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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Новая серия wet-танталовых конденсаторов максимальной емкости 26.08.2011 IHLP-6767DZ-11 - новая серия сильноточных низкопрофильных индуктивностей в корпусе 6767 Компания Vishay Intertechnology Inc. запустила в производство новую серию энергоемких wet-танталовых конденсаторов с наивысшими значениями емкости. Предлагаемые изделия имеют номинал в пределах 3000...72000 мкФ и ESR 0,035 Ом на максимальной емкости. Технические характеристики:, Диапазон доступных номиналов 3000...72000 мкФ; Диапазон доступных напряжений 25...125 В; Точность исполнения номинала 20%; Диапазон рабочих температур -55...85°C, 125°C с понижением напряжения. Области применения: низковольтовые фильтры в энергосберегающих схемах для военных и аэрокосмических систем - оружейные системы, радары, ретрансляторы, источники питания.

Другие интересные новости:

▪ Смартфон Vivo с ОЗУ 6 ГБ

▪ Рекорд перелета птицы

▪ Воздушные змеи вместо ветрогенераторов и солнечных панелей

▪ Мумии помнят о стрессе

▪ LP5907 - малошумящий LDO от Texas Instruments

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья Оградить трубу от птиц. Советы домашнему мастеру

▪ статья Чем латунные дверные ручки лучше стальных? Подробный ответ

▪ статья Психические заболевания. Медицинская помощь

▪ статья Начинающим программистам микроконтроллеров PIC. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Поднимитесь со стула. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026