Задающий генератор (Т1, Т2) формирует два пара-фазных напряжения с частотой 50 Гц. Напряжения с выходов задающего генератора подаются на два однотипных ключевых каскада (Т3, Т4), которые коммутируют напряжение на первичной обмотке трансформатора. Поскольку мультивибратор генерирует меандр с заваленными фронтами, ключевые транзисторы срабатывают с некоторой задержкой, обуславливая формирование на выходе инвертора подобие модифицированного синусоидального напряжения.
    С указанными на схеме элементами выходная мощность преобразователя составляет около 200 Вт. Дальнейшего повышения КПД и увеличения мощности инвертора можно добиться простой заменой биполярных ключевых элементов на мощные MOSFET транзисторы, как это показано на Рис.2.

    Многочисленные и довольно популярные схемы инверторов, построенные на специализированных микросхемах для импульсных источников питания (типа TL494, TL594 и др.) обладают следующими преимуществами: высоким КПД и не менее высокой стабильность частоты, мало зависящей от напряжения питания и внешних условий.
    Приведём для примера подобную схему импульсного преобразователя напряжения +12V в

    220V мощностью 100W, опубликованную в журнале «Радиоконструктор» — 07 — 17.

    Рис.3 Принципиальная схема импульсного преобразователя напряжения +12V в

    «Эквивалентная частота генерации составляет 50 Гц и задаётся величиной сопротивления резистора R5 и ёмкостью конденсатора С5. Резистором R4 регулируется скважность выходных импульсов. Им можно регулировать выходное напряжение.
    На выходах микросхемы (выводы 9 и 10) выделяются противофазные импульсы, немного задержанные относительно друг друга, чтобы не вызывать сквозного тока в схеме выходного каскада в моменты переключения. Импульсы поступают на мощные ключевые полевые транзисторы VT1 и VT2. Диоды VD2 и VD3 защищают эти транзисторы от выбросов отрицательной ЭДС на первичной обмотке импульсного трансформатора Т1.

    Трансформатор Т1 — готовый низкочастотный силовой трансформатор номинальной мощностью 100W с одной первичной обмоткой на 220V и вторичной обмоткой на 18V с отводом от середины. Можно попробовать и трансформатор с вторичной обмоткой на 12V с отводом от середины или на 24V с отводом от середины. Но во втором случае, боюсь, что выходное напряжение окажется несколько ниже 220V.
    Трансформатор включён «задом на перёд», то есть, его вторичная низковольтная обмотка теперь служит первичной, а высоковольтная первичная — вторичной.
    Подключив нагрузку и мультиметр, резистором R4 выставить напряжение на нагрузке 220V».

    Многие схемы, построенные на TL494, TL594 и т. д., при всех своих достоинствах, часто обладают одним, но существенным недостатком. Если не позаботиться о корректной установке «мёртвого времени» ИМС (в приведённой схеме — резистором R4), то напряжения на выходе преобразователей будет иметь форму, близкую к форме меандра со всеми вытекающими отсюда последствиями. Причём, никакие дополнительные дроссели, а также конденсаторы во вторичной обмотке трансформатора — к существенному результату не приведут!

    А вот уважаемый товарищ А.П. Семьян в своей книжке «500 схем для радиолюбителей» порадовал нас оригинальным схемотехническим решением с формированием модифицированного синуса посредством цифровой микросхемы 561ИЕ8 (Рис.4).

    Рис.4 Схема простого импульсного преобразователя напряжения на микросхеме 561ИЕ8

    На элементах DD1.1, DD1.2 собран задающий генератор с частотой 500 Гц. Делитель на DD2 формирует две импульсные последовательности частотой 50 Гц со сдвинутыми на 180° фазами для управления силовыми ключами VT1 и VT2 двухтактного преобразователя.
    Чтобы избежать сквозных токов переключения между выключением одного ключа и включением другого существует «мёртвая зона», равная 10% длительности периода. При подаче высокого уровня (логической «1») на вход «Блокировка» оба выходных ключа запираются.
    Выходная мощность преобразователя ограничена мощностью силового трансформатора Т1 и максимальным допустимым током выходных транзисторов.
    Коэффициент трансформации силового трансформатора Кт = 20.

    В качестве выходных транзисторов подойдут IRFZ034 (15А), IRFZ044 и RG723A (30A), IRFZ046 (50A), IRFP064 (100А). Для надёжности устройства рекомендуется иметь двойной запас по току и тройной — по напряжению. Силовые цепи должны быть по возможности короче и выполнены проводами соответствующего сечения.

    Создание преобразователей с чистым 50-герцовым синусом обычно сопряжено с использованием микроконтроллерных прибамбасов, что делает рассмотрение этого вопроса (для нас доблестных электронщиков) не таким уж и простым и в рамках данной статьи — нецелесообразным.

    Источник

    Как сделать простой инвертор 12-220 В мощностью 2500 Вт частотой 50 Гц

    Инвертор предназначен для получения 220-вольтового переменного напряжения из невысокого постоянного. Подключается к любому 12-вольтовому источнику, в т.ч. к автомобильному аккумулятору через гнездо прикуривателя. Мощность нагрузки может достигать 2500 Вт и лимитируется преимущественно мощностью выходного трансформатора и нагрузочной способностью гнезда прикуривателя.

