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:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Случайная новость из Архива Тишина после снегопада 14.01.2023 Снежные зимы - сами собой прекрасны, однако многие из нас могли заметить, что после снегопада на улице происходит что-то волшебное - наступает необычная тишина, которую вряд ли мы могли бы наблюдать в любой другой день. Своеобразная тишина частично связана с меньшей активностью человека, который невольно наступает после снегопада, но не только. Этот эффект также частично связан с эффектом акустического демпфирования снега. Сегодня ученые решили пролить свет на этот "волшебный эффект". Выход на улицу после снегопада вполне может показаться "волшебным", потому что эффект от заснеженных ландшафтов существенно подчеркивается изменением звукового ландшафта - кажется, что на улице внезапно стихает все. Этот интересный эффект всепоглощающей тишины частично связан со снижением активности человека - на улице меньше людей, меньше движения на дорогах. Кроме того, останавливаются строительные площадки, откладывается ремонт дорог и умолкают другие источники антропогенного шума. Даже пение птиц все равно приглушено. Однако американские ученые отмечают, что это не все. Тишина после снегопада также связана с тем, что снег, по сути, имеет акустический демпфирующий эффект - то есть он приглушает эхо, обычно отражающееся от земли и других поверхностей. Дело в том, что снег состоит из кристаллов льда, являющихся хорошей звукоизоляцией. Однако в этом случае они неплотно упакованы вместе с большим количеством снега - получаемый ячеистый материал является хорошим звукоизолятором. Еще в 2008 году специалисты провели исследование на Аляске. Тогда эксперимент показал, что холостой выстрел из пистолета на заснеженной поверхности ослабляется на 30 дБ - по сути это эквивалентно разнице между разговором и шепотом. Немаловажную роль в создании "тишины после снегопада" играет преломление звука. Это объясняется тем, что во время снегопада у земли теплее воздуха, а над ней холоднее. Именно эта комбинация заставляет звук преломляться, сгибая его вверх - это снижает громкость, которая передается на уровне земли. В то же время, если снег частично растает и замерзнет, это может улучшить отражение. Исследователи отмечают, что жуткая тишина после снегопада, как правило, представляет собой короткую паузу перед возобновлением "шумных работ".

Другие интересные новости:

▪ MCP1811/12 - семейство линейных регуляторов с ультранизким током покоя

▪ Angry Birds принесла $67,6 млн. дохода

▪ Смоделировано столкновение протонов

▪ Медленные часы оленя

▪ Компьютер размером в 1 кубический мм

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Стабилизаторы напряжения. Подборка статей

▪ статья Боги судили иначе. Крылатое выражение

▪ статья Какое азиатское государство стало независимым помимо своей воли? Подробный ответ

▪ статья Работник, связанный с жидкими и твердыми радиоактивными отходами на загрязненной радионуклидами местности. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Антенна для диапазона 160 м с низкой высотой подвеса. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пять этажей. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025