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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Испытание космического лифта 06.09.2018 Команда японских ученых из Университета Сидзуоки, а также других организаций собирается провести первый эксперимент, связанный с идеей разработки "космического лифта" - устройства, способного в теории соединить Землю и космическую станцию специальным кабелем, что в перспективе позволит открыть новые возможности в выводе полезных грузов на низкую околоземную орбиту, а также доставке людей. Подобный эксперимент будет проводиться в космосе впервые. Перед тем как ученые приступят к созданию полноценного "космического лифта", им придется решить множество инженерных и научных вопросов, связанных с разработкой специальных, высокопрочных кабелей, с помощью которых космический лифт будет подниматься на орбиту. Эксперимент должен состояться в ближайшие дни, - пишет Hi-news. В его рамках ученые хотят использовать два ультракомпактных спутника-кубсата (размеры 10х10 см), которые выведут на орбиту с помощью ракеты-носителя Н-2В. Спутники будут объединены между собой с помощью 10-метрового стального кабеля, на котором будет установлена импровизированная болванка, выполняющая роль лифта. С помощью этого набора японцы хотят доказать реальность теории "космического лифта". Суть эксперимента заключается в том, чтобы протянуть тот самый лифт по кабелю, длиной в 10 м. Провод в это время будет находиться в подвешенном состоянии. Кубсаты в свою очередь нужны для того, чтобы удерживать кабель натянутым. "Космический лифт" начнет свой путь по проводу от контейнера, внутри которого ракета-носитель доставит спутники на орбиту. Следить за перемещениями "космического лифта" можно будет при помощи камер, установленных на спутники. Однако специалисты отмечают, что даже в случае успеха японцы еще не приблизятся к конечной точке реализации проекта "космического лифта". Запуск ракеты-носителя Н-2В с двумя спутниками на борту запланирован на 11 сентября.

Другие интересные новости:

▪ PHILIPS предлагает свою систему защиты распространяемого мультимедийного контента

▪ Цифровая авторучка с Bluetooth

▪ Новая система зеленой энергетики

▪ Прибор следит за здоровьем пилота

▪ Эскалатор для капель

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телефония. Подборка статей

▪ статья Отбойный молоток. История изобретения и производства

▪ статья Какой возраст женщины называют бальзаковским и почему? Подробный ответ

▪ статья Старший клиент-менеджер. Должностная инструкция

▪ статья Фильтровальная замша. Простые рецепты и советы

▪ статья Электропроводки. Открытые электропроводки внутри помещений. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025