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:

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 Мягкий экзоскелет 09.07.2013 Ученым и инженерам впервые удалось создать "мягкий экзоскелет", основанный на использовании искусственных мышц, попросту говоря, это, фактически, "костюм супермена", которые можно надеть для увеличения силы и выносливости. Необычный агрегат создан специалистами из Гарвардского и Бостонского университетов по заказу Министерства обороны США. Устройство представляет собой дополнительный набор мышц, который питается от воздушного компрессора. Это кардинально отличает данную разработку от других аналогов типа HULC, которые оснащены тяжелыми металлическими или пластиковыми "костями" с гидро- или электроприводами. Поэтому разработчики называют свое изобретение "экзокостюмом", ведь как такового скелета в нем нет: лишь сложная сетка, которая облегает ноги и с помощью пневмомышц помогает человеческим мышцам сгибать и разгибать конечности. Костюм включает в себя пневматические мышцы, компрессор, аккумулятор давления (проще говоря баллон со сжатым воздухом) и датчики, которые устанавливаются на коленных, тазобедренных и голеностопных суставах. Датчики непрерывно контролируют положение ног и сокращают/распрямляют пневматические мышцы в строго определенный момент времени. Повторимся: экзокостюм действует как дополнительный набор мышц и делает человека сильнее, как будто он несколько лет интенсивно занимался физподготовкой. Теоретически, экзокостюм может выдавать мощность в несколько раз большую, чем сила наших мышц, но тут встает вопрос с допустимой нагрузкой на человеческие кости и суставы, ведь у костюма нет своего искусственного скелета. Тем не менее, взрослому хорошо подготовленному человеку костюм дает серьезные преимущества в силе, даже если повышает ее "всего" на 20-30%. Кроме того, с появлением легких и мощных мышц легко будет объединить экзокостюм с экзоскелетом, принимающим на себя неподъемный для человека груз. По словам разработчиков, использование экзокостюма очень естественное: ты просто чувствуешь, как "волшебная сила" помогает идти и поднимать тяжелые предметы. Когда экзокостюм снимаешь, чувствуешь, как лишаешься дополнительной силы. Уникальная "естественность" экзокостюма не сравнима с тяжелыми неуклюжими экзоскелетами. Конечно, экзокостюм не позволяет 10 часов нести груз в 100 кг, но зато в перспективе его можно будет можно спрятать под одеждой. Экзокостюм весит 7,5 кг и настраивается столь точно, что пользователь иногда забывает о его существовании. Разработчики полагают, что их экзокостюм может пригодиться в трех областях. Прежде всего в военных целях, чтобы помочь солдатам пройти большее расстояние и нести более тяжелые грузы. Кроме того, он может применяться в спорте и реабилитационной медицине. В последнем случае экзокостюм может помочь людям не потерявшим способность ходить, но с ослабленными или атрофированными мышцами.

Другие интересные новости:

▪ Роутер D-Link DIR-2680 со встроенным антивирусом

▪ Окружающая человека зелень замедляет процесс старения

▪ Модули памяти G.Skill DDR4-3333 со сниженными задержками

▪ Самый быстрый муравей

▪ Сверхтонкий CD-плейер

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Загадки для взрослых и детей. Подборка статей

▪ статья Ракета класса S3А. Советы моделисту

▪ статья Чем отличаются мексиканские пирамиды от египетских? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по ремонту оборудования кислородной станции. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Металлоискатель с повышенной чувствительностью на транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Прилипание к воде. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026