    Электрическая схема инвертора

    В качестве ключевого компонента устройства использован интегральный управляемый мультивибратор СD4047BD с элементами подстройки частоты следования генерируемых импульсов, силовая часть собрана на спаренных полевых транзисторах. Для получения выходного напряжения 220 В использован повышающий трансформатор, входы первичных обмоток которого подключены непосредственно к выводам D (стокам) силовых транзисторных сборок.

    Силовые оконечные каскады А собраны на спаренных полевых транзисторах. Схема оконечного каскада показана далее.

    200-омные резисторы в цепи затвора обеспечивают выравнивание токов по отдельным транзисторам.

    Электронные компоненты, используемые в устройстве

    Особенности сборки и настройки схемы инвертора

    Компоненты слаботочной части схемы рекомендуется монтировать на печатной плате-«слепыше». Для установки микросхемы мультивибратора целесообразно применить 14 или 16 контактную монтажную колодку.

    Полевые транзисторы силовых модулей «А» устанавливаются в одни или два ряда на медном или алюминиевом радиаторе. В случае рядной установки его функции вполне может выполнять брусок длиной порядка 10 см и сечением 1,5 х 1,5 см, в котором сверлятся и нарезаются отверстия для крепления транзисторов «под винт».

    Часть схемы собирается навесным монтажом.

    Трансформатор взят от сломанного источника бесперебойного питания.

    Припаиваем плату к транзисторам.

    При настройке схемы переменным резистором частота генерации импульсов устанавливается на 50 Гц.

    Наблюдается некоторое отличие формы выходного напряжения от синусоидального, т.к. мультивибратор CD4047BD генерирует прямоугольные импульсы, фронты которых частично сглаживаются трансформатором. Повышенный коэффициент нелинейных искажений не имеет значения для основной массы нагрузок.

    Смотрите видео

    Источник

    Преобразователи напряжения

    Искусственная средняя точка в блоке питания

    При необходимости организации искусственной средней точки для устройств с потреблением до 250 мА можно воспользоваться предложенной схемой. Входное напряжение может быть в диапазоне 4…40В, которое делится пополам прецизионным делителем TLE2426, повторитель напряжения BUF634T повышает нагрузочную способность схемы.

    Читайте также:  Блок измерения напряжения бин д

    Схема преобразователя 12DC/220AC (50Гц) «ASTRA»

    Источник: Ю.Быковский Восстановление принципиальной схемы преобразователя напряжения «ASTRA» по печатной плате и его ремонт. — Радио, 2017, №11, с.21-25 (№12, с.18-20)

    Простой ИБП

    Предложенное автором устройство имитирует работу ИБП. Переключение питания с сети на резервный источник осуществляется за счет реле. При питании от сети реализована функция подзарядки АКБ. При питании нагрузки данным преобразователем необходимо учитывать, что частота тока на выходе преобразователя — 100 Гц.

    В оригинальном устройстве в качестве повышающего трансформатора Т2 применен самодельный, на стальном магнитопроводе Ш20х50. Обмотка I — 40 витков провода диаметром 1,2 мм с отводом от середины. Обмотка — II — 700 витков провода, диаметром 0,35 мм. (При подаче на обмотку II напряжения 220 В, на обмотке I должно быть напряжение примерно 6,5 В).

    Трансформатор Т1 мощностью примерно 25 ВА и напряжением на вторичной обмотке 15 В.

    Индикатор чрезмерной разрядки аккумулятора S-150А можно заменить светодиодами.

    Источник: А.Еимов Простой бесперебойный источник питания для системного блока компьютера. — Радио, №1, 2019, с.25-26

    Преобразователь для зарядки ноутбука от сети автомобиля (MC34063A)

    Преобразователь построен на микросхеме MC34063A по типовой схеме. Данное устройство позволяет отдавать напряжение 19В и ток 0,6А (). Транзистор VT1 можно использовать практически любой мощный. Из отечественных, например, серии КТ819. Практически опробован составной транзистор BDX53C. Транзистор необходимо установить на радиатор, желательно предусмотреть принудительный обдув. VD1 — практически любой диод шоттки с прямым током более 1А и обратным напряжением от 40В.

    Повышающий преобразователь DC(12V)->AC(220V,50Gz) 30 Вт

    О деталях: Вместо КТ805АМ можно использовать любые мощные аналогичной структуры, в любом случае их необходимо разместить на теплоотводах. Трансформатор можно изготовить из любого мощностью 30-50 Вт. Все вторичные обмотки удаляют, а вместо наматывают две проводом ПЭВ-2 1,28, каждая с числом витков, соответствующим коэффициенту трансформации около 20 по отношению к обмотке на 220В.

    Источник: С.Кароащук, В.Карлащук Преобразователь для электробритвы. — Радио, 1989, №11, с.69

    Простой преобразователь DC(12V)->AC(220V) до 16 Вт

    Преобразователь рассчитанных на номинальное рабочее напряжение 220 В постоянного тока и потребляющих мощность до 16 Вт Потребляемый ток без нагрузки не превышает 0.4 А, под нагрузкой — 60 мА — 1,4 А. КПД — не хуже 0.75. Частота генерации преобразователя на холостом ходу около 850 Гц, под нагрузкой примерно 650 Гц.

