Potężny konwerter napięcia 12/5 woltów według prostego schematu. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Wydajny konwerter napięcia 12/5 V wykorzystujący prosty obwód. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki

Komentarze do artykułu

Taki konwerter może być potrzebny do zasilania wysokoprądowych obwodów 5-woltowych z akumulatora samochodowego, ładując z niego akumulatory litowe (wtedy napięcie wyjściowe będzie musiało zostać obniżone do 4 V); w wersji autorskiej służy do zasilania zewnętrznego komputera DVD-RW (USB) z akumulatora samochodowego. Sam dysk nagrzewa się dość mocno podczas pracy, więc po prostu nie ma czym chłodzić układu stabilizatora liniowego. A generatory impulsów słyną ze swojej wydajności.

Układ DD1 zawiera mnożnik napięcia i generator zegara (ryc. 1.10).

Ryż. 1.10 (kliknij, aby powiększyć)

Mnożnik jest konieczny, ponieważ w obwodzie zastosowano tańsze i bardziej powszechne n-kanałowe tranzystory polowe. Aby całkowicie wyłączyć tranzystor polowy z izolowaną bramką i kanałem indukowanym (do tego typu należą wszystkie tranzystory serii IRF), napięcie na jego bramce należy podnieść o 3...5 V powyżej napięcia na wyjściu drenaż - więc tutaj nie można obejść się bez mnożnika.

Powielacz jest montowany przy użyciu elementów C3, VD1, VD2 i kondensatora filtrującego C4 zgodnie ze standardowym obwodem. Aby ograniczyć napięcie (może wzrosnąć do 22 V, a dla mikroukładu 555 napięcie powyżej 18 V jest niebezpieczne), dodaje się rezystor R5. Dzięki temu napięcie na kondensatorze C4 wynosi około 17...18 V, to wystarczy do normalnej pracy tranzystora polowego, a nie wystarczy do uszkodzenia mikroukładu. Kondensator C3 może być ceramiczny wielowarstwowy (w formie równoległościanu do montażu powierzchniowego) lub foliowy, ale nie ceramiczny dyskowy! W przeciwnym razie, ze względu na znaczną rezystancję wewnętrzną kondensatora, napięcie na C4 nawet bez rezystora R15 nie wzrośnie powyżej 16...5 V, a kluczowy tranzystor będzie bardzo gorący. Kondensator C4 może być zaprojektowany na napięcie 16 V.

Sam modulator szerokości impulsu jest montowany na timerze DD2. Poprzez kondensator C2 i tranzystor VT1 bardzo krótkie impulsy zegarowe z wyjścia generatora są dostarczane na wejście S timera, im są krótsze, tym lepiej (w przeciwnym razie wyjście timera może zostać wzbudzone). Pojemność 10 pF jest wystarczająca, można ją nawet zmniejszyć do 5 pF.

Czas trwania impulsów wyjściowych jest regulowany poprzez wejście REF (pin 5 mikroukładu). Czas trwania impulsu wyjściowego jest równy czasowi, w którym kondensator C5 jest ładowany od zera do napięcia na tym wejściu, to znaczy wraz ze spadkiem napięcia REF maleje czas trwania impulsów (i napięcie wyjściowe); przy napięcie mniejsze niż 1,5 V, staje się zerem.

Zasada działania urządzenia

Przetwornica napięcia zbudowana jest według klasycznego obwodu na tranzystorze polowym VT2 i cewce indukcyjnej L1. Tranzystor VT3 służy jako dioda flyback.W potężnych generatorach impulsów obniżających najlepiej jest instalować tranzystory w tym miejscu, ponieważ odwrotnie prąd jest prawie równy prądowi przewodzenia, a jeśli spadek napięcia na kluczowym tranzystorze (VT2 zgodnie z obwodem) można łatwo zredukować do minimum, ale w przypadku diod wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane. Rezultatem jest paradoks: kluczowy tranzystor jest zimny, cewka indukcyjna prawie się nie nagrzewa, ale dioda jest jak żelazo! Ale im niższe ogrzewanie, tym wyższa wydajność obwodu i mniej problemów z odprowadzaniem ciepła.

