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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Экологичный пластик, полностью разлагаемый в морской воде 19.12.2024 Проблема загрязнения океанов пластиком достигла критической точки, и поиски экологичных решений стали одной из ключевых задач науки. Японские ученые представили инновационный материал, способный изменить ситуацию. Новый пластик, разработанный из супрамолекулярных полимеров, полностью разлагается в морской воде, не оставляя после себя микропластика, и даже становится питательной средой для морских микроорганизмов. Основой для создания материала стал диацетат целлюлозы, природный полимер, широко используемый в повседневной жизни. Этот полимер, впервые открытый в конце XIX века, до сих пор применяется для изготовления разнообразных изделий - от фотопленки до сигаретных фильтров. В ходе недавних исследований выяснилось, что с незначительной модификацией, называемой вспениванием, диацетат целлюлозы можно превратить в пористый материал, который невероятно быстро разлагается в соленой воде. Главная особенность нового пластика заключается в его молекулярной структуре. В обычных условиях он остается прочным и стабильным, но при контакте с морской водой его молекулярные связи начинают разрушаться, что приводит к полной деградации материала. В результате разложения образуются безопасные для окружающей среды вещества, которые становятся питанием для микроорганизмов. Созданный пластик не только экологичен, но и обладает высокой прочностью, что делает его конкурентоспособным по сравнению с традиционными материалами. Кроме того, он не горюч и не выделяет токсичных веществ, что повышает его безопасность для повседневного использования. Руководитель исследования Такудзо Айда отмечает, что разработка представляет собой новый этап в производстве экологически чистых пластиков, способных выполнять множество функций без вреда для природы. Инновационный материал также выгодно отличается простотой технологии производства, что делает его доступным для массового применения. Ученые подчеркивают, что стоимость производства нового пластика сопоставима с обычными аналогами, а его долговечность и экологическая безопасность значительно выше. Возможности использования такого пластика практически безграничны. От упаковки и одноразовых изделий до промышленного оборудования - новый материал имеет потенциал стать универсальным решением в борьбе с загрязнением океанов. Его внедрение в производство может существенно снизить объем пластиковых отходов, попадающих в природу, и помочь восстановить экосистемы мирового океана. Таким образом, разработка японских ученых открывает новые горизонты для экологичной промышленности. Это не просто шаг вперед в технологии производства пластмасс, но и значительный вклад в сохранение нашей планеты для будущих поколений.

Другие интересные новости:

▪ Умный жилет-поводырь для слабовидящих

▪ Свободное время пагубно влияет на человека

▪ Чистый рот - здоровые сосуды

▪ Стимуляция височных долей коры улучшает память

▪ Кошачий язык вдохновляет ученых на новые открытия

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электробезопасность, пожаробезопасность. Подборка статей

▪ статья Присядем, друзья, перед дальней дорогой. Крылатое выражение

▪ статья Какая знаменитая англоязычная литературная антиутопия содержит много слов русского происхождения? Подробный ответ

▪ статья Ангурия. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Простые охранные устройства для квартиры и дачи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Эффект Томсона. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025