Преобразователь 12/220 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

Взяться за создание преобразователя напряжения (ПН) заставили меня наши сельские электросети. Просмотрел имеющуюся литературу, перепробовал несколько вариантов, остановился на схеме, приведенной в [1].

В преобразователе (рис.1) зарядное устройство (ЗУ) для аккумуляторов можно выполнить по любой схеме, например описанной в [2] - все зависит от возможностей радиолюбителя. Главное - чтобы ЗУ работало в автоматическом режиме и не допускало перезаряда аккумуляторов. Желательно иметь стабилизатор напряжения (СН). Нужно также аварийное устройство защиты УЗ [3], которое при выходе сетевого напряжения (Uс) за пределы нормы отключает нагрузку и включает преобразователь напряжения. Реле К1 - на номинальное напряжение 220 В, его контакты должны коммутировать ток 2...10 А.

(нажмите для увеличения)

Преобразователь напряжения (рис.2) подключен к аккумулятору (6СТ-55, 6СТ-132) через доработанный однофазный автомат SA1. В нем снята тепловая защита из-за довольно большого сопротивления ее узла. Можно использовать для коммутации автомобильное реле (12 В, 30 А) с предохранителем.

(нажмите для увеличения)

Если включить обмотку реле через диод (рис.3), получится защита от переполюсовки. Сечение проводов между аккумулятором и ПН, в самом ПН между коллекторами VT1, VT2 и Т1 должно быть не менее 9 кв.мм.

Плата управления (ПУ) взята из [1], но с некоторой доработкой. Схема платы показана на рис.4. В прототипе наблюдался эффект автоколебаний под нагрузкой. Если Ua падает ниже 10,5 В - ПН отключается. Далее без нагрузки Uа возрастает, ПН опять включается и снова отключается. Для устранения таких автоколебаний я поставил "защелку" на DD2.2 и VT5, которая обеспечивает отключение питания задающего генератора (ЗГ). Чтобы выходные транзисторы переключались без сквозных токов, ввел паузу между выходными импульсами с помощью цепочек R6-C6 и R7-C7. Транзисторы VT1 и VT2 обеспечивают защиту выходных транзисторов от пробоя при перегрузке (коротком замыкании) выхода. Триггеры Шмитта DD1.3, DD1.4 DD1.5, DD1.6 формируют прямоугольные импульсы, DD2.1 обеспечивает одинаковую их длительность для обоих плеч преобразователя. Пары транзисторов VT6, VT8 и VT7, VT9 - усилители тока для выходных транзисторов (VT1 и VT2 на рис.2).

(нажмите для увеличения)

Импульсы частотой 50 Гц поступают на базы этих транзисторов, которые попеременно подключают первичную обмотку Т1 к аккумулятору. Импульсы обратного тока через возвратные диоды VD6 и VD7 "сбрасываются" в конденсатор С1, который должен быть как можно большей емкости. Его можно собрать в виде блока из 10.. .25 конденсаторов емкостью 4700 мкФ с рабочим напряжением 16...25 В.

На выходе Т1 - переменное напряжение прямоугольной формы. Амплитудное значение прямоугольного напряжения по величине находится между амплитудным и средним значением синусоидального напряжения, поэтому обычный вольтметр покажет большее напряжение. А так как почти все нагрузки включаются через диодный мост с фильтрующим конденсатором, реальное напряжение измеряет вольтметр, выполненный по этой же схеме (рис.5). Коэффициент трансформации (Ктр) силового трансформатора Т1 (рис.2) - 21...22. Он зависит от Uкэ_нас силовых транзисторов VT1 и VT2 и падения напряжения на эмиттерных резисторах R6 и R7. Теоретически его вычислить не удалось, в литературе тоже ничего подходящего не нашел. Я его подобрал экспериментально после неоднократной перемотки трансформатора. Диаметр провода обмоток - чем больше, тем лучше. Лишь бы "окно" трансформатора позволяло, поэтому П-образный сердечник трансформатора удобней - в нем больше места на обмотки. Нагрев трансформатора в схеме преобразователя должен быть минимальным - это потери напряжения.

Для Ш-образного сердечника сечением 3,5 кв.см, первичные обмотки Iа и Iб - по 20 витков плоского провода 4,5х2 (9 кв.мм). Вторичная (сетевая) обмотка содержит 460 витков провода 0 1,0 мм с тремя отводами через 20 витков. Ктр получается равным 20, 21, 22, 23, но лучше сделать 6 отводов через 10 витков. Старый трансформатор перематывать опасно - легко повреждается изоляция провода, поэтому первичную обмотку при переделке можно наматывать поверх вторичной.

В качестве силовых можно использовать биполярные или полевые транзисторы, включив их блоками по несколько штук (рис.6) - в зависимости от необходимого тока первичной обмотки. Для схемы на биполярных транзисторах (рис.6а) Imax=160...200 А, и подбор транзисторов можно не производить. Недостаток схемы - большое падение напряжения на транзисторах, поэтому их нужно устанавливать на радиатор (Ктр=22). В схеме рис.6б используется несколько полевых транзисторов. Преимущества этой схемы - малое падение напряжения на транзисторах и очень малые потери мощности на управление (Ктр=21).

