Преобразователь напряжения для питания от гальванического элемента электронных приборов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

Преобразователи напряжения в основном собирают по схеме с обратной связью по напряжению (схема Роэра). Но при питании от низковольтного источника тока данную схему нецелесообразно использовать ввиду плохих условий самовозбуждения и низкого КПД. В этом случае лучше применять преобразователь напряжения по схеме, изображенной на рис. 1.

Преобразователь собран по схеме с обратной связью по току нагрузки и имеет ряд особенностей. В трансформаторе преобразователя отсутствуют базовые обмотки. Выходной ток является током базы транзисторов VT1 и VT2. Выходное напряжение преобразователя (на конденсаторе С2) равно сумме напряжений выпрямленного с обмотки 4-7 трансформатора Т1 и входного. Устойчивая работа и надежный запуск генератора в этой схеме возможны при напряжении питания более 0,9 В. Положительная обратная связь по току нагрузки способствует уменьшению коммутационных потерь и увеличению КПД.

К недостаткам схемы следует отнести наличие гальванической связи между источником питания и нагрузкой. Так как ток нагрузки протекает через переход база-эмиттер транзисторов, то их максимально допустимый ток базы должен быть больше тока нагрузки. Обмотка 5-6 трансформатора Т1 позволяет уменьшить напряжение на базе закрытого транзистора до допустимого.

При обработке схемы я использовал трансформаторы с различными моточными данными. Первый вариант трансформатора имеет следующие данные: обмотки 1-2, 2-3 по 10+10 витков; обмотки 4-5, 6-7 по 80+80 витков; обмотка 5-6 20 витков. Второй вариант трансформатора имеет соответственно следующее количество витков: 1-2, 2-3 - 5+5; 4-5, 6-7 - 43+43; 5-6 - 10. Для обмоток использован провод ПЭВ-2 0 0,31 мм. Магнитопровод трансформатора - ферритовое кольцо К20х12х6 М2000НМ1. Результаты испытаний при разных сопротивлениях нагрузки приведены в таблице, где RH - сопротивление нагрузки; Uн - напряжение на нагрузке; Рн - мощность, потребляемая нагрузкой; Ро - мощность, потребляемая от источника питания; Fr - частота преобразования.

Как видно, более высокой частоте преобразования (меньшее количество витков трансформатора) соответствует меньший КПД преобразователя.

Детали. Транзисторы VT1 и VT2 с большим запасом по току базы, их вполне можно заменить на КТ814. Диоды VD1 и VD2 можно заменить на другие выпрямительные, хорошо выпрямляющие ток на частоте преобразования, еще лучше применить германиевые Д310 (при этом повысится КПД преобразователя), но в данное время они большая редкость. Конденсатор С1 типа К50-16 или К50-35. Конденсатор С2 должен хорошо работать на высокой частоте, например, К53-14 и ему подобные. Трансформатор Т1, как отмечалось выше, намотан на ферритовом кольце. Перед намоткой обмоток трансформатора кольцо необходимо обмотать одним слоем лакоткани или фторопластовой ленты. Можно использовать кольца другого типоразмера, учитывая, что габаритная мощность трансформатора должна быть больше мощности, потребляемой нагрузкой. При уменьшении магнитной проницаемости увеличивается частота преобразования. Обмотки равномерно распределить по кольцу.

Для преобразователя разработана печатная плата. Расположение радиоэлементов на плате показано на рис.2, соединение деталей печатными проводниками на обратной стороне платы - на рис.3.

Налаживание. Без нагрузки преобразователь не работает, поэтому необходимо подключить к выходу преобразователя резистор сопротивлением 1...3 кОм. При соблюдении начала и конца обмоток преобразователь легко запускается от 0,9 до 1,5 В. Осциллографом следует проконтролировать форму напряжения на анодах диодов или базах (коллекторах) транзисторов. В этих точках должны быть прямоугольные импульсы. Если они отсутствуют или искажены (с выбросами), необходимо проверить правильность соединения обмоток трансформатора и полярность включения диодов. Необходимо учесть, что при повторении конструкции параметры преобразователя могут отличаться от приведенных в таблице, так как ферриты имеют отклонения магнитной проницаемости от номинальной, количество витков может незначительно не соответствовать авторской конструкции.

