Повышающий DC/DC преобразователь напряжения, 12/300 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

В состав практически каждого ИИП входит двухполупериодный выпрямитель, преобразующий переменное напряжение сети 220 В в постоянное 310 В (исключение составляют лишь маломощные ИИП, в которых иногда применяют однополупериодный выпрямитель). Это означает, что для питания таких ИИП нет необходимости формировать синусоидальное напряжение 220 В и частотой 50 Гц, а достаточно постоянного напряжения 310 В, что существенно упрощает конструкцию преобразователя.

Предлагаемый DC/DC преобразователь позволяет питать от бортовой сети автомобиля или другого источника постоянного напряжения 12 В любое сетевое электрооборудование с потребляемой мощностью не более 50 Вт, имеющее в своем составе ИИП. Преобразователь имеет небольшие габариты и вес, высокие надежность и КПД при низкой стоимости и простоте конструкции. Недостатки - отсутствие гальванической развязки цепи выходного постоянного напряжения 310 В от источника питания 12 В и небольшая мощность. Схема преобразователя приведена на рис. 1.

(нажмите для увеличения)

Технические характеристики:

• входное напряжение, В.....10,5...15
• частота преобразования, кГц.....40
• выходное напряжение, В ...300...310
• ток, потребляемый в отсутствие нагрузки, мА.....38
• максимальная долговременная мощность нагрузки, Вт.....50
• КПД (при входном напряжении 11,7 В и мощности нагрузки 32 Вт),%.....92

Устройство построено по классической схеме двухтактного преобразователя с выводом средней точки первичной обмотки повышающего трансформатора Т1. Основа устройства - двухтактный ШИ контроллер DA1. выход которого включен по схеме эмиттерного повторителя. Частота преобразования составляет около 40 кГц, она задана резистором R3 и конденсатором С3. Плавный пуск преобразователя обеспечивается элементами R4, R7, С9, VT7. Это защищает плавкую вставку FU1, переключательные транзисторы VT5, VT6 и выпрямительные диоды VD7- VD10 от перегрузки во время переходного процесса, когда сглаживающие конденсаторы С18-С20 заряжаются. При подаче питающего напряжения конденсатор С9 заряжается, транзистор VT7 в этот момент закрыт.

По мере зарядки конденсатора транзистор VT7 открывается и напряжение на входе компаратора "мертвого времени" (вывод 4DA1) уменьшается. За счет этого коэффициент заполнения импульсов контроллера плавно увеличивается от нуля до максимального значения (48%). Данное решение, в отличие от обычно применяемой RC-цепи, позволяет получить максимальную скважность управляющих импульсов за счет крайне малого сопротивления сток-исток транзистора VT7 в открытом состоянии. Диод VD2 ускоряет разрядку конденсатора С9 при отключении питающего напряжения.

Транзисторы VT1, VT2, а также VT3, VT4 - эмиттерные повторители, которые обеспечивают быструю перезарядку емкости затворов полевых транзисторов VT5, VT6. Диоды VD3, VD4 шунтируют резисторы R8, R9 в цепях затворов, ускоряя процесс закрывания этих транзисторов, уменьшая тем самым потери при переключении. Для ограничения выбросов напряжения на стоках транзисторов VT5, VT6 до безопасного значения установлены ограничительные диоды VD5, VD6.

Для стабилизации выходного напряжения применена обратная связь по напряжению на встроенный в ШИ контроллер DA1усилитель сигнала ошибки. Выходное напряжение преобразователя через резистивный делитель R14R15 поступает на неинвертирующий вход этого усилителя (вывод 1 DA1). На инвертирующий вход усилителя (вывод 2) через резистор R1поступает напряжение со встроенного источника образцового напряжения (5 В) с вывода 14 DA1. Повышение выходного напряжения приводит к линейному уменьшению длительности импульсов на выводах 9 и 10 ШИ контроллера DA1, что приводит к уменьшению выходного напряжения, т.е. его стабилизации.

С помощью резисторов R1 и R2 установлен коэффициент усиления встроенного усилителя сигнала ошибки, равный примерно десяти. Это позволило не допустить существенной разницы в длительности управляющих импульсов на выводах 9 и 10 ШИ контроллера.