Для аварийного освещения лучше взять автомобильные лампочки и провести отдельную проводку. В схеме ПН предусмотрены два варианта. Первый - перемычка между клеммами 1 и 2 (рис.2), свет включается выключателем S1. Второй (перемычка между клеммами 2 и 3) - при выключении основного освещения сразу же включается аварийное.

При эксплуатации предлагаемого ПН превращать прямоугольное напряжение в синусоидальное я не пытался, поскольку основные нагрузки у меня были с импульсными модулями питания. А маломощные проверил. Они нормально работают, и трансформаторы не греются, только начинают "стучать". Основные потребители -. телевизор и видеомагнитофон - пришлось дорабатывать. В телевизоре петлю размагничивания включил через выключатель, а вместо штатного токоограничительного резистора поставил в МП терморезистор (ТР10-430-0,8). В видеомагнитофоне также поставил терморезистор (ТР10-1200-0,4) [4]. Особенность данных терморезисторов - большое сопротивление (первое число в маркировке - сопротивление, второе - ток) в холодном состоянии. При протекании тока они нагреваются, и сопротивление уменьшается (единицы ом). Это устраняет броски тока при зарядке конденсаторов и позволяет поставить предохранители на меньший ток. А самое главное - преобразователь "вытягивает" подключение холодного телевизора. Если телевизор без доработки хотя бы на несколько секунд отключался, включить его при работе от ПН было невозможно.

Суммарная мощность нагрузки ПН -примерно 200 Вт. Напряжение аккумулятора равно 10,5...13,8 В. Напряжение на выходе ПН составляет 180...242 В. Для дальнейшего улучшения схемы желательно поставить стабилизатор напряжения.

Литература

1. Радио,1996, №12, c.48.
2. РадioАматор, 1997, №5, c.17.
3. ЗАС-0.5-01-2Н.
4. Радио,1996, №1, c.61.
5. Радиолюбитель, 1997, №8, c.25.

Автор: П.Брянцев, с.Ивановка, Тюменской обл.; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Квантовый компьютер Google превзошел границы классических вычислений 17.11.2025 Квантовые технологии на протяжении многих лет оставались областью теоретических ожиданий, однако последние успехи показывают, что они постепенно становятся реальным инструментом для решения задач, недоступных классическим вычислительным системам. На этом фоне сообщение Google Research о новом достижении квантового компьютера компании стало важным шагом в развитии высокопроизводительных вычислений. Особенность недавнего эксперимента заключается в том, что система на основе кубитов справилась с чрезвычайно сложной задачей за несколько минут. По расчетам исследователей, для классического суперкомпьютера подобная операция обернулась бы вычислениями, которые растянулись бы на тысячи лет. Именно это, по словам Google, и позволило впервые однозначно подтвердить квантовое преимущество, то есть ситуацию, когда квантовое устройство демонстрирует результат, недостижимый для традиционных машин даже теоретически. В компании подчеркивают, что речь не идет о скорой замене классических компьютеров. Квантовые системы пока применимы лишь в ограниченном наборе задач и не подходят для повседневных вычислений. Тем не менее они открывают путь к моделированию химических реакций, разработке новых материалов, решению задач оптимизации данных и исследованиям в области криптографии, где объемы информации и сложность процессов выходят за пределы возможностей обычных вычислителей. Ключевым элементом квантовой архитектуры является кубит - квантовый аналог классического бита, способный находиться не только в состояниях "0" или "1", но и в их квантовой суперпозиции. Такое свойство позволяет системе моделировать множество вариантов вычислений одновременно, что принципиально отличает квантовые устройства от классических, последовательно перебирающих варианты. Не менее важным феноменом является квантовая запутанность - состояние, при котором изменение параметров одного кубита оказывает мгновенное влияние на другой, независимо от расстояния между ними. Благодаря этой связи квантовые схемы могут работать как единая система, обеспечивая вычислительные мощности, которые невозможно повторить в привычных архитектурах. В Google отмечают, что важнейшим аспектом нынешнего достижения является возможность независимой верификации результата. Полученные данные не просто демонстрируют теоретическое превосходство, а предоставляют воспроизводимый эксперимент, подтверждающий, что квантовые процессы способны выполнять операции, которые классические суперкомпьютеры эффективно не осилят. Этот прорыв стал возможен благодаря многолетней работе над созданием стабильных кубитов и управлением квантовыми состояниями, что остается одной из самых трудных задач современной физики. Несмотря на сохранение технологических ограничений, сам факт успешного эксперимента говорит о том, что квантовые вычисления перестают быть абстракцией и входят в стадию практических демонстраций.

Другие интересные новости:

▪ По следам мусора

▪ Удобрения из бурого угля

▪ Где искать бесплатный шоколад

▪ Проблемы с цифровыми фотоаппаратами CANON и NIKON

▪ Технология глубинного обучения для анализа временных рядов данных

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Переговорные устройства. Подборка статей

▪ статья Адвокатура и нотариат. Конспект лекций

▪ статья Как юнга Ричард Паркер повторил печальную судьбу своего литературного тезки? Подробный ответ

▪ статья Пожарная безопасность. Справочник

▪ статья Малые антенны: физические ограничения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Палочка наколдовывает конфеты. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026