Схема импульсного стабилизатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Схема импульсного стабилизатора ненамного сложней обычного (рис. 1.9), но она более сложная в настройке. Поэтому недостаточно опытным радиолюбителям, не знающим правил работы с высоким напряжением (в частности, никогда не работать в одиночку и никогда не настраивать включенное устройство двумя руками - только одной!), не рекомендую повторять эту схему.

На рис. 1.9 представлена электрическая схема импульсного стабилизатора напряжения для зарядки сотовых телефонов.

Рис. 1.9. Электрическая схема импульсного стабилизатора напряжения для зарядки сотовых телефонов

Схема представляет собой блокинг-генератор, реализованный на транзисторе VT1 и трансформаторе Т1. Диодный мост VD1 выпрямляет переменное сетевое напряжение, резистор R1 ограничивает импульс тока при включении, а также выполняет функцию предохранителя. Конденсатор С1 необязателен, но благодаря ему блокинг-генератор работает более стабильно, а нагрев транзистора VT1 чуть меньше (чем без С1).

При включении питания транзистор VT1 слегка приоткрывается через резистор R2, и через обмотку I трансформатора Т1 начинает течь небольшой ток. Благодаря индуктивной связи, через остальные обмотки также начинает протекать ток. На верхнем (по схеме) выводе обмотки II положительное напряжение небольшой величины, оно через разряженный конденсатор С2 приоткрывает транзистор еще сильней, ток в обмотках трансформатора нарастает, в итоге транзистор открывается полностью, до состояния насыщения. Через некоторое время ток в обмотках перестает нарастать и начинает снижаться (транзистор VT1 все это время полностью открыт).

Уменьшается напряжение на обмотке II, и через конденсатор С2 уменьшается напряжение на базе транзистора VT1. Он начинает закрываться, амплитуда напряжения в обмотках уменьшается еще сильней и меняет полярность на отрицательную. Затем транзистор полностью закрывается. Напряжение на его коллекторе увеличивается и становится в несколько раз больше напряжения питания (индуктивный выброс), однако благодаря цепочке R5, С5, VD4 оно ограничивается на безопасном уровне 400...450 В.

Благодаря элементам R5, С5 генерация нейтрализуется не полностью, и через некоторое время полярность напряжения в обмотках снова меняется (по принципу действия типичного колебательного контура). Транзистор снова начинает открываться. Так продолжается до бесконечности в цикличном режиме.

На остальных элементах высоковольтной части схемы собраны регулятор напряжения и узел защиты транзистора VT1 от перегрузок по току. Резистор R4 в рассматриваемой схеме выполняет роль датчика тока. Как только падение напряжения на нем превысит 1...1,5 В, транзистор VT2 откроется и замкнет на общий провод базу транзистора VT1 (принудительно закроет его). Конденсатор С3 ускоряет реакцию VT2. Диод VD3 необходим для нормальной работы стабилизатора напряжения.

Стабилизатор напряжения собран на одной микросхеме - регулируемом стабилитроне DA1.

Для гальванической развязки выходного напряжения от сетевого используется оптрон VO1. Рабочее напряжение для транзисторной части оптрона берется от обмотки II трансформатора T1 и сглаживается конденсатором С4. Как только напряжение на выходе устройства станет больше номинального, через стабилитрон DA1 начнет течь ток, светодиод оптрона загорится, сопротивление коллектор-эмиттер фототранзистора VO1.2 уменьшится, транзистор VT2 приоткроется и уменьшит амплитуду напряжения на базе VT1.

Он будет слабее открываться, и напряжение на обмотках трансформатора уменьшится. Если же выходное напряжение, наоборот, станет меньше номинального, то фототранзистор будет полностью закрыт и транзистор VT1 будет "раскачиваться" в полную силу.

Для защиты стабилитрона и светодиода от перегрузок по току, последовательно с ними желательно включить резистор сопротивлением 100...330 Ом.