    Преобразователь выполнен но двухтактной трансформаторной схеме на транзисторах VT1, VT2 и отличается от других подобных устройств тем, что эмиттерные переходы транзисторов включены последовательно, то есть для питания базовых цепей обоих транзисторов использована одна обмотка трансформатора T1 (обмотка III). Диоды VD2, VD3 обеспечивают прохождение управляющего тока, минуя эмиттерный переход закрытого в тот или иной полупериод транзистора. Падение напряжения на открытом диоде вполне достаточно для надежного закрывания транзистора Одновременно диоды служат дли защиты эмиттерного перехода транзисторов от пробоя Резистор R1 ограничивает базовый ток. Резистор R2 и конденсатор С2 составляют цепь запуска преобразователя при его включении. Снимаемые со вторичной обмотки IV трансформатора импульсы выпрямляет мост, собранный на диодах VD4 VD7 и фильтрует конденсатор С3. В моменты переключения транзисторов возникают кратковременные импульсы напряжения с большой амплитудой, приводящие к повышению выходною напряжения преобразователя в режиме холостого хода. Нагрузочный резистор R3 служит для уменьшения выходного напряжения на холостом ходу и разряжает конденсатор С3 при отключении питания преобразователя.

    Примененные в преобразователе кремниевые транзисторы КТ837Г рассеивают относительно небольшую мощность и обеспечивают его эффективную работу. Однако из-за больших значений их статического коэффициента и предельной частоты преобразователь склонен к переходу на паразитную генерацию с повышенной частотой (не сколько десятков килогерц). Наиболее эффективным способом обеспечения устойчивости работы является включение дросселя L1 последовательно в пень питания базовых цепей транзисторов.

    Диод VD1 служит для зашиты устройства при неправильной полярности подключения к бортовой сети автомобиля или аккумулятору.

    Трансформатор T1 собран на магнитопроводе Ш8х16 с пластинами толщиной 0,08…0.15 мм из стали Э310, Э320 или Э330. Можно применить магнитопровод несколько большего типоразмера. Обмотки I и II содержат но 45 витков провода ПЭВ-1 0.47…0,51. III — 15 витков провода ПЭВ-1 0.2…0.35, IV — 900 витков провода ПЭВ-1 0.17…0,25. Первой наматывают обмотку IV, затем I и II, последней — обмотку III. Все обмотки укладывают виток к витку с изоляцией между слоями. Обмотки I и II наматывают в два провода одновременно, идентичность параметров этих обмоток необходима для уменьшения выбросов вторичною напряжении.

    В устройстве могут быть использованы любые транзисторы серии КТ837 с напряжением насыщении между коллектором и эмиттером не более 0.9 В, например, с индексами Г-К, П-Ф. Возможно применение германиевых транзисторов серий П214, П215, П216 и т. п. В этом случае дроссель L1 можно исключить.

    Диоды VD2, VD3 — любые из серий KД105, КД208, КД209. Диоды VD4-VD7 (или готовый выпрямительный блок) должны быть рассчитаны на обратное напряжение не менее 800 В. Конденсатор С1 — К50-6, С2 любой, например, КЛС, КМ. С3 — K50-12. Дроссель L1 серийный — ДМ-0.2 или самодельный.

    Транзисторы устанавливают на теплоотводы размерами 35х25х8 мм. Диод VD1 также следует снабдить теплоотводом размерами 20х30х6 мм.

    Критерием нормального режима работы преобразователя может служить потребляемый на холостом ходе ток — если он больше 0,3..0,4 А, необходимо несколько уменьшить число витком обмотки III. Напряжение на выходе преобразователя без нагрузки должно быть не более 380 В, а при подключении нагрузки — не менее 200 В.

    При эксплуатации устройства вначале включается преобразователь, а затем уже включается нагрузка.

    Источник: А.Межлумян Преобразователь напряжения для электробритвы. — Радио, 1988, №3, с.48

    Преобразователь «напряжение-частота»

    Нелинейность преобразователя с коэффициентом 4,2кГц/В не более 3%. При входном напряжении в диапазоне 0-5В изменение частоты составляет 0 — 21 кГц.

    В качестве DA1 можно применить К140УД7, таймер серии 555 или КР1006ВИ1. Отклонение номиналов резисторов R1-R3, R5 — не более 5%.

    Преобразователь 1,5В->5В

    ..на BL8530

    Преобразователь построен по типовой схеме включения микросхемы BL8530. В дежурном режиме преобразователь потребляет всего 20-30мкА, для этого необходимо применить радиоэлементы с малыми потерями: конденсаторы — танталовые, индуктивности с малым активным сопротивлением и высокой добротностью на частоте преобразования — 350 кГц. Диод — импульсный маломощный Шоттки (типа SS12-SS14). Дроссель можно намотать на кольце диаметром 6,2мм и высотой 3,2мм. Обмотка содержит 8 витков провода ПЭВ-2 0,4.

    Все элементы можно разместить на плате, показанной ниже:

    Замечание: Максимальная рассеивающая мощность микросхемы зависит от её типоразмера: SOT-89-3 — 0,3Вт, SOT-23-3 — 0,15Вт, SOT-23-5 — 0,15Вт.

    Источник: И.Нечаев Преобразователи напряжения на микросхеме BL8530 и устройства на их основе. — Радио, 2019, №7, с. 57-60

    ..на КР1446ПН1 (MAX756)

    Преобразователь рассчитан на питание нагрузки напряжением 3,3 или 5 В с током потребления не более 200 мА. Выходное напряжение устанавливается перемычкой S1 (в указанном на схеме положении — 3,3 В).