Tranzystor VT3 działa w przeciwfazie z kluczowym tranzystorem VT2 dzięki falownikowi na chipie DD3. Ponieważ dioda flyback nie powinna być otwarta przez cały czas, gdy kluczowy tranzystor jest bezczynny, ale tylko przez krótki czas (w przeciwnym razie spowoduje to zwarcie wyjścia obwodu przez cewkę indukcyjną) natychmiast po zamknięciu kluczowego tranzystora (jest w tym czas, w którym impuls prądu zwrotnego ma największą amplitudę), jest on dodawany do kondensatora obwodu C6 i w celu dostrojenia rezystora dostrajającego R8. Przez resztę czasu tranzystor VT3 działa jako dioda dzięki wbudowanej mocnej diodzie ochronnej pomiędzy zaciskami drenu i źródła. Oznacza to, że zastąpienie diody tranzystorem na pewno nie pogorszy sytuacji.

Stabilizator napięcia jest montowany na diodzie Zenera VD3 i tranzystorze VT4. Dokładność i wielkość napięcia wyjściowego zależą tylko od jakości i napięcia stabilizacji diody Zenera. Można go zastąpić chipem TL431.

Dławik L1 można nawinąć na ramę transformatora ze starego punktu radiowego. Bierzemy drut o średnicy 1 mm (dla prądu obciążenia do 2 A) i nawijamy go, aż rama zostanie wypełniona (około stu zwojów). Ponieważ cewka indukcyjna działa na prąd stały, między płytami wymagana jest szczelina dielektryczna, to znaczy wkładamy wszystko. Płytki w kształcie litery W w jednym kierunku i pomiędzy nimi a „patyczkami” kładziemy 1-2 warstwy papieru gazetowego (lub papieru transformatorowego, jeśli taki posiada), po czym całość bardzo dobrze dociskamy. Cewkę można nawinąć na pierścień ferrytowy o średnicy około 30...40 mm, ale znowu lepiej jest go wyciąć i ponownie skleić, lub wziąć specjalny rdzeń dzielony (czanki ferrytowe o średnicy 20...30 mm). 15 mm i wysokość 20...50 mm, około 80...XNUMX zwojów).

Ustanowienie

Kompletnie montujemy obwód, nie lutujemy tylko tranzystorów VT2 i VT3. Podłączamy zasilanie, napięcie na kołkach zasilających DD2 powinno być o 4...6 V większe od napięcia zasilania; jeśli jest mniej przekonane o obecności generacji (napięcie na wyjściu generatora powinno być równe połowie napięcia zasilania), zmniejszamy rezystancję rezystora R5, jeśli to nie pomoże, montujemy lepszy kondensator C3. Jeżeli napięcie zasilania DD2 jest większe niż 18 V, należy zwiększyć rezystancję rezystora R5. Następnie lutujemy oba tranzystory i zmniejszamy rezystancję R8 do zera. Do wyjścia podłączamy mocne obciążenie (zalecana jest żarówka samochodowa 12 V, 20 W) i przez podłączony amperomierz dostarczamy napięcie +12 V. Jeśli wszystko działa normalnie, napięcie na żarówce będzie w przybliżeniu równe napięciu stabilizacji diody Zenera, a prąd pobierany przez obwód będzie dwa razy mniejszy niż prąd płynący przez żarówkę (w wersji autorskiej 0,5 A). Teraz wyłącz lampkę obciążenia. Napięcie wyjściowe powinno wzrosnąć nie więcej niż o 0,2...0,3 V, a napięcie na wejściu REF DD2 powinno mieścić się w granicach 0,8...2,5 V w stosunku do przewodu wspólnego. Jeżeli jest bliska zeru, pojemność kondensatora C5 należy zmniejszyć o połowę.

Włącz i wyłącz obciążenie: cewka indukcyjna powinna na chwilę „stuknąć” (ten obwód sprzężenia zwrotnego przetwarza gwałtowną zmianę prądu obciążenia), nie powinno być żadnych gwizdów (samowzbudzenie). Jeśli pojawi się podniecenie, najprawdopodobniej ścieżki zostaną narysowane nieprawidłowo.

