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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Разноцветные фотоны 25.07.2017 Несмотря на огромное количество исследований в области квантовых вычислений, универсальные квантовые компьютеры так и продолжают оставаться исключительно теоретическим понятием. Напомним нашим читателям, что основой любого квантового компьютера или коммуникационной системы являются квантовые биты, называемые кубитами. Кубиты отличаются от традиционных битов тем, что они могут помимо, двух основных состояний, 1 или 0, находиться в третьем состоянии - в состоянии суперпозиции, когда значение кубита равно одновременно 1 и 0. Это, в свою очередь, позволяет при помощи одного кубита выполнять две параллельных вычислительных операции. Соединение отдельных кубитов в вычислительную систему производится при помощи явления квантовой запутанности. При этом, система из двух кубитов уже способна выполнять четыре параллельных оп5ерации, а система из трех кубитов - восемь. А система, количество кубитов в которой исчисляется уже десятками, способна производить вычисления гораздо быстрее, чем традиционные компьютеры. Тем не менее, состояние суперпозиции и явление квантовой запутанности представляют собой чрезвычайно хрупкими вещами, разрушающимися при малейшем воздействии на них извне. И ученые из института INRS (Institut national de la recherche scientifique), Канада, предложили весьма интересную и перспективную альтернативу кубитам - многомерные квантовые биты (quDit), основанные на использовании "разноцветных" фотонов света. Более того, эти исследователи создали квантовый чип, на котором были созданы два quDit-а, при помощи которого были проведены исследования этой новой квантовой технологии. На поверхности квантового чипа расположен оптический резонатор, в который запускаются два запутанных фотона света. Каждый из фотонов может иметь 10 основных квантовых состояний, определяемых его длиной волны (цветом) и находиться в состояние суперпозиции, в котором он может быть красным И зеленым И синим И желтым одновременно. Эти цвета были приведены условно, так как на практике использовались фотоны инфракрасного диапазона. Таким образом, каждый из "разноцветных" фотонов способен находиться в 100 различных состояниях, а система из двух таких фотонов, quDit-ов, по производительности (количеству выполняемых ею параллельных операций) эквивалентна системе с 12 классическими запутанными друг с другом кубитами. "Нам впервые удалось получить достаточно простым способом многомерное квантовое состояние" - рассказывает Майкл Куес (Michael Kues), ведущий исследователь, - "А нашей следующей задачей станет использование такой многомерной квантовой системы для выполнения практических вычислений".

Другие интересные новости:

▪ Музыкальный формат EnCodec

▪ Процесс создания конденсата Бозе-Эйнштейна ускорен в 100 раз

▪ Создана самая высокая ракета

▪ Бесшумные самолеты на совиных крыльях

▪ Новый метод создания мощных батарей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Жизнь замечательных физиков. Подборка статей

▪ статья Рогулька в роли гнета. Советы домашнему мастеру

▪ статья Может ли день быть длиннее года? Подробный ответ

▪ статья Водопад Кивач. Чудо природы

▪ статья Сенсорный выключатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Универсальный программируемый таймер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026