Налаживание

Первый этап: первый раз включать устройство в сеть рекомендуется через лампу 25 Вт, 220 В, и без конденсатора C1. Движок резистора R6 устанавливают в нижнее (по схеме) положение.

Устройство включают и сразу отключают, после чего как можно быстрей измеряют напряжения на конденсаторах С4 и С6 Если на них есть небольшое напряжение (согласно полярности!), значит, генератор запустился, если нет - генератор не работает, требуется поиск ошибки на плате и монтаже. Кроме того, желательно проверить транзистор VT1 и резисторы R1, R4.

Если все правильно и ошибок нет, но генератор не запускается, меняют местами выводы обмотки II (или I только не обоих сразу!) и снова проверяют работоспособность.

Второй этап: включают устройство и контролируют пальцем (только не за металлическую площадку для теплоотвода) нагрев транзистора VT1, он не должен нагреваться, лампочка 25 Вт не должна светиться (падение напряжения на ней не должно превышать пары вольт).

Подключают к выходу устройства какую-нибудь маленькую низковольтную лампу, например, рассчитанную на напряжение 13,5 В. Если она не светится, меняют местами выводы обмотки III. И в самом конце, если все нормально работает, проверяют работоспособность регулятора напряжения, вращая движок построечного резистора R6. После этого можно впаивать конденсатор С1 и включать устройство без лампы-токоограничителя.

Минимальное выходное напряжение составляет около 3 В (минимальное падение напряжения на выводах DA1 превышает 1,25 В, на выводах светодиода - 1,5 В).

Если нужно меньшее напряжение, заменяют стабилитрон DA1 резистором сопротивлением 100...680 Ом. Следующим шагом настройки требуется установка на выходе устройства напряжения 3,9...4,0 В (для литиевого аккумулятора).

Данное устройство заряжает аккумулятор экспоненциально уменьшающимся током (от примерно 0,5 А в начале заряда до нуля в конце (для литиевого аккумулятора емкостью около 1 А/ч это допустимо). За пару часов режима зарядки аккумулятор набирает до 80% своей емкости.

О деталях

Особый элемент конструкции - трансформатор. Трансформатор в этой схеме можно использовать только с разрезным ферритовым сердечником.

Рабочая частота преобразователя довольно велика, поэтому для трансформаторного железа нужен только феррит. Сам преобразователь - одноактный, с постоянным подмагничиванием, поэтому сердечник должен быть разрезным, с диэлектрическим зазором (между его половинками прокладывают один-два слоя тонкой трансформаторной бумаги).

Лучше всего взять трансформатор от ненужного или неисправного аналогичного устройства.

В крайнем случае его можно намотать самому: сечение сердечника 3,5 мм2, обмотка I - 450 витков проводом диаметром 0, 1 мм, обмотка II - 20 витков тем же проводом, обмотка III - 15 витков проводом диаметром 0,6...0,8 мм (для выходного напряжения 4,5 В). При намотке требуется строгое соблюдение направления намотки, иначе устройство будет плохо работать, или не заработает совсем (придется прикладывать усилия при налаживании - см. выше).

Начало каждой обмотки (на схеме) вверху.

Транзистор VT1 - любой мощностью 1 Вт и больше, током коллектора не менее 0,1 А, напряжением не менее 400 В. Коэффициент усиления по току должен быть больше 30.

Идеально подходят транзисторы MJE13003, KSE13003 и все остальные типа 13003 любой фирмы. В крайнем случае, применяют отечественные транзисторы КТ940, КТ969. К сожалению, эти транзисторы рассчитаны на предельное напряжение 300 В, и при малейшем повышении сетевого напряжения выше 220 В они будут пробиваться. Кроме того, они боятся перегрева, т. е. требуется их установка на теплоотвод.

Для транзисторов KSE130O3 и MJE13003 теплоотвод не нужен (в большинстве случаев цоколевка - как у отечественных транзисторов КТ817). Транзистор VT2 может быть любым маломощным кремниевым, напряжение на нем не должно превышать 3 В; это же относится и к диодам VD2, VD3.

