Преобразователь напряжения 2,4/8 В для питания охранного сигнализатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

Автор предлагает вариант преобразователя напряжения для питания устройств, рассчитанных на батарею 6F22 ("Крона"), от двух никель-металлгидридных аккумуляторов типоразмера ААА на примере охранного сигнализатора.

Некоторые устройства с автономным питанием работают практически непрерывно, потребляя большую часть времени небольшой ток в дежурном режиме и только кратковременно - в десятки раз больше. Пример такого устройства - автономный охранный сигнализатор со встроенным ИК-датчиком движения и акустическим излучателем (рис. 1). В дежурном режиме потребляемый сигнализатором ток не превышает долей миллиампера, а при подаче сигнала тревоги он возрастает до 50...60 мА.

Рис. 1. Автономный охранный сигнализатор со встроенным ИК-датчиком движения и акустическим излучателем

К источнику питания этого устройства предъявляются противоречивые требования. С одной стороны, он должен иметь напряжение 6...9 В и выходной ток несколько десятков миллиампер, чтобы обеспечить достаточную громкость сигнала тревоги, с другой - большую емкость и малые габариты. Для питания этого устройства применена батарея типоразмера 6F22 ("Крона").

Конечно, существуют батареи гальванических элементов или аккумуляторов подобного типоразмера, соответствующие указанным требованиям, но они недешевы. Если применить дешевые, они могут не обеспечить требуемого тока, обычно имеют большой ток саморазрядки и поэтому требуют частой замены.

Один из вариантов решения этой проблемы - использовать для питания сигнализатора никель-кадмиевые, никель-металлгидридные аккумуляторы или гальванические элементы типоразмера АА и повышающий преобразователь напряжения. Такой преобразователь можно собрать на основе специализированной микросхемы NCP1400ASN50T1, его схема показана на рис. 2. Эта микросхема предназначена для построения стабилизированного импульсного преобразователя напряжения с выходным напряжением 5 В. Микросхема работает так, что поддерживает указанное постоянное напряжение на своем входе OUT (вывод 2). Чтобы получить на выходе преобразователя напряжение примерно в два раза больше, применены два выпрямителя на диодах VD1 и VD2, а накопительный дроссель L1 сделан с отводом.

Рис. 2. Схема преобразователя на основе микросхемы NCP1400ASN50T1

Но каков бы ни был выходной ток, сам преобразователь все равно потребляет от источника питания ток. Чтобы его уменьшить, можно периодически выключать преобразователь, а во время паузы в работе питать сигнализатор от накопительного конденсатора. Именно так и сделано в этом устройстве, поскольку у микросхемы есть вход управления СЕ (вывод 1). Включение и выключение преобразователя осуществляет полевой транзистор VT1.

Сразу после подачи питающего напряжения конденсатор С3 разряжен, транзистор закрыт и на вход СЕ поступает высокий уровень, включающий преобразователь. Начинается зарядка конденсатора С3, и когда напряжение на затворе транзистора станет достаточным для его открывания, на входе СЕ микросхемы напряжение уменьшится практически до нуля, преобразователь выключится. Когда конденсатор С3 немного разрядится, транзистор закроется и преобразователь снова включится.

В результате ток, потребляемый преобразователем при работе сигнализатора в дежурном режиме, носит импульсный характер, а напряжение на конденсаторе изменяется между двумя значениями Uмин и Uмакс (рис. 3). Амплитуда импульса тока - около 200 мА, длительность импульса - около 1 мс, период следования - около 1,5 с. Поэтому средний ток, потребляемый от источника питания в этом режиме, не превышает 1 мА.

Рис. 3. Графики изменения напряжения и силы тока

Используя тот факт, что сигнализатор нормально работает в интервале питающего напряжения 7...10 В, принято решение установить (с помощью подстроечного резистора R3) выходное напряжение 7,5...8 В. Таким образом, преобразователь периодически включается и выключается, поддерживая на выходе указанное напряжение. Поэтому нестабильность выходного напряжения относительно высока - ±0,5 В, но на работоспособность сигнализатора это не влияет. При разрядке аккумулятора период включения уменьшается. Без полевого транзистора выходное напряжение преобразователя - 9...9,5 В.

Когда сигнализатор перейдет в режим тревоги, период включения преобразователя резко уменьшается. Если выходное напряжение станет меньше 8 В, полевой транзистор закроется и преобразователь будет работать постоянно. Термостабильность выходного напряжения определяется в первую очередь параметрами полевого транзистора. В данном случае температурный коэффициент напряжения - отрицательный, равный нескольким милливольтам на градус Цельсия.

Если сигнализатор выключить с помощью штатного выключателя, преобразователь продолжит работу, но период его включения возрастет в несколько раз и ток, потребляемый от источника питания, уменьшится. Поэтому в некоторых случаях можно обойтись без установки специального выключателя в цепи питания преобразователя, а при длительном хранении в выключенном состоянии аккумуляторы или гальванические элементы необходимо просто вынуть из батарейного отсека. Но при желании можно установить дополнительный выключатель, места в корпусе сигнализатора для этого достаточно.