    Перемычка S2 предусмотрена для реализации управления включения DA1.

    ..на YX8018

    Микросхема YX8018 используется в газонных светильниках. На основе можно собрать преобразователь напряжения с 0,8..1,5 В до 2,2..5В и током нагрузки 6 мА. Подробное описание приведено в ж.Радио, 2014г., №5 с.47.

    Преобразователи для автомобильных УМЗЧ

    …схемотехника БП автомобильных УМЗЧ

    Качество исполнения блока питания автомобильного усилителя не менее важно, чем самого УМЗЧ. Здесь даже такие мелочи, как сечение питающих проводом, играет немаловажную роль Обычно уровень переходного затухания усилителей с общим блоком питания составляет для бюджетных моделей 40…55 дБ, для более дорогих — 50…65 дБ. Для усилителей с раздельными блоками питания этот показатель превышает 70 дБ.

    Преобразователи напряжения питания делятся на две группы — стабилизированные и нестабилизированные. Нестабилизированные заметно проще и дешевле, но им свойственны серьезные недостатки: на пиках сигнала выходное напряжение преобразователя снижается, что приводит к увеличению искажений. Если увеличить мощность преобразователя, это снизит экономичность при малой выходной мощности. Поэтому нестабилизированные преобразователи применяются, как правило, в недорогих усилителях с суммарной мощностью каналов не более 100… 120 Вт. При более высокой выходной мощности усилителя предпочтение отдается стабилизированным преобразователям.

    В автомобильных усилителях обязательно используется защита от короткого замыкания нагрузки и от перегрева. В ряде случаев имеется также защита нагрузки от постоянного напряжения в случае выхода из строя выходного каскада усилителя.

    В целях исключения наводок паразитного контура (длина «земляных» проводников в автомобиле может достигать 10 м и более), нужно стремиться к тому, чтобы в системе была единственная точка соединения с корпусом (кузовом), но это условие не всегда можно выполнить. Для уменьшения уровня помех общий провод входных цепей блока питания и общий провод его выходных цепей имеют полную гальваническую развязку или связаны через резистор R1 сопротивлением порядка 1 кОм, как показано на рис. 9 В зависимости от места и способа монтажа усилителя, линий питания и связи для достижения минимального уровня наводок может понадобиться и непосредственное соединение первичных и вторичных цепей.

    Блок питания усилителя «Monacor НРВ 150” показан ниже на рисунке:

    Задающий генератор выполнен на транзисторах VT106 и VT107 по схеме симметричного мультивибратора. Работой задающего генератора управляет ключ на транзисторе VT101. Транзисторы VT103, VT105 и VT102, VT104 — двухтактные буферные каскады, улучшающие форму импульсов задающего генератора. Выходной каскад выполнен на параллельно включенных транзисторах VT111, VT113 и VT110. VT112. Согласующие эмиттерные повторители на VT108 и VT109 питаются пониженным напряжением, снимаемым с части первичной обмотки трансформатора. Диоды VD106 — VD111 ограничивают степень насыщения выходных транзисторов. Для дополнительного ускорения закрывания этих транзисторов введены диоды VD104, VD105. Диоды VD102, VD103 обеспечивают плавный запуск преобразователя. С отдельной обмотки трансформатора напряжение, пропорциональное выходному, подается на выпрямитель (диод VD113, конденсатор С106). Это напряжение обеспечивает активное закрывание выходных транзисторов и способствует стабилизации выходного напряжения.

    Читайте также:  Как снять регулятор напряжения ваз 2107 не снимая генератор

    Недостаток биполярных транзисторов — высокое напряжение насыщения при большом токе. При токе 10…15 А это напряжение достигает 1 В, что значительно снижает КПД преобразователя и его надежность. Частоту преобразования не удается сделать выше 25…30 кГц, в результате растут габариты трансформатора преобразователя и потери в нем.

    Применение полевых транзисторов в блоке питания (MOS Powered) повышает надежность и экономичность. Частота преобразования во многих блоках превышает 100 кГц. Появление специализированных микросхем, содержащих на одном кристалле задающий генератор и цепи управления, значительно упростило конструкцию блоков питания.

    Упрощенная схема нестабилизированного преобразователя напряжения питания четырехканального усилителя «Jensen» приведена на рисунке выше.

    Задающий генератор собран на микросхеме KIA494P (отечественный аналог — КР1114ЕУ4). Цепи защиты на схеме не показаны. В выходном каскаде, помимо указанных на схеме типов приборов. можно использовать мощные полевые транзисторы КП812В, КП850, IRF150, IRFP044 и IRFP054. Диоды 1N4118 можно заменить на КД522Б. Диоды выпрямителя КД2994, КД213 необходимо снабдить теплоотводом. В конструкции использованы отдельные диодные сборки с общим анодом и с общим катодом, смонтированные через изолирующие прокладки вместе с выходными транзисторами усилителя на общем теплоотводе.

    Трансформатор можно намотать на ферритовом кольце К42х28х10 или К42х25х11 с магнитной проницаемостью 2000. Первичная обмотка намотана жгутом из восьми проводов диаметром 1,2 мм. вторичная — жгутом из четырех проводов диаметром 1 мм. После намотки каждый из жгутов разделен на две равные части, и начало одной половины обмотки соединено с концом другой. Первичная обмотка содержит 2×7 витков, вторичная — 2×15 витков, равномерно распределенных по кольцу.