Następnie możesz rozpocząć konfigurowanie „inteligentnej diody” (VT3). Powoli obracaj suwak rezystora dostrajającego R8, a prąd pobierany przez obwód (+12 V) zacznie spadać o około 5...10%. Prąd ten był wcześniej wydawany wyłącznie na ogrzewanie korpusu tranzystora VT3. Ale w pewnym momencie może wystąpić samowzbudzenie stopnia wyjściowego - prąd pobierany przez obwód gwałtownie wzrasta 2-3 razy. Silnik R8 trzeba zamontować w pozycji, w której pobór prądu spadł, ale nadal daleko mu do ekscytacji. Wyłącz i włącz ponownie obciążenie, wyłącz i włącz zasilanie: nie powinno być wzbudzenia wyjścia ani gwizdu na przepustnicy (nawet bardzo krótkiego!). Jeśli tak nie jest, należy nieco zmniejszyć opór R8 i powtórzyć prowokację.

Dzięki temu układowi załączenia tranzystora VT3, choć się nagrzewa, jest zauważalnie słabszy od dobrej diody Schottky'ego (KD213, 1N5822). Przy prądzie obciążenia do 1...1,5 A radiatory dla obu tranzystorów nie są potrzebne, przy prądzie do 3 A należy przykręcić małą płytkę radiatora do obudowy VT3 (KREN nagrzewa się taką siłę nawet przy prądzie 0,2 A).

Zamiast 1RFZ46 w wersji autorskiej istnieją ich białoruskie odpowiedniki. KP723A o rezystancji kanału 0,1 oma lub mniejszej, tranzystory KT315 można zastąpić dowolnymi konstrukcjami krzemowymi npn. Wskazane jest, aby wybrać elektrolity C7 i C8 z kilku mniejszych kondensatorów połączonych równolegle, równolegle z nimi można podłączyć kilka foliowych lub wielowarstwowych kondensatorów ceramicznych o pojemności 0,1 μF lub większej.

Powtarzając obwód należy zwrócić szczególną uwagę na przewody zasilające, wszystkie elementy i wszystkie przewody muszą być podłączone dokładnie tak jak pokazano na rysunku! Nie oszczędzaj na zapałkach, w przeciwnym razie będziesz miał problemy z konfiguracją! Ścieżki narysowane na rysunku grubszą linią powinny być co najmniej 1,5...2 mm grubsze.

Autorzy: Kashkarov A.P., Koldunov A.S.

Zobacz inne artykuły Sekcja Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Nowe sterowniki LED firmy RECOM 29.12.2008

Niezawodne sterowanie diodami LED wymaga stałego prądu. Producenci oświetlenia, będąc ekspertami w dziedzinie źródeł światła, często mają niewielkie doświadczenie z elementami elektronicznymi.

Aby wypełnić tę lukę, RECOM oferuje kompletne rozwiązanie z serią RCD 24-xx. Sterowniki te zapewniają ściemnialny analogowy prąd wyjściowy odpowiednio do 300, 350, 500, 600 i 700 mA. Liniowa regulacja jasności od 0 do 100% realizowana jest za pomocą PWM, pracującego w zakresie częstotliwości od 20 do 200 Hz.

Przetworniki posiadają zakres sygnału wejściowego 4,5...36 V. Dla aplikacji zasilanych bateryjnie istnieje również tryb czuwania. Błąd nominalny prądu wyjściowego wynosi +2% i zmienia się w zależności od poziomu napięcia wejściowego do +1%. Wymiary obudowy to tylko 22,1x12,6x8,5mm, a obudowa jest wykonana z materiału UL94-V0.

Sterowniki są dostępne z sześcioma pinami lub czterema przewodami wyjściowymi 100mm. Zakres temperatur pracy bez obniżania wartości znamionowych wynosi od -40 do 71°C (dla 700 mA) lub do 85°C (dla 350 mA).

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Sztuczna tkanka biologiczna

▪ Kłamcy mają ciepłe nosy

▪ Niskoprofilowy dysk SSD H6201 firmy BIWIN

▪ Łódź podwodna popłynie na Tytan

▪ Eksperyment izolacyjny symulujący życie na Marsie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Elektroniczne podręczniki. Wybór artykułów

▪ artykuł Płyń, moja łódko, na rozkaz fal. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Ile krwi jest w naszym ciele? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Gorczyca biała. Legendy, uprawa, metody aplikacji