Конденсатор С5 и диод VD4 должны быть рассчитаны на напряжение 400.600 В, диод VD5 должен быть рассчитан на максимальный ток нагрузки.

Диодный мост VD1 должен быть рассчитан на ток 1 А, хотя потребляемый схемой ток не превышает сотни миллиампер потому что при включении происходит довольно мощный бросок тока, а увеличивать сопротивление резистора. Для ограничения амплитуды этого броска нельзя - он будет сильно нагреваться.

Вместо моста VD1 можно поставить 4 диода типа 1N4004...4007 или КД221 с любым буквенным индексом.

Стабилизатор DA1 и резистор R6 можно заменить на стабилитрон, напряжение на выходе схемы будет на 1,5 В больше напряжения стабилизации стабилитрона.

"Общий" провод показан на схеме только для упрощения графики, его нельзя заземлять и (или) соединять с корпусом устройства. Высоковольтная часть устройства должна быть хорошо изолирована.

Автор: Кашкаров А.П.

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

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 Микропроцессорные протезы конечностей 29.10.2013 Современные протезы для ног обеспечивают неплохую мобильность для людей, лишенных конечностей. Однако у всех протезов есть один недостаток - они делают походку человека неестественной. В итоге почти половина людей с ампутированными ногами каждый год испытывают сложности с ходьбой, спотыкаются и падают. В настоящее время исследователи из клиники Майо в сотрудничестве с учеными из Мичиганского технологического университета (США) сделали важный шаг для решения этой проблемы. Они создают бионические ноги, которые по ощущениям будут двигаться точно так же, как здоровые ноги. Во время прогулки человек с ампутированной ногой не заметит дискомфорта, а окружающие не заметят никаких особенностей в походке. Весь секрет кроется в лодыжке. Ученые работают над созданием голеностопного протеза, который управляется микропроцессором. Это очень сложный сустав, но инженерам удалось максимально приблизить его подвижность к естественной. Компьютеризированный протез оснащен чувствительным датчиком, который фиксирует давление в нижней части ног и определяет, как человек ходит. Датчик мгновенно посылает сигналы в микропроцессор, который, в свою очередь, регулирует протез так, чтобы походка стала более естественной. В настоящее время протезы с микропроцессорным управлением, доступные людям с ампутированными ногами, могут двигать искусственную ногу только в одном направлении, а это удобно, только если человек идет строго вперед. Но в обычной жизни человек двигается в разные стороны, переступает препятствия, сворачивает, разворачивается и т.д. Новый голеностопный сустав, разработанный инженерами Мичиганского технологического университета и медиками клиники Майо, может перемещаться по двум осям, включая крен в стороны, а также подъем ног вверх и вниз. Кроме того, разработчики переместили механизм управления протезом вверх. Это облегчает пользование протезом, делает его более удобным и простым. Для своего исследования команда спроектировала и построила большую круглую беговую дорожку, по которой роботизированная нога "гуляет" по кругу. В тестах протез мог имитировать человеческую ходьбу по прямой и с поворотами. В настоящее время ученые дорабатывают протез и прикладывают все усилия, чтобы сделать его доступным для людей с ампутированными конечностями. Новый протез не только улучшит маневренность при ходьбе, но также сделает ходьбу более безопасной. Ведь для многих людей с ампутированными ногами падения - обычное явление. Бионическая нога сведет вероятность падения к минимуму.

Другие интересные новости:

▪ Датчик для биометрической аутентификации по дыханию

▪ Беспроводная зарядка на расстоянии до 30 см

▪ Конфеты, восстанавливающие зубную эмаль

▪ Планета с тремя солнцами

▪ Ученые научились стирать воспоминания

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гирлянды. Подборка статей

▪ статья На воре шапка горит. Крылатое выражение

▪ статья Перевод какой книги на языки европейских народов способствовал созданию их национальной письменности и литературного языка? Подробный ответ

▪ статья Продавец, реализующий продукты питания с потреблением на месте. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Антенна для полевого дня. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья По окрашиванию пламени различаем вещества. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026