    Дроссель L1 намотан на ферритовом стержне диаметром 16 мм и содержит 10 витков эмалированного провода диаметром 2 мм. Дроссели L2, L3 намотаны на ферритовых стержнях диаметром 10 мм и содержат по 10 витков провода диаметром 1 мм. Длина каждого стержня 20 мм.

    Подобная схема блоков питания с незначительными изменениями используется в усилителях с суммарной выходной мощностью до 100… 120 Вт. Варьируются число пар выходных транзисторов, параметры трансформатора и устройство цепей защиты. В преобразователях напряжения более мощных усилителей вводят обратную связь по выходному напряжению, увеличивают число выходных транзисторов. Для равномерного распределения нагрузки и уменьшения влияния разброса параметров транзисторов в трансформаторе токи мощных транзисторов распределяют на несколько первичных обмоток, может использовано до 20 мощных полевых транзисторов, по 10 в каждом плече. Повышающий трансформатор при этом содержит 5 первичных обмоток, к каждой из них подключено по 4 транзистора (параллельно по два в плече). Для лучшей фильтрации высокочастотных помех возле транзисторов установлены индивидуальные фильтрующие конденсаторы суммарной емкостью 22000 мкФ. Выводы обмоток трансформатора подключены непосредственно к транзисторам, без использования печатных проводников.

    Источник: А.Шихатов Схемотехника автомобильных усилителей. -Радио, 2001, №12, с.17-18

    Преобразователи на КР1156ЕУ5 (MC34063A)

    ..повышающий

    Преобразователь содержит входные и выходные фильтрующие конденсаторы С1, СЗ, С4, накопительный дроссель L1, выпрямительный диод VD1. конденсатор С2, задающий частоту работы преобразователя, дроссель L2 для сглаживания пульсаций выходного напряжения, резисторы R1—R4.

    Резистор R1 служит датчиком тока через силовой ключ. Делитель напряжения R2R3 задает выходное напряжение. Он должен быть рассчитан таким образом, чтобы при номинальном выходном напряжении преобразователя на вход компаратора поступало напряжение 1,25 В относительно вывода 4 (Общ.) микросхемы.

    Резистор R4 ограничивает коллекторный ток выходных ключей (транзисторов) микросхемы. Глубокое насыщение опасно тем, что во время вызванной им задержки размыкания ключа ток в дросселе, продолжая нарастать, может достигнуть недопустимого для элементов устройства значения. При расчете номинала резистора R4 к необходимому значению тока добавляют еще 7 мА, ответвляющихся во внутренней цепи микросхемы.

    Выходное напряжение преобразователя не должно превышать 40 В. Максимальный ток через них не должен быть более 1.5 А. Для «умощнения» микросхему можно дополнить мощным биполярным транзистором любой структуры, как показано на схеме ниже.

    Ниже приведено схемное решение по построению повышающего преобразователя мощностью 5 Вт с вариациями исполнения по выходному напряжению от 45 до 190 В. Также, приведены формулы для расчета элементов преобразователя под другие значения выходных напряжений.

    В журнале Радио 6/2009 с.51, 52 приведена схема фонарика на мощном светодиоде с использованием данной микросхемы:

    ..понижающий

    Преобразователь работает аналогично описанному выше, но выходной транзистор микросхемы, включенный в этом случае по схеме с общим коллектором, никогда в насыщение не входит. Это уменьшает задержку выключения силового ключа, но увеличивает падение напряжения на нем, снижая КПД преобразователя. На вход понижающего преобразователя нельзя подавать напряжение более 40В. Варианты подключения «умощняющих» транзисторов приведены на рисунке ниже.

    ..инвертирующий

    Особенность заключается в том, что микросхема DA1 питается суммой входного и выходного напряжений, которая не должна превышать 40 В. «Умощнение» производят аналогично понижающему преобразователю, однако нижний по схеме вывод резистора R5 в схеме соединяют не с общим проводом, а с эмиттером транзистора VT3.

    ..используемые детали и их расчет

    Дроссель L1 индуктивностью 170 мкГн для преобразователя по схеме повышающего намотан на трех склеенных кольцах К 12x8x3 из феррита М4000НМ проводом ПЭШО 0,5, обмотка состоит из 59 витков. Каждое кольцо перед намоткой следует разломить на две части, надпилив надфилем. Затем в один из зазоров вводят общую прокладку из текстолита толщиной 0.5 мм и склеивают весь пакет эпоксидным клеем. Для сохранения формы пакет укладывают на обрезок органического стекла, от которого его после затвердевания клея легко отделить. Перед намоткой острые грани колец следует тщательно скруглить. Можно применить такие же кольца из феррита с любой проницаемостью более 1000, поскольку при наличии зазора индуктивность практически не зависит от магнитной проницаемости материала магнитопровода.

    Дроссель L1 индуктивностью 220 мкГн для преобразователя по схеме понижающего был намотан аналогичным образом на трех таких же кольцах, но зазор при склейке был установлен 0,25 мм, а обмотка содержала 55 витков того же провода.

    Для дросселя L1 инвертирующего преобразователя индуктивностью 88 мкГн были использованы два таких же кольца с зазором 0,25 мм. число витков — 35. провод — ПЭВ-2 0,7.

