Малогабаритный мощный преобразователь напряжения

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

Для питания некоторых радиоэлектронных устройств требуется постоянное напряжение более 12 В. Поэтому при эксплуатации подобной аппаратуры, например, в автомобиле или от автомобильного аккумулятора необходим соответствующий преобразователь напряжения. На основе современных микросхем и полевых транзисторов можно собрать экономичный преобразователь напряжения, габариты которого будут определяться в основном трансформатором. Вниманию читателей предлагаем один из вариантов такого преобразователя.

Схема преобразователя постоянного напряжения в постоянное большего значения показана на рис. 1. Он собран на микросхеме КР1211ЕУ1 [1] и полевых транзисторах IRLR2905 [2]. Эти транзисторы обладают очень малым сопротивлением открытого канала (примерно 0,027 Ом), обеспечивают протекание большого тока (не менее 26 А) и управляются сигналами с логическими уровнями цифровых микросхем. В большинстве случаев их можно использовать без теплоотводов, уменьшив тем самым габариты преобразователя.

(нажмите для увеличения)

Микросхема DA2 формирует управляющие импульсные сигналы для полевых транзисторов, их частоту определяют параметры частотозадающей цепи R3C12. Управляющие импульсы формируются так, что между ними существует пауза. Вследствие этого исключается протекание сквозного тока через транзисторы и повышается КПД преобразователя. Транзисторы коммутируют первичную обмотку повышающего трансформатора Т1. Напряжение вторичной обмотки выпрямляет диодный мост VD1-VD4 и сглаживает фильтр C13C14L2C15. Здесь дроссель в основном обеспечивает подавление в выходном напряжении высокочастотных гармоник.

Напряжение питания управляющей микросхемы DA2 предварительно сглажено фильтром L1C9 и стабилизировано интегральным стабилизатором напряжения DA1. Цепь R2C11 обеспечивает запуск микросхемы при включении питания. На реле К1 собрано устройство защиты преобразователя от перегрузки. Когда потребляемый ток увеличится сверх установленного уровня, контакты реле К1.1 замкнутся, на вход FC микросхемы DA2 поступит высокий логический уровень и на ее выходах установится низкий логический уровень - транзисторы закроются и работа преобразователя прекратится. Для его повторного запуска надо выключить и снова включить питание.

При необходимости можно ввести светодиодную индикацию работы преобразователя. Для этого цепи из светодиода и токоограничивающего резистора подключают параллельно конденсаторам С1 (контроль наличия входного напряжения) и С15 (контроль наличия выходного напряжения).

В устройстве микросхему 78L05 (DA1) допустимо заменить на КР1157ЕН502А, 78М05, КР142ЕН5А, оксидные конденсаторы желательно использовать танталовые для поверхностного монтажа или серий К52, К53, однако размеры платы в этом случае, возможно, придется увеличить, неполярные конденсаторы - К10-17В или К10-17а с выводами минимальной длины. Резисторы - МЛТ, С2-33, дроссель L1 - ДМ-0,1 индуктивностью 50...100 мкГн. Дроссель L2 наматывают на кольцевом магнитопроводе К20х12х6 из феррита 2000НМ, его обмотка содержит 5 витков провода МГТФ 0,75, а индуктивность составляет около 50 мкГн.

Светодиоды можно применить любые, а сопротивление и мощность токоограничивающих резисторов выбирают исходя из тока, протекающего через них. Выключатель SA1 - П2Т. Токовое реле К1 - самодельное, обмотка выполнена из медного изолированного провода диаметром 2 мм, намотанного на оправке диаметром 3...4 мм, внутрь которой вставлен геркон КЭМ2 (такие применяют, наприме, в реле РЭС44). Примерное число витков для тока 7 А - 4, а для 10 А - 3. Чувствительность реле можно плавно регулировать, изменяя положение геркона в катушке, после окончательного налаживания геркон фиксируют клеем.

Трансформатор Т1 выполнен на двух склеенных кольцевых магнитопроводах К45х28х12 из феррита 2000НМ-17, острые края колец необходимо обязательно скруглить. Обе обмотки намотаны проводом МГТФ 0,75. Первичная содержит 5 витков из восьми сложенных вместе проводников, ее разделяют на две части и начало одной соединяют с концом второй. Вторичная обмотка для выходного напряжения 32 В содержит 15 витков в два провода. Для других значений выходного напряжения число витков вторичной обмотки следует пропорционально изменить.

Большинство деталей размещают на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2. Черным цветом выделены участки фольги, которые необходимо удалить. Все элементы монтируют со стороны печатных проводников. Вторая сторона оставлена металлизированной и соединена с общим проводом первой стороны. Для этого в показанные на чертеже сквозные отверстия вставляют отрезки луженого провода и припаивают с двух сторон платы. Выводы первичной обмотки трансформатора следует припаивать ближе к стоковому выводу транзистора, поскольку они будут обеспечивать дополнительный теплоотвод.

Налаживание начинают с установки частоты преобразователя, ее можно контролировать на одном из выходов микросхемы DA2 осциллографом или частотомером. Частота, рекомендуемая для используемых ферритовых магнитопроводов, - 80...100 кГц, ее устанавливают подбором емкости конденсатора С12 или сопротивления резистора R3 (его номинал желательно изменять в большую сторону). Для уменьшения помех преобразователь помещают в металлический корпус.

Испытания устройства показали, что при токе нагрузки 3 А (выходная мощность - около 100 Вт) КПД преобразователя составляет примерно 91...92 %. Полевые транзисторы нагреваются незначительно, выпрямительные диоды - заметно теплее. Поэтому КПД можно еще повысить, если вместо КД213А применить быстродействующие выпрямительные диоды Шотки. Если снабдить транзисторы теплоотводами и увеличить габариты трансформатора, мощность преобразователя можно повысить в несколько раз.

Литература

1. Гореславец А. Преобразователи напряжения на микросхеме КР1211ЕУ1. - Радио, 2001, № 5,0.42,43.
2. Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы International Rectifier. - Радио, 2001, № 5, с. 45.

Автор: И.Нечаев, г.Курск

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 К вопросу о трансгенных продуктах 05.12.2004 В научных лабораториях и на страницах печати продолжаются споры о том, вредны ли для здоровья генетически измененные пищевые продукты. Первые конкретные данные, говорящие о том, что какое-то необычное влияние на организм такие продукты все же оказывают, получили биологи из университета Урбино (Италия). Они кормили группу мышей генетически измененными соевыми бобами, от растений, которые генно-инженерными методами сделали невосприимчивыми к насекомым-вредителям, а контрольная группа получала обыкновенную сою. Затем экспериментаторы изучили печень мышей - этот орган реагирует на поступление в организм вредных веществ одним из первых. Оказалось, что у тех мышей, которые получали генетически модифицированную сою, ядра в клетках печени приобрели неправильную форму. Кроме того, в клетках увеличилось количество микрофибрилл - микроскопических волокон, состоящих из белковых молекул. Оба признака говорят об усилении обмена веществ в печени, но каков механизм этого усиления и насколько это явление опасно, пока не известно.

Другие интересные новости:

▪ MAX30205 - медицинский цифровой датчик температуры

▪ Флуоресцентное свечение для поиска внеземной жизни

▪ Смартфон Smartisan T2

▪ Беспилотники Google спасут животных от вымирания

▪ 88-дюймовый дисплей OLED 8K от LG

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Программа-максимум. Программа-минимум. Крылатое выражение

▪ статья Почему на Рождество наряжают деревья? Подробный ответ

▪ статья Рихтовщик кузовов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Печатные платы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Заземление и защитные меры электробезопасности. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025