Большинство элементов смонтированы на печатной плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, ее чертеж показан на рис. 4. Все элементы размещены на одной стороне, вторая оставлена металлизированной. В преобразователе применены постоянные резисторы для поверхностного монтажа типоразмера 1206, но подойдут и МЛТ, С2-23, подстроечный - СП3-19, оксидные конденсаторы - танталовые для поверхностного монтажа. Взамен диодов SS12 можно применить маломощные импульсные или детекторные германиевые диоды или диоды Шоттки, рассчитанные на прямой ток не менее 60 мА. Дроссель намотан на ферритовом кольце диаметром 6...9 мм от трансформатора электронного балласта компактной люминесцентной лампы и содержит девять витков провода ПЭВ-2 0,4 с отводом от четвертого, считая от левого по схеме вывода.

Рис. 4. Чертеж печатной платы и расположение элементов на ней

Рис. 5. Смонтированная плата

Плата длинной стороной (нижней на рис. 4) припаяна к основанию размерами 26x50 мм, изготовленному из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита (рис. 5). На узких сторонах основания припаяны контакты-держатели аккумуляторов или гальванических элементов (рис. 6). Для этого на плате-основании вырезаны печатные площадки для припаивания держателей. В результате преобразователь"вписывается" в габаритные размеры батареи типоразмера 6F22 и помещается в батарейном отсеке сигнализатора (рис. 7).

Рис. 6. Смонтированная плата

Рис. 7. Батарейный отсек сигнализатора

Рис. 8. Преобразователь в батарейном отсеке мультиметра серии DT-83X

Этот преобразователь можно использовать и для питания мультиметров серии DT-83X (рис. 8), он войдет в батарейный отсек. Для этого полевой транзистор и все резисторы на плату можно не устанавливать, а вход СЕ (вывод 1) микросхемы соединяют с плюсовым выводом конденсатора С1. Число витков дросселя - 10, с отводом от середины. Поскольку мультиметром пользуются нечасто, в цепь питания преобразователя следует установить малогабаритный движковый выключатель питания, который размещают в корпусе мультиметра в левом нижнем углу (рис. 9). Преобразователь можно применить и в других приборах, питаемых от батареи типоразмера 6F22.

Рис. 9. Малогабаритный движковый выключатель питания

Автор: Н. Нечаев

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Черные дыры помогли решить проблему аккумуляторов 06.07.2012 В лаборатории Института астрофизики имени Лейбница в Потсдаме впервые подтвердили существование магнитной нестабильности, которая может помочь в создании емких долговечных аккумуляторов и ответить на некоторые вопросы об устройстве Вселенной. Магнитные нестабильности играют решающую роль в появлении черных дыр, они регулируют скорость вращения коллапсирующих звезд и влияют на поведение мощных струй материи, так называемых джетов. По сути магнитная нестабильность представляет собой изменение магнитной структуры вещества, которое стремится к устойчивому термодинамическому равновесию. Магнитная нестабильность появляется, когда сильный ток проходит через электропроводящую жидкость. Начиная с определенной силы тока, его взаимодействие с собственным магнитным полем создает вихревые течения жидкости. Подобные структуры можно наблюдать в виде огромных джетов в космосе. Одним из возможных проявлений магнитной нестабильности астрофизики считают "странное" поведение нейтронных звезд, которые вращаются гораздо медленнее, чем предсказывают теории. Таинственный эффект торможения нейтронных звезд ученые связывают с влиянием магнитной нестабильности, которая уменьшает скорость вращения с теоретических 1000 оборотов в секунду до примерно 10-100 оборотов в секунду. Исследование немецких ученых может помочь не только разгадать тайны астрофизики, но и создать крупные жидкометаллические аккумуляторы, которые откроют дорогу возобновляемым источникам энергии. Ученые полагают, что явление магнитной нестабильности можно использовать и на Земле, в частности в перспективных аккумуляторах. Исследователи пришли к выводу, что начиная с достижения определенной силы тока, в жидкометаллических аккумуляторах могут возникать мощные потоки жидкости, приводящие к короткому замыканию. В ходе эксперимента магнитную нестабильность в жидком сплаве (индий, галлий и олово) удалось получить при комнатной температуре и силе тока в 8000 ампер. Таким образом, ученые смогли обнаружить способ предотвращения разрушения жидкометалличеких аккумуляторов и повысить их емкость. Для этого предлагается использовать крупные аккумуляторы и токопроводящие трубки, которые будут отводить обратный ток.

Другие интересные новости:

▪ Пчелиные предпочтения

▪ Защищенный ученический планшет Panasonic E3

▪ Подкожные чипы с COVID-паспортом

▪ Новые возможности WiFi-модуля SPWF01SA.11

▪ Новый имплантат, позволяет слышать свет

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Основы анатомии. История и суть научного открытия

▪ статья Какой вред нашему здоровью наносит телевизор? Подробный ответ

▪ статья Заготовщик луба, мочальное производство. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Пайка алюминия в домашних условиях. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Мощный преобразователь для питания бытовых электроприборов, 100 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026