    Дроссель L2 во всех преобразователях стандартный ДМ-2,4 индуктивностью 3 мкГн.

    Оксидные конденсаторы преобразователей — К50-35 или их импортные аналоги. Конденсаторы С2 — керамические, например, КМ-5 или КМ-6. Диод VD1 должен быть диодом Шоттки, подойдут 1N5818, SR106, SR160 серий КД268, КД269 и другие на напряжение не менее 30 В. Преобразователь будет работать и с обычными импульсными диодами на ток 1 А, но его КПД уменьшится.

    Резисторы R1 были изготовлены из высокоомного провода диаметром 0,5 мм от проволочного резистора. Отрезок провода необходимой длины был сложен змейкой и впаян в отверстия печатной платы.

    Частота работы повышающего преобразователя близка к 15 кГц при входном напряжении 12 В и номинальной нагрузке и 30 кГц для двух других.

    Преобразователи могут работать с дросселями L1 меньшей индуктивности, намотанными на одиночных кольцах К 10x6x4,5 с зазором 0,5 мм — 100 мкГн, 58 витков ПЭШО 0,45 для повышающего, 130 мкГн, 66 витков ПЭШО 0,38 для понижающего и 54 мкГн, 42 витка ПЭШО 0,5 для инвертирующего. Все они оказались вполне работоспособными, КПД и интервал допустимых входных напряжений уменьшились незначительно.

    Источник: С.Бирюков Преобразователи на микросхеме КР1156ЕУ5. — Радио, 2000, №11, с.38, 42

    Преобразователь однополярного напряжения в двуполярное

    В некоторых случаях может потребоваться двуполярное питание +/- 12В при наличии однополярного 8-12В.

    Данное схемное решение обеспечивает ток нагрузки до 50…60 мА, которого хватает для питания нескольких ОУ.

    Источник: Г.Шахунов Доработка преобразователя напряжения. — Радио, 2001, №7, с.39

    Повышающий преобразователь DC(12V)->AC(220V, 50Gz) мощностью до 100Вт

    Принципиальная схема преобразователя мощностью 100 Вт показана на рисунке. Цепь R1С1 выбрана из условия получения частоты выходного напряжения около 50 Гц. В качестве ключей используют соединенные параллельно мощные составные транзисторы серии КТ827 (с индексами А—В). Токовыравнивающие резисторы R9—R12 изготавливают из отрезков медного провода диаметром 0.2 и длиной 100…200 мм. намотанных на резисторы МЛТ мощностью 1 …2 Вт. Допустимо использовать и соединенные параллельно полевые транзисторы, например КП727А, в этом случае токовыравнивающие резисторы не потребуются. Трансформатор Т1 можно намотать самостоятельно, но проще применить подходящий по мощности унифицированный накальный трансформатор серии ТН с четырьмя накальными обмотками на напряжение 6,3 В каждая. Соединяют их последовательно, свободные выводы подключают к коллекторам транзисторов VT1 —VT4, а соединенные вместе выводы второй и третьей обмоток — к входу стабилизатора напряжения DA2. Во избежание перегрева транзисторы VT 1 — VT4 необходимо установить на теплоотводы площадью не менее 600 см2 и применить их принудительный обдув.

    Источник: А.Гореславец Преобразователи напряжения на микросхеме КР1211ЕУ1. — Радио, 2001, №5, с.42-43

    Еще одна схема мощного преобразователя представлена ниже («Радио Телевизия Електроника №6/98, с.12-13):

    Трансформатор выполняется на магнитопроводе Ш36х36, обмотки W1′, W1» — имеют по 28 витков ПЭЛ 2,1, W2 — 600 витков ПЭЛ 0,59. Сначала мотается обмотка W2, а затем двойным проводом — W1′ и W1».

    Повышающий преобразователь DC(12V)->DC(xxV) мощностью до 30Вт

    Магнитопровод трансформатора Т1 — ферритовый (2000НМ) броневой или Ш-образный со средним керном сечением 0,4…1 см2. Число витков первичной обмотки определяют из расчета 1..1,5 витка на 1 В напряжения питания, а диаметр провода—исходя из плотности тока 3…5 А/мм2. Например, при среднем токе первичной обмотки 2 А следует использовать провод диаметром 0,8… 1 мм. Аналогично рассчитывают число витков и диаметр провода вторичной обмотки. Конденсатор С4 выбирают исходя из минимального нагрева транзисторов выходных ключей (для частоты 40 кГц — 0,022…0,033 мкФ).

    Читайте также:  Стабилизатор напряжения для бензогенератора 220 вольт

    При использовании биполярных транзисторов достаточно напряжения питания микросхемы 4…5 В, при этом средний ток через выходы микросхемы не должен превышать 100 мА. Транзисторы следует выбирать с максимально возможной рабочей частотой и максимальным коэффициентом передачи тока (например, КТ997А, КТ9166А). Во избежание перегрузки выходов микросхемы емкость конденсаторов С2, СЗ, которые служат для форсированного открывания и закрывания транзисторов, не должна превышать 0.1 мкФ. Максимальная выходная мощность, при этом, составит — 15Вт.