При критичности нагрузки к стабильности питающего напряжения преобразователь необходимо дополнить стабилизатором напряжения. Для питания радиоприемной аппаратуры преобразователь следует тщательно экранировать и дополнить фильтром. Фильтр лучше всего использовать транзисторный. Схемы этих фильтров и методика расчета приведены в [1,2]. Данный преобразователь напряжения при питании от одного элемента типа 373 при токе нагрузки 10...12 мА позволяет питать электронную схему в течение 20 ч [3].

Характеристики преобразователя улучшаться (в частности, КПД) при питании от источника напряжением 3 В. Моточные данные трансформатора для этого случая следующие: обмотки 1-2, 2-3 по 10 витков, обмотки 4-5, 6-7 по 35 витков, обмотка 5-6 по 10 витков провода ПЭВ-2 0 0,31 мм.

Литература

1. Векслер Г.С, Штильман В.И. Транзисторные сглаживающие фильтры. - М.: Энергия, 1979.
2. Медведев И. Транзисторные сглаживающие фильтры//Радио - 1991.- №8.- С.32-34.
3. Давтян Г., Есаян Л., Пилюс Н. Гальванические элементы "Орион М", "Юпитер М", "Уран М"//Радио.- 1983- №8.- С.46-48.

Автор: О.В.Белоусов, г.Ватутино, Черкасская 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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива 3D-очки для телевизора без пульта 17.02.2014 Ученые разработали прототип 3D-очков, способных "подстраиваться" под изображение на разных экранах, и которые могут пригодиться для просмотра трехмерных телепередач без использования пульта управления. Российские физики разработали прототип 3D-очков, способных "подстраиваться" под изображение на разных экранах, и которые могут пригодиться для просмотра трехмерных телепередач без использования пульта управления телевизором, сообщает агентство научной информации "ФИАН-Информ". Для получения трехмерного изображения в настоящее время широко используются стереоскопические очки на основе так называемых нематических жидких кристаллов (НЖК). Но такие очки в силу свойств НЖК неудобны для восприятия непрерывной телекартинки, более того, возможно нежелательное наложение "остатка" изображения, "предназначенного" для одного глаза, на изображение в другом глазу. Эту проблему позволяет устранить использование в качестве основы для 3D-очков жидкокристаллических кристаллов другого типа - смектиков (СЖК). Такую идею предложил коллектив ученых из Физического института имени Лебедева Российской академии наук (ФИАН), Института общей физики имени Прохорова РАН и Научно-исследовательского института системных исследований (НИИСИ) РАН. Результаты исследований показали, что благодаря применению смектиков в жидкокристаллических ячейках, составляющих ЖК-дисплей, можно получать четкое цветное изображение. "Это позволяет мечтать о создании телевизора для всей семьи. На его экране вперемешку могут меняться кадры самых разных ТВ-передач, из которых очки отца, к примеру, будут "выбирать" трансляцию футбольного матча, очки матери - сериал, а ребенка - мультфильм. То есть каждый член семейства со своими очками и беспроводными наушниками будет видеть на одном и том же экране совершенно разные программы", - поясняют исследователи.

Другие интересные новости:

▪ Скоростной роутер Asus RT-AC3200

▪ Состояние сверхтвердости получено в экспериментальных условиях

▪ Мобильный телефон для навигационных систем

▪ Поставлен рекорд скорости вращения

▪ Генератор, работающий на воздухе

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрические счетчики. Подборка статей

▪ статья Паскаль Блез. Биография ученого

▪ статья Кто и когда сумел продать в интернете миллион пикселей по цене доллар за штуку? Подробный ответ

▪ статья Кроталярия ситниковая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Автомобильная антенна диапазона 144 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Загадка стеклянного цилиндра. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025