Резервный преобразователь напряжения

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

В быту нередки случаи, когда неожиданно отключают электроснабжение. В такой ситуации выручить может аварийное электропитание. В качестве первичного источника для него наиболее доступна автомобильная стартерная аккумуляторная батарея напряжением 12 В. Энергии, которую она способна отдать, вполне достаточно для питания в течение нескольких часов телевизора, осветительной лампы и других бытовых приборов.

При разработке аварийного преобразователя обычно возникает проблема получения на его выходе синусоидального напряжения. Но далеко не всем потребителям энергии оно необходимо. Так, лампам накаливания и нагревательным приборам форма напряжения совершенно безразлична, важно, чтобы его эффективное значение было равно номинальному сетевому. В импульсных блоках питания современных телевизоров и компьютеров переменное напряжение предварительно выпрямляется, поэтому необходимо, чтобы его амплитудное значение было таким же, как в сети - в 1,4 раза больше эффективного. Выполненные по традиционным схемам трансформаторные блоки питания многих УМЗЧ. радиоприемников и магнитофонов также способны работать при несинусоидальной форме напряжения.

Предлагаемое устройство генерирует биполярные прямоугольные импульсы амплитудой около 300 В такой скважности, что их эффективное напряжение составляет 220 В. Частота преобразования выбрана равной 80 Гц. что несколько облегчает режим работы трансформаторов питания большинства потребителей. Правда, при такой частоте не будут нормально работать те устройства, в которых имеются электродвигатели переменного тока - проигрыватели грампластинок, катушечные магнитофоны, вентиляторы и некоторые Другие.

В связи со сравнительно низким напряжением первичного источника (12 В) на КПД преобразователя существенно влияет падение напряжения на используемых в нем электронных ключах. Для большинства кремниевых транзисторов характерно напряжение насыщения более 1 В, у германиевых оно значительно меньше. Испытания показали, что наилучшие результаты имеет ключ, выполненный на кремниевом транзисторе с уменьшенным напряжением насыщения - КТ863А и германиевом - 1Т813В. Притоке 10 А падение напряжения на нем не превышает 0,6 В.

Схема аварийного преобразователя для питания бытовой аппаратуры от автомобильной аккумуляторной батареи показана на рис. 1.

(нажмите для увеличения)

Основные технические характеристики

• Напряжение питания, В......12
• Максимальная выходная мощность, Вт......180
• Максимальный потребляемый ток, А......20
• КПД, %......90
• Частота выходного напряжения. Гц......80

На микросхеме DD1 собран задающий генератор. После включения напряжения питания длительность генерируемых им импульсов очень мала. По мере зарядки конденсатора С2 через резистор R4 она увеличивается до рабочей, чем обеспечивается плавный запуск преобразователя.

С каждым импульсом задающего генератора триггер DD2.1 изменяет состояние. Сигналы с его прямого и инверсного выходов поочередно открывают транзисторы VT3 и VT4, управляющие силовыми ключами на транзисторах VT5-VT8. Триггер DD2.2 ограничивает длительность открытого состояния транзисторов. Фронт импульса на выходе элемента DD1.1 устанавливает этот триггер в состояние, соответствующее высокому уровню напряжения на выходе 13. Дифференцирующая цепь C5R7 формирует импульс, сбрасывающий триггер по окончании импульса задающего генератора. Уровень напряжения на выходе 13 становится низким и, благодаря диодам VD6 и VD7, один из транзисторов - VT3 или VT4. который был открыт, закрывается. В рабочем режиме сигналы на выводе 13 DD2 и выводе 3 DDI идентичны.

Напряжение на обмотке 4 -6 трансформатора тока Т1. нагруженной резистором R6, пропорционально току, протекающему через силовые ключи. Если оно превысит 1.2 В. один из транзисторов - VT1 или VT2 (в зависимости от полярности) откроется и сбросит триггер DD2.2. В результате оба силовых ключа будут закрыты. Таким образом осуществляется защита от перегрузки по току. Дроссель L1 ограничивает скорость нарастания тока через силовые ключи. Когда они закрыты, энергия, накопленная в магнитном поле дросселя, возвращается через диод VD8 в источник питания, Диоды VD11, VD12 и цепь R16C7 гасят выбросы напряжения на силовых ключах.

Маломощные узлы преобразователя смонтированы на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Расположение печатных проводников и элементов на плате показано на рис. 2. Силовая часть выполнена навесным монтажом, причем транзисторы VT7 и VT8 снабжены теплоотводами площадью по 160 см2. На тех же теплоотводах установлены диоды VD9 и VD10.

К большинству деталей не предъявляется жестких требований. В качестве С1 не следует применять керамический конденсатор, емкость которого сильно зависит от температуры. Транзисторы VT3 и VT4 должны иметь коэффициент передачи тока не менее 60. При отсутствии транзисторов 1Т813В их заменяют аналогичными с другим буквенным индексом. В крайнем случае можно применить ГТ806А или П210. однако выходная мощность преобразователя в результате такой замены уменьшится. Необходимо будет изменить и порог срабатывания токовой защиты, увеличив номинал резистора R6 до 16 Ом.