    В качестве выходных ключей допустимо использовать полевые транзисторы, например, КП727А, КП921, Si9945 и т. п. (в этом случае мощность преобразователя — 5…30 Вт). Их затворы подключают непосредственно к выводам 4 и 6 микросхемы DA1, истоки соединяют с общим проводом, а стоки — с крайними выводами первичной обмотки трансформатора Т1, зашунтированной конденсатором. Для полного открывания полевых транзисторов напряжение питания микросхемы необходимо повысить примерно до 8 В. Для этого в цель вывода 8 микросхемы DA2 включить стабилитрон КС133А (анодом к общему проводу), а между выводами 8 и 2— резистор сопротивлением 1… 1,2 кОм.

    При работе на активную нагрузку в указанном интервале мощностей транзисторы выходных ключей обычно не требуют теплоотводов, так как преобразователи такого типа имеют достаточно высокий КПД и, как следствие этого, рассеивают небольшое количество тепла.

    Источник: А.Гореславец Преобразователи напряжения на микросхеме КР1211ЕУ1. — Радио, 2001, №5, с.42-43

    Высоковольтный преобразователь мощностью 0,5Вт

    Данный преобразователь может быть использован для питания, например, счетчика Гейгера или фотоэлектронного умножителя.

    Сопротивление резистора R1 и ёмкость конденсатора С1 выбраны из условия получения частоты колебаний задающего генератора, равной примерно 560 кГц, что соответствует частоте преобразования около 40 кГц.

    Первичная обмотка трансформатора Т1 подключена непосредственно к выходам микросхемы. Магнитопровод трансформатора — Ш4х4 или Ш5х5 из феррита 2000НМ. Первичная обмотка должна содержать 24…30 витков провода ПЭВТ-2 0,1. вторичная (для получения напряжения около 400 В) — 1200… 1500 витков провода ПЭВТ-2 0,04…0,06. Изоляция между обмотками — два слоя лавсановой пленки толщиной 0,03…0,05 мм.

    Диоды VD1—VD4 — любые высоковольтные с допустимым обратным напряжением 800… 1000 В и рабочей частотой 30..50 кГц (например, КД258Г, КД258Д, 2N4007).

    Т1 изготавливают из двух колец 16х10х4,5 мм из феррита 3000НМ. Кольца склеивают и закругляют острые края, затем наматывают слой лакоткани. Первой наматывают обмотку III — 420 вит. ПЭВ-2 0,07 мм, затем наматывают слой изоляции. Обмотки I (8 вит.), и II (3 вит.) наматываю поверх любым проводом, распределяя равномерно по длине магнитопровода.

    Частоту генерации можно изменять за счет изменения параметров R1 и С2. Следует учитывать, что ее увеличение ведет и к увеличению потребляемого тока, а уменьшение к ухудшению стабильности выходного тока при изменении нагрузки.

    1. А.Гореславец Преобразователи напряжения на микросхеме КР1211ЕУ1. — Радио, 2001, №5, с.42-43
    2. Ю.Виноградов Питание газоразрядного счетчика. — Радио, 1989, №2, с.61

    Преобразователь 1..5В -> 9..12В

    На транзисторах VT1 и VT2 собран двухтактный генератор импульсов. Ток положительной обратной связи протекает через обмотки III и IV трансформатора Т1 и нагрузку, подключенную между цепью +12 В и общим проводом. За счет пропорционального токового управления транзисторами существенно уменьшены потери на их переключение и повышен КПД преобразователя (может достигать 82…85 % при токе нагрузки 1 А).

    Роль диодов, выпрямляющих выходное напряжение, выполняют эмиттерные переходы транзисторов. Можно получить и отрицательное напряжение (в рассматриваемом случае -4,2 В), установив дополнительные диоды VD1 и VD2. как показано на рисунке штриховыми линиями. Здесь также потребуется фильтрующий конденсатор, аналогичный С1, но подключенный в противоположной полярности.

    Магнитопроводом трансформатора Т1 служит кольцо К 18x8x5 из феррита 2000НМ1. Обмотки I и II содержат по 6 витков, a III и IV — по 10 витков изолированного провода диаметром 0,5 мм. Каждую пару обмоток наматывают одновременно в два провода.

    Инвертор способен работать и при уменьшении входного напряжения до 1 В, что позволяет, например, получить напряжение 9 В от одного гальванического элемента напряжением 1,5 В. При заданных входном Uвх и выходном Uвых напряжениях и числе витков w1 обмоток I и II необходимое число витков обмоток III и IV (w2) с достаточной точностью рассчитывают по формуле

    w2=w1 (Uвых-Uвх+0.9)/(Uвх-0,5)

    Транзисторы следует выбирать, ориентируясь на допустимые значения тока базы (он не должен быть меньше тока нагрузки) и обратного напряжения эмиттер—база (оно должно быть больше удвоенной разности входного и выходного напряжений). Для работы в преобразователях небольшой мощности во многих случаях подойдут транзисторы серий КТ208, КТ209, КТ501. При этом трансформатор Т1 может быть выполнен на кольцевом магнитопроводе меньшего диаметра.

    Источник: А.Чаплыгин Простой преобразователь напряжения. — Радио, 2001, №11, с.42.

