Резервный источник питания, 12/220 вольт 180 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

В быту, особенно в сельской местности, 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. При токе 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. 4.50.

(нажмите для увеличения)

Основные технические характеристики:

• напряжение питания.....12 В;
• максимальная выходная мощность.....180 Вт;
• максимальный потребляемый ток.....20 А;
• КПД.....90%;
• частота выходного напряжения.....80 Гц.

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 С5, R7 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 DD1 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 R16, С7 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. 4.51.

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 см2. Обмотка 1-3 представляет собой два витка медной ленты шириной по размеру каркаса и толщиной 0,1 мм с отводом от середины, обмотка 4-6 - 260 витков провода ПЭВ-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 01,6 мм каждая. Годится любой другой трансформатор подходящей мощности, имеющий сетевую обмотку и две на напряжение 8 В каждая. Дроссель L1 намотан на ферритовом магнитопроводе Ш16х20 с немагнитным зазором 1,1 мм. Его обмотка 1-2 содержит девять витков провода ПЭВ-1 01,6 мм, а 2-3 - 17 витков провода ПЭВ-1 01 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 DD1, 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: Семьян А.П.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Робот LG CLOiD 06.01.2026

LG представила своего нового работа CLOiD. Его возможности выходят за рамки простого выполнения команд - он способен адаптироваться к образу жизни владельца и управлять подключенными бытовыми приборами. LG CLOiD объединяет два ключевых направления корейской компании: платформу роботизированной помощи LG Q9 и экосистему умного дома LG ThinQ. На демонстрации робот показал, что умеет готовить завтрак: доставать молоко из холодильника, помещать круассан в духовку и выполнять другие кулинарные задачи. Кроме того, CLOiD может самостоятельно запускать стирку, после сушки складывать одежду и раскладывать ее по шкафу. Таким образом, робот подстраивается под повседневные привычки хозяев и может управлять всеми совместимыми устройствами, подключенными к сети. Конструкция LG CLOiD специально адаптирована для работы в жилых помещениях. Основной блок робота соединен с телом, оснащенным двумя шарнирными руками-манипуляторами, а базируется он на колесной платформе с функцией автономной навигации ...>>

Твердотельные батареи без потерь от замерзания ионов 05.01.2026

Энергетика и электроника сегодня все больше зависят от надежных и безопасных источников энергии. Твердотельные батареи рассматриваются как ключ к следующему этапу развития портативных и стационарных устройств, однако традиционные подходы сталкиваются с фундаментальной проблемой: при затвердевании электролита движение ионов замедляется или полностью останавливается. Новое исследование ученых из Оксфордского университета и их партнеров может изменить это представление и открыть путь к созданию безопасных и эффективных твердых аккумуляторов. В своей работе исследователи разработали новый класс органических электролитов, которые сохраняют высокую ионную проводимость независимо от состояния - жидкого, жидкокристаллического или твердого. Такие материалы получили название "электролиты, независимые от состояния" (state-independent electrolytes, SIE). Аспирантка Джульетт Барклай, первый автор исследования, отмечает, что это доказывает возможность проектировать органические молекулы так, чтоб ...>>

Случайная новость из Архива Живые организмы и магнитные поля 07.02.2025 Магнитное поле Земли, или магнитосфера, служит своеобразным ориентиром для многих живых существ, способных его чувствовать. Это уникальное явление, известное как магниторецепция, позволяет животным ориентироваться в пространстве, мигрировать на большие расстояния и даже находить добычу. Ученые до сих пор до конца не понимают, как именно работает этот механизм, но новые исследования приближают нас к разгадке этой тайны. Ученые обнаружили два типа сенсоров у животных, которые способны обнаруживать магнитные поля в пределах квантовых ограничений. Это открытие может привести к созданию более совершенных магнитометрических устройств, которые будут обладать высочайшей чувствительностью. Магниторецепция - это эволюционно выработанный механизм, который помогает животным ориентироваться в окружающем мире. Он может проявляться по-разному, например, в виде клеток, богатых железом, которые реагируют на магнитное поле, или в виде изменения химии фоточувствительных клеток на задней части глаза. Физики из университета Крит - Ианнис Коминис и Эфтимис Гкудинакис - исследовали энергетическое ограничение чувствительности трех адаптаций и обнаружили, что по крайней мере две из них находятся близко к квантовым границам обнаружения магнитных полей. Это говорит о том, что живые организмы используют магнитное поле Земли с максимальной эффективностью, используя его скрытые возможности. На протяжении тысячелетий человечество также использовало магнитное поле Земли для ориентации, используя для этого лишь небольшое количество намагниченного железа. Сегодня наша способность точно измерять магнитное поле требует глубочайшего понимания квантовой природы электромагнетизма. Это позволяет нам повышать чувствительность измерений и прогнозировать физические пределы любого измерения. Для измерения магнитного поля важное значение имеет способность оценить содержащуюся в этом поле энергию. С увеличением точности измерений магнитного поля квантовая неопределенность становится все более значимой. Исследования в области магниторецепции у животных могут привести к созданию новых технологий, которые будут основаны на принципах, используемых живыми организмами для ориентации в магнитных полях. Эти технологии могут быть использованы в навигации, связи, а также в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний. Изучение магниторецепции у животных - это важное направление научных исследований, которое может привести к значительным открытиям в области физики, биологии и технологий. Понимание того, как живые организмы чувствуют и используют магнитные поля, может дать нам ключ к созданию новых методов ориентации, навигации и даже лечения заболеваний. Это открывает перед нами новые горизонты возможностей и позволяет нам лучше понять удивительный мир живой природы.

Другие интересные новости:

▪ Игра в Тетрис избавит от мучительных воспоминаний

▪ Маска-респиратор Xiaomi Chi Light Haze Mask

▪ Подкожный чип для мгновенного анализа крови

▪ Переливание крови червя человеку

▪ Световые чернила

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоуправление. Подборка статей

▪ статья Распространение ядовитых промышленных веществ и признаки отравления ими. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Кто ежемесячно тратил 2500 $ на резинки для перевязывания пачек наличности? Подробный ответ

▪ статья Гордовина обыкновенная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Ремонт каучуковых ручных насосов. Простые рецепты и советы

▪ статья Акустический автомат. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026