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:

Кратковременное голодание и работа мозга 25.11.2025

На фоне роста популярности интервального голодания многие опасаются, что отказ от еды на несколько часов может обернуться снижением концентрации, ухудшением памяти и общим "затуманиванием" сознания. Однако современные исследования позволяют иначе взглянуть на эту тему. Научный обзор, включивший свыше семидесяти независимых экспериментов и более 3,5 тысячи участников, показал: здоровые взрослые, которые не ели от десяти до двенадцати часов, выполняли когнитивные тесты так же качественно, как и те, кто принимал пищу перед испытанием. Память, скорость реакции, логическое мышление и внимание оставались на прежнем уровне, что опровергает распространенный бытовой миф. Доктор Дэвид Моро, профессор психологии из Университета Окленда в Новой Зеландии, подчеркивает, что представления о "головной туманности" во время голода часто оказываются преувеличенными. Он отмечает, что люди склонны связывать чувство голода с низкой энергией, раздражительностью и невозможностью сосредоточиться, хотя че ...>>

Умная розетка TP-Link Tapo P410M 25.11.2025

Компания TP-Link выпустила на рынок новую уличную розетку Tapo P410M. Она получила поддержку универсального стандарта Matter и стала еще одним шагом в сторону единой экосистемы умных устройств. Особенность Tapo P410M заключается в том, что она рассчитана на работу в сложных климатических условиях. Устройство функционирует при температуре от -20 до +50 °C и защищено от дождя, влаги и пыли по стандарту IP54. Благодаря этому розетка безопасно используется на открытом воздухе, будь то внутренний двор, садовая зона или наружное освещение возле дома. Компания TP-Link также акцентировала внимание на удобстве подключения. Розетка поддерживает Wi-Fi 2,4 ГГц и Bluetooth LE, что избавляет от необходимости покупать отдельный хаб. Настройка выполняется через фирменное приложение Tapo или с использованием QR-кода на корпусе, что особенно удобно при установке в труднодоступных местах. После первичной конфигурации управление устройством доступно из приложения или с помощью голосовых помощников A ...>>

Игровой монитор Sony PlayStation Gaming Monitor 24.11.2025

На презентации State of Play компания Sony представила устройство, которое может изменить представления о фирменной экосистеме PlayStation, - свой первый игровой монитор под этим брендом. PlayStation Gaming Monitor, как официально назвали новинку, ориентирован сразу на две аудитории: владельцев консолей и пользователей ПК. Для компьютерных систем, включая macOS, поддерживается частота обновления до 240 Гц с технологией переменной частоты VRR, а для консолей PlayStation 5 и PlayStation 5 Pro частота ограничена 120 Гц, что соответствует архитектуре и возможностям самих приставок. Основу устройства составляет 27-дюймовая IPS-панель с разрешением QHD 2560?1440 пикселей, обеспечивающая высокую четкость и широкий угол обзора. Отдельное внимание продукция заслужила благодаря функции, не встречавшейся ранее в мониторах Sony. В нижней части корпуса находится встроенная выдвижная док-станция для беспроводной зарядки контроллеров DualSense. Такой подход позволяет избавиться от отдельных зар ...>>

Случайная новость из Архива Китайский аналог GPS 02.01.2013 Китайская народная республика официально открыла для публичного использования в азиатско-тихоокеанском регионе свою альтернативу системам глобального позиционирования GPS и ГЛОНАСС под названием Бейду (BeiDou Navigation Satellite System, сокращенно BDS). Название системы Бейду с китайского переводится как созвездие Большая Медведица. Ранее доступ к ней был ограничен только для военных и правительственных учреждений КНР. Представители официальных кругов страны заявили, что к 2020 году процент использования в Поднебесной национальной системы позиционирования составит 70-80%. Аналитики утверждают, что в 2011 году доля системы GPS на местном рынке составляла 95%. Бейду позволяет определять местонахождение пользователя с точностью до 10 метров, а скорость движения с точностью до 20 сантиметров в секунду. Время синхронизации сигнала составляет около 50 наносекунд. Впрочем, пока стоимость электронной начинки для системы Бейду в несколько раз превосходит аналогичные решения для GPS. Однако цены имеют тенденцию падать, и китайское правительство верит в то, что местные производители быстро освоят производство массовых потребительских систем для Бейду. В настоящее время на орбите находится шесть спутников системы Бейду. Власти КНР планируют довести группировку до 46 спутников в течение ближайшего десятилетия. Первый спутник системы BDS был запущен Китаем в 2000 году. Последний из текущей группировки был выведен на орбиту 25 октября 2012 года. Предварительная версия Бейду использовалась с 2003 года для контроля дорожного движения, синоптики и нужд национальных спасательных служб.

Другие интересные новости:

▪ Антидепрессанты против алкоголизма

▪ Honeywell и Crossbow создают беспроводную измерительную продукцию

▪ Секрет жидкости, которая лучше всего утоляет жажду

▪ Графен для микрочипов

▪ Чтение в детстве способствует улучшению когнитивных способностей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Над кем смеетесь? Над собой смеетесь! Крылатое выражение

▪ статья Кто сделал первые очки? Подробный ответ

▪ статья Измерение расстояний до недоступных предметов. Советы туристу

▪ статья Генератор на PIC16F84A и AD9850. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Предварительный усилитель класса HI-FI. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025