    Повышающий преобразователь на NE555 (12В->30В)

    На таймере DA1 (NE555) собран генератор импульсов с частотой около 40 кГц (устанавливается подбором R1, R2, C1). Далее импульсы поступают на V1 ,работающий в ключевом режиме. Когда он открыт в катушке индуктивности L1 накапливается энергия, после закрытия транзистора — в катушке возникает импульс напряжения в несколько раз превышающий напряжение питания. Импульсы выпрямляются диодом VD1 и заряжают конденсатор C4. Выходное напряжение стабилизируется стабилитроном VD2, пульсации сглаживаются конденсаторами С5-С6.

    VT1 должен иметь напряжение коллектор-эмиттер не менее 100В. Катушка наматывается проводом диаметром 0,1 мм на броневом магнитопроводе до указанной индуктивности. Можно использовать готовую.

    Источник: Преобразователь напряжения. — Радио, 1998, №2, с.63

    Преобразователи для ЛДС

    Первое устройство описано в [1].

    Преобразователь состоит из задающего генератора и однотактного усилителя мощности (рис. 1). Генератор выполнен на элементах DD1.1— DD1.3 и позволяет регулировать скважность импульсов переменным резистором R1, что определяет яркость ЛДС. К генератору подключен буферный элемент DD1.4.

    Сигнал с DD1.4 подается на усилитель мощности, выполненный на транзисторах VT1, VT2. Нагрузка усилителя — ЛДС (EL1), подключенная через повышающий трансформатор Т1. Допустимо подключать лампу как с замкнутыми выводами нитей накала (показано на схеме), так и с разомкнутыми.

    Питается преобразователь от источника постоянного тока напряжением 6… 12 В, способного отдавать в нагрузку ток до нескольких ампер (в зависимости от мощности лампы и установленной яркости). Питание на микросхему поступает через параметрический стабилизатор, в котором работают балластный резистор R4 и стабилитрон VD3. При минимальном питающем напряжении стабилизатор практически не действует, но это не сказывается на работе преобразователя.

    Кроме указанных на схеме, допустимо использовать транзисторы КТ3117А, КТ630Б, КТ603Б (VT1), КТ926А, КТ903Б (VT2), диоды серии КД503 (VD1, VD2), стабилитрон Д814А (VD3). Конденсатор С1 — КТ, КМ, К10-17, остальные — К50-16, К52-1, К53-1. Переменный резистор — любой конструкции (например, СП2, СПЗ), постоянные — ОМЛТ-0,125. Лампа — мощностью от 4 до 20 Вт.

    Трансформатор намотан на броневом магнитопроводе из феррита 2000НМ1 наружным диаметром 30 мм. Обмотка I содержит 35 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,45 мм, обмотка II — 1000 витков ПЭВ-2 0,16. Обмотки разделены несколькими слоями лакоткани. Для повышения надежности обмотку II необходимо разделить на несколько слоев, прокладывая между ними лакоткань. Чашки магнитопровода собирают с зазором 0,2 мм и стягивают винтом и гайкой из немагнитного материала.

    Налаживание преобразователя начинают с проверки задающего генератора при отключенном выходном каскаде усилителя. К выводу 11 микросхемы подключают осциллограф и наблюдают импульсы, показанные на верхней диаграмме рис. 2. Затем устанавливают движок переменного резистора в левое по схеме положение (сопротивление введено). Измеряют длительность импульсов и период их следования. Подбором резистора R3 добиваются длительности импульсов примерно 20 мкс, а подбором резистора R2 — периода следования, равного приблизительно 50 мкс. Перемещая после этого движок из одного крайнего положения в другое, убеждаются в изменении периода следования импульсов при неизменной их длительности.

    Далее подключают выходной каскад, осциллограф соединяют с коллектором его транзистора, а в цепь питания ставят амперметр со шкалой на 2-3 А. Перемещением движка добиваются «пробоя” (резкого увеличения яркости) лампы и контролируют диапазон изменения яркости и потребляемого тока при различных положениях движка резистора. Наблюдают форму импульсов на коллекторе транзистора VT2 — на рис. 2 внизу такая форма получилась при работе преобразователя с лампой ЛБ18. Возможно, придется точнее подобрать резисторы R2, R7, а в некоторых случаях установить переменный резистор другого номинала, чтобы достигнуть необходимых пределов изменения яркости и приемлемого потребляемого тока.

    В режиме минимальной яркости, которой соответствует в зависимости от питающего напряжения и мощности лампы ток 250…400 мА, запуск генератора, а значит, включение лампы, удобнее осуществлять нажатием на кнопку SB1. Иногда нелишне попробовать изменить полярность включения лампы и проверить надежность ее зажигания в этом режиме.

    Второй вариант описан в [2] и предполагает использование готового трансформатора от старого телевизора

    Преобразователь собран по схеме блокинг-генератора, может работать в том числе с неисправными лампами (с перегоревшей нитью) мощностью до 20 Вт. В схеме использован строчный трансформатор ТВС-110ЛА (от старого ч/б телевизора). Последний разбирают и снимают высоковольтную обмотку и панель кенотрона. Если в процессе работы трансформатор «пищит», то необходимо смазать концы сердечника клеем. транзистор любой мощный, обязательно на радиаторе (можно использовать другой структуры, но надо будет поменять полярность питания). Яркость свечения подбирают резистором R1.

    1. В.Кобец Регулируемый преобразователь напряжения для ЛДС. — Радио, 2000, №4, с.55-56
    2. А.Дмитриев ЛДС питается от батареи. — радио, 2000, №3, с.54

    Источник

  • Adblock
    detector