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:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Случайная новость из Архива Биоэлектроника с питанием от человека 07.10.2021 Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создали мягкое и гибкое биоэлектронное устройство с автономным питанием. Гибкое устройство может получать энергию, необходимую для работы, от движений человеческого тела, например, при сгибании локтя или запястья. Исследователи обнаружили, что магнитоупругий эффект, который создает заряд, когда небольшие магниты сдвигаются под действием механического давления, возникает в мягкой и гибкой системе, а не только в жесткой системе. Команда создала концептуальное устройство, используя микроскопические магниты в силиконовой матрице толщиной с лист бумаги. Магнитное поле изменяется по силе по мере движения матрицы, генерируя электричество. Исследователи считают, что их устройство можно использовать для питания ряда носимых и имплантируемых электронных датчиков для мониторинга состояния здоровья. Одним из уникальных аспектов технологии является то, что она основана на магнетизме, а не на электричестве, поэтому влажность и пот не вредит ее эффективности. Команда создала гибкое устройство, которое было прикреплено к локтю участника исследования с помощью силиконовой ленты. Исследователи обнаружили, что магнитоупругий эффект в четыре раза больше, чем у любой жесткой системы аналогичного размера. Испытательная система была способна генерировать 4,27 миллиампер на квадратный сантиметр. Созданное исследователями устройство было настолько чувствительным, что могло генерировать энергию из пульсовых волн человека. Это теоретически позволит создать водонепроницамеый пульсометр с автономным питанием и многие другие интересные устройства.

Другие интересные новости:

▪ Садоводство - один из лучших антидепрессантов

▪ Однокристальная система Dimensity 9000

▪ Ищите телепередачу

▪ Поющие люди чувствует то же, что и птицы

▪ Искусственная зубная эмаль

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Светодиоды. Подборка статей

▪ статья Похабный мир. Крылатое выражение

▪ статья Почему в Восточной Азии дезодоранты гораздо менее популярны, чем в Европе? Подробный ответ

▪ статья Порядок аттестации рабочих мест по условиям труда

▪ статья Расширитель интерфейса PC. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автоматическое зарядно-пусковое устройство для автомобильного аккумулятора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026