Импульсный стабилизированный преобразователь напряжения, 3,5 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

При разработке описываемого ниже устройства ставилась задача создать малогабаритный сетевой источник питания с высоким КПД, способный отдать в гальванически не связанную с сетью нагрузку мощность 1...3,5 Вт. Этим требованиям вполне отвечает однотактный импульсный стабилизированный преобразователь напряжения, передающий энергию во вторичную цепь в паузах между импульсами тока в первичной обмотке разделительного трансформатора.

Основные технические характеристики стабилизатора:

• Выходное напряжение, В.......12; 16; 20
• Суммарная выходная мощность, Вт.......3,5
• Частота преобразования, кГц.......20
• Пределы изменения напряжения сети, при которых выходное напряжение изменяется не более чем на 1 %, В.......160...250
• Напряжение пульсации, В, частотой, Гц: 20 000.......0,4
• 50.......0,2

(нажмите для увеличения)

Принципиальная схема предлагаемого импульсного преобразователя напряжения показана на рис.1. В состав устройства входят выпрямитель сетевого напряжения (VD1) со сглаживающим фильтром (R4C3C4), задающий генератор (DD1.1-DD1.3) с цепью запуска (R17C7), формирователь прямоугольных импульсов (DD1.4-DD1.6, VT2, VT4), электронный ключ (VT3), импульсный трансформатор (Т1), регулируемый источник тока (VT5), устройство защиты от замыканий в нагрузке (R10, VT1), три выпрямителя (VD2-VD4) и столько же фильтрующих конденсаторов (С9-С11). Конденсаторы С1, С2 предотвращают проникание в сеть помех с частотой преобразования.

С включением устройства в сеть начинают заряжаться конденсаторы С3, С4 и С7. После того как напряжение на последнем из них достигнет примерно 3 В, самовозбуждается задающий генератор (DD1.1-DD1.3). Частота следования его импульсов (зависит от постоянной времени цепи R7C5) - около 20 кГц, форма напоминает пилообразную. Формирователь (DD1.4-DD1.6, VT2, VT4) преобразует их в прямоугольные колебания. Поскольку последовательности импульсов на базах транзисторов VT2 и VT4 противофазны, они открываются поочередно, что обеспечивает минимальное время открывания и закрывания транзистора VT3.

a0deeacda98c645edcc15c90ca1020a5.gif

Когда этот транзистор открыт, через обмотку I течет линейно увеличивающийся ток и трансформатор Т1 накапливает энергию, а когда закрыт (тока через первичную обмотку нет), энергия, накопленная трансформатором, преобразуется в ток вторичных обмоток III-V. После нескольких циклов работы генератора на конденсаторе С7 устанавливается напряжение 8...10 В.

Выходное напряжение преобразователя стабилизирует регулируемый источник тока, выполненный на транзисторах сборки VT5 (VT5.2 использован как стабилитрон). При колебаниях напряжения в сети или на нагрузке изменяется напряжение на обмотке II и регулируемый источник тока, воздействуя на формирователь (изменяя входной ток инвертора DD1.4), изменяет скважность прямоугольных импульсов на базе транзистора VT3.

При увеличении импульсного тока через резистор R10 сверх некоторого порогового значения транзистор VT1 открывается и разряжает конденсатор С6 (служащий для предотвращения ложного срабатывания защитного устройства от коротких выбросов тока, возникающих в момент включения преобразователя, а также во время переключения транзистора VT3). В результате импульсы задающего генератора перестают поступать на базу транзистора VT3 и преобразователь прекращает работу. При устранении перегрузки устройство запускается вновь через 0,8...2 с после зарядки конденсаторов С6 и С7.