Транзисторы КТ863А заменять другими не рекомендуется, в крайнем случае допустимо использовать КТ863Б. Применение транзисторов с более высоким напряжением насыщения отрицательно скажется на КПД преобразователя. Диоды КД2995А допускается заменять на КД2997. КД2999. КД213А.

Трансформатор тока Т1 намотан на Ш-образном магнитопроводе из электротехнической стали сечением 0.56 смг. Обмотка 1 -3 -два витка медной ленты шириной по размеру каркаса и толщиной 0,т. мм с отводом от середины, обмотка 4 -6 - 260 витков провода ПЗВ-1 0,3 мм. также с отводом от середины. Трансформатор Т2 изготовлен на базе ТС-180 от телевизора УНТ-47/59. Его сетевая обмотка служит в преобразователе выходной. Все вторичные обмотки удалены, на их месте намотаны две первичных по 35 витков провода ПЭВ-1 1,6 мм каждая. Годится любой другой трансформатор подходящей мощности, имеющий сетевую обмотку и две на напряжение 8 В каждая. Дроссель L1 намотан на ферритовом магнитопроводе Ш 16x20 с немагнитным зазором 1.1 мм. Его обмотка 1-2 содержит девять витков провода ПЭВ-1 1.6 мм. а 2-3 - 17 витков провода ПЭВ-1 1 мм.

Налаживание преобразователя сводится к установке частоты импульсов задающего генератора. Она должна быть равна 160 Гц при скважности 2. Генератор настраивают, не подавая напряжение питания на силовые ключи. Для этого достаточно разорвать проводник, соединяющий вывод 2 дросселя L1 с положительным полюсом аккумуляторной батареи. Частоту и скважность импульсов контролируют на выводе 3 микросхемы DDI, добиваясь нужных значений подбором резисторов R2 и R3. После этого, восстановив цепь питания ключей, следует убедиться, что эффективное значение выходного напряжения равно 220 В (его следует измерять вольтметром электромагнитной системы, так как обычный авометр выдаст неверные показания). Изменяя сопротивление резистора R3. можно в небольших пределах регулировать выходное напряжение.

Автор: Д.Безик, с.Скрябина Брянской обл.

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Гидрогелевые покрытия из графена и крахмала для имплантатов головного мозга 03.12.2018 Гидрогели представляют собой полимерные сети, способные удерживать большие количества жидкости, когда они находятся в воде, не меняя своих размеров. С добавлением новых компонентов, гидрогели могут приобретать определенные свойства: например, электропроводность. Их применение разнообразно: от садоводства до медицины. В данном случае речь идет именно о медицинском применении. Гидрогелем покрывают нейронные интерфейсы - компоненты, ответственные за электрическое соединение в имплантатах головного мозга, которые взаимодействуют с нервной системой, стимулируя нейроны электрическими импульсами. Полимерная сеть позволяет нейронным интрефейсам - обычно жестким - более мягко взаимодействовать с тканями мозга. Чтобы обеспечить свой гидрогель электропроводностью, ученые из Университета Страны Басков Кроме использовали графен. Этот материал обеспечивает электрические свойства, которые очень подходят для гидрогеля. Есть у него один недостаток: он нелегко стабилизируется в воде. Поэтому ученые использовали экстракты шалфея, чтобы обеспечить графену устойчивость в водной среде. Эти экстракты также делают гидрогель еще более подходящим для использования в медицине, так как они обладают противомикробными и противовоспалительными свойствами. Кроме того, исследователи выбрали для другого гидрогеля биополимер, который до сих пор не использовался для таких структур: крахмал. Разработка уникальна еще и тем, что для получения гидрогеля ученые применили метод клик-химии. Это стратегия, которая в последние годы привлекает внимание научного сообщества, потому что, в отличие от других способов синтеза, клик-химия не использует катализаторы в реакциях. Химические вещества получаются путем соединения между собой отдельных маленьких элементов. Метод не требует затраты большого количества энергии для создания веществ и не оставляет побочных продуктов.

Другие интересные новости:

▪ 27-дюймовый монитор ASUS VA278Q c разрешением 2560х1440 пикселей

▪ Три года под взглядом телекамер

▪ Кольца кальмаров напечатаны на 3D-принтере

▪ Игровые ПК Acer Predator AG3-605

▪ Новую Зеландию поразили 66 тысяч молний

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта История техники, технологии, предметов вокруг нас. Подборка статей

▪ статья Курить фимиам. Крылатое выражение

▪ статья Где можно отправить письмо через подводный почтовый ящик? Подробный ответ

▪ статья Астрограф, прибор для фотографирования звезд. Детская научная лаборатория

▪ статья Измеритель угла ЗСК - приставка к мультиметру. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Разрывание салфетки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026