На элементах DA2, HL1, R10-R13 выполнен узел контроля разрядки аккумуляторной батареи. Питающее напряжение с делителя R10, R11 поступает на управляющий вход микросхемы DA2 - параллельного стабилизатора напряжения, который применен в качестве компаратора

При напряжении на управляющем входе более 2,5 В через светодиод HL1 протекает ток, свечение которого сигнализирует о нормальном напряжении аккумуляторной батареи, а отсутствие свечения - о ее разрядке. Диод VD1 защищает устройство от неправильной полярности питающего напряжения - в случае возникновения такой ситуации сгорает плавкая вставка FU1. Питающее напряжение на ШИ контроллер DA1 поступает через фильтр питания L1C4C6.

В устройстве применены резисторы МЛТ, С2-23, оксидные конденсаторы - импортные, конденсаторы С1- С3 - K10-17, остальные - керамические для поверхностного монтажа типоразмера 0805 или 1206. Транзисторы IRF3205 заменимы на IRFI3205 или IRL3705N. транзисторы 2SC3205 и 2SA1273 - на КТ961 и КТ639 соответственно (с любыми буквенными индексами). В последнем случае желательно подобрать экземпляры со статическим коэффициентом усиления по току не менее 100. Диоды 1.5КЕ36А можно заменить на диоды 1.5КЕ39А, 1.5КЕ47А или Р6КЕ36А, Р6КЕ39А, Р6КЕ47А, a UF2007 - на FR207 или HER207. Полными аналогами ШИ контроллера TL494CLP являются микросхемы. КА7500 и КР1114ЕУ4. После монтажа транзисторов VT5 и VT6 на плату к ним через изолирующие теплопроводящие прокладки крепят общий теплоотвод. представляющий собой алюминиевую пластину размерами 50х20 мм и толщиной 2...4 мм. Для трансформатора Т1 применен Ш-образный магнитопровод типа El сечением 10х7 мм от блока питания IBM PC AT.

В первую очередь на каркас наматывают обмотку II, содержащую 182 витка провода ПЭВ-2 0,25мм, каждый из слоев изолируют калькой. Для обмотки I использованы пять скрученных проводов ПЭВ-2 0,44 мм, она содержит 14 витков с отводом от середины.

После намотки всю катушку пропитывают шеллаком. Для ускорения его высыхания можно прогреть катушку, пропуская через обмотку II постоянный ток 0,3...0,4 А. В этот момент в катушке не должно быть магнитопровода. Для получения максимальной индуктивности обмоток обе части магнитопровода склеивают шеллаком, в котором размешан ферритовый порошок. После высыхания магнитопровод обматывают несколькими слоями бумажной липкой ленты. индуктивность каждой половины обмотки I трансформатора Т1 должна быть не менее 130 мкГн.

Все элементы преобразователя, за исключением светодиода, диода VD1, держателей плавких вставок, выключателя питания, входных и выходных гнезд, установлены на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, чертеж которой показан на рис. 2.

Плата установлена в корпус размерами 154x64x39 мм - он самодельный и склеен из листового полистирола толщиной 2 мм. Светодиод, держатели плавких вставок, выключатель питания, входные и выходные гнезда установлены в отверстия на боковых стенках корпуса (рис. 3).

Диод VD1 - на выводах выключателя питания SA1 и держателя плавкой вставки FU1. В крышке корпуса сделаны вентиляционные отверстия (рис. 4).

Налаживание преобразователя сводится к проверке выходного напряжения, без подключенной нагрузки, которое должно быть в интервале 300...310 В. При необходимости его изменяют подборкой резистора R15.

Для налаживания узла контроля разрядки аккумуляторной батареи необходимо подобрать резистор R11 так, чтобы при уменьшении напряжения питания до 10,8 В светодиод HL1 погас.

Автор: Беляев С.