Обмотки импульсного трансформатора Т1 намотаны на полистироловом каркасе проводом ПЭВ-2 0,12 и помещены в броневой магнитопровод Б30 из феррита 2000НМ. Обмотки I.1 и I.2 содержат по 220 витков, обмотки II, III, IV и V - соответственно 19, 18, 9 и 33 витка. Вначале наматывают обмотку I.2, затем обмотки II, IV, III, V и, наконец, обмотку I.1. Между обмотками II и IV, V и I.1 помещают электростатические экраны в виде одного слоя (примерно 65 витков) провода ПЭВ-2 0,12. При сборке трансформатора между торцами центральной части ферритовых чашек вставляют прокладку из лакоткани толщиной 0,1 мм.

Трансформатор можно выполнить и на основе ферритового (той же марки) броневого магнитопровода Б22. В этом случае используют провод ПЭВ-2 0,09, причем число витков обмоток I.1 и I.2 увеличивают до 230. Транзистор КТ859А можно заменить на КТ826А, КТ838А, КТ846А.

Налаживание устройства несложно. Установив движок подстроечного резистора R15 в верхнее (по схеме) положение, включают преобразователь в сеть и устанавливают этим резистором требуемые значения напряжения на выходе.

Для уменьшения помех во вторичных цепях с частотой преобразования (20 кГц) необходимо опытным путем подобрать точку соединения электростатических экранов с одним из проводов первичной цепи, а также точки подключения конденсатора С8. Для этого достаточно один из выводов какой-либо вторичной обмотки подключить через миллиамперметр переменного тока к первичной цепи и определить названные точки по минимуму показаний прибора.

Следует учесть, что конденсатор С8 снижает уровень помех с частотой преобразования только в цепях, питаемых от обмотки V. Для достижения этой же цели в цепях, подключенных к обмоткам III и IV, можно либо соединить вывод "Общ." с минусовым выводом выпрямителя с выходным напряжением 20 В, либо (если первое - недопустимо) включить еще один конденсатор между выводом "Общ." и точкой подключения нижнего (по схеме) вывода конденсатора С8.

Преобразователь, собранный по описанной схеме, опробован для питания нагрузки, потребляющей мощность 10 Вт. В этом варианте число витков обмоток I.1 и I.2 было уменьшено до 120 (с магнитопроводом Б30), конденсаторы С3, С4 заменены одним оксидным емкостью 10 мкФ (номинальное напряжение 450 В), сопротивление резистора R10 уменьшено до 2,7 Ом, а резистора R18 - до 330 Ом.

Если необходимо иметь иные, чем указано в технических характеристиках, выходные напряжения, следует соответственно изменить число витков обмоток III-V, применить фильтрующие конденсаторы с соответствующими номинальными напряжениями и выпрямительные диоды с допустимым импульсным обратным напряжением, не менее чем в 3,5 раза большим напряжения на нагрузке.

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Рекордный геном 05.10.2009 Рекордное количество генов среди исследованных в этом отношении животных принадлежит мелкому пресноводному рачку - водяной блохе дафнии. Совместная работа 350 генетиков из 17 стран мира позволила установить, что у дафнии порядка 39 тысяч генов (у человека - примерно 20 тысяч). Водяная блоха живет в довольно сложных условиях: мелкие водоемы, где она обитает, часто пересыхают, сильно прогреваются или промерзают до дна, тонкий слой воды пронизывает ультрафиолетовая радиация Солнца: Возможно, чтобы справляться с такими сложностями, нужно побольше генов.

Другие интересные новости:

▪ Энергетические футляры для iPhone 6 и iPhone 6s

▪ Шоколад с утра помогает женщинам худеть

▪ Дроны будут отгонять стаи птиц от аэропортов

▪ 19" LCD дисплей от Buffalo Corporation

▪ Google поставит в школы США 27 тысяч хромбуков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Медицина. Подборка статей

▪ статья Ампер Андре-Мари. Биография ученого

▪ статья Какой миф дал начало крылатому выражению, означающему показуху? Подробный ответ

▪ статья Семена дьявола. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Основные вопросы строительства микро гидроэлектростанций. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Управление насосами котельной. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026