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Связь между кофе, жиром и половыми гормонами 12.09.2026

Кофе давно стал привычной частью повседневной жизни миллионов людей. Его чаще всего связывают с повышением бодрости и улучшением концентрации, однако воздействие этого напитка на организм значительно сложнее. В последние годы специалисты все чаще изучают возможные связи между употреблением кофе, обменом веществ и гормональной регуляцией. Новое исследование ученых из Финляндии позволило обнаружить несколько любопытных закономерностей, касающихся жировой ткани, мышечной массы и половых гормонов. Исследователи из Университета Оулу проанализировали данные 2264 человек в возрасте 46 лет. Участники отличались по привычному количеству потребляемого кофе, и ученые сопоставили эти сведения с показателями состава тела, обмена глюкозы и инсулина, а также концентрациями половых гормонов. Полученные результаты указывают на связь между более высоким употреблением кофе и некоторыми особенностями метаболического профиля. При этом специалисты подчеркивают, что обнаруженные закономерности еще не дока ...>>

Умные паруса для торгового флота 12.09.2026

Морское судоходство остается одной из важнейших составляющих мировой экономики, но его зависимость от ископаемого топлива создает серьезные экологические и экономические проблемы. Поэтому разработчики судовых технологий ищут способы использовать возобновляемые источники энергии непосредственно во время плавания. Одним из наиболее перспективных направлений считается применение ветра, однако для его широкого внедрения недостаточно просто установить на судне парус или роторный движитель. Норвежская компания Kongsberg Maritime и консорциум морских предприятий и научно-исследовательских организаций решили объединить ветровую тягу с интеллектуальными системами управления судном в рамках проекта WINTEGRATE. Главная задача новой инициативы заключается в ускорении внедрения ветровых движительных систем, известных как WAPS, в коммерческое судоходство. Участники проекта рассчитывают добиться заметного сокращения расхода топлива и связанных с ним выбросов, сделав энергию ветра практичным дополн ...>>

Картофель фри и риск диабета 11.09.2026

Картофель давно стал одним из наиболее распространенных продуктов питания в мире, однако отношение к нему со стороны специалистов по питанию остается неоднозначным. Сам овощ содержит полезные питательные вещества, но его воздействие на организм во многом определяется тем, что происходит с ним во время приготовления. Новое крупное исследование Гарвардской школы общественного здоровья им. Т.Х. Чана показывает, что особенно заметную роль в этом вопросе может играть способ термической обработки. Картофель занимает важное место и в рационе жителей США: в среднем один американец съедает около 22 килограммов этого овоща в год. Исследователи решили выяснить, одинаково ли различные блюда из картофеля связаны с риском развития заболеваний. Результаты работы были опубликованы в научном журнале BMJ и показали существенную разницу между привычными способами приготовления одного и того же продукта. Наиболее неблагоприятный результат специалисты обнаружили для картофеля фри. У людей, которые уп ...>>

Случайная новость из Архива Встраиваемая умная бытовая техника Samsung 11.10.2016 Концепция умного дома в полноценном ее исполнении - недалекое будущее, которое потихоньку наступает уже сейчас. Уже сегодня при желании большую часть техники можно настроить так, чтобы вся она управлялась посредством какого-то одного концентратора со смартфона. Но все-таки пока выбор такой техники не очень велик. Особенно, что касается умной бытовой техники. Еще сложнее, когда речь о встраиваемой. Компания Samsung представила новую линейку подобных устройств, которая будет доступна для покупки с ноября. В новую линейку входят газовая, электрическая и индукционная варочные панели, вытяжка, духовые шкафы, посудомоечная машина и осветительные приборы. Все новинки оснащены модулями Wi-Fi, что позволяет управлять ими либо непосредственно со смартфона, либо сначала подключить к какому-либо концентратору. Также устройства оснащены модулями Bluetooth и умеют обмениваться данными между собой. Это позволяет, к примеру, настроить автоматическое включение вытяжки либо только ее подсветки при активации варочной поверхности. Духовые шкафы стартуют с отметки $2200, за газовую варочную поверхность просят минимум $1200, индукционная обойдется не менее чем в $2100, а электрическая - в сумму от $1100.

Другие интересные новости:

▪ Новые импульсные преобразователи RECOM с увеличенным выходным током

▪ 4 января Земля максимально сблизится с Солнцем

▪ Фильтр на графене задерживает все, кроме воды

▪ Телевизоры Philips на Android

▪ Жук-шпион

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Легкость необыкновенная в мыслях. Крылатое выражение

▪ статья Где припаркован лайнер Boeing, в котором можно снять номер? Подробный ответ

▪ статья Наладчик смонтированного газобаллонного оборудования автотранспорта. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Асинхронные электродвигатели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Мокрый локоть. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026