Схема преобразователя: Схемы преобразователей

Содержание

СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

   Данный автомобильный преобразователь предназначен для питания мощного УНЧ от автомобильного аккумулятора 12В. В данном случае он преобразовывает 12 вольт автомобильного аккумулятора в +- 35 вольт. Для уменьшения габаритов устройства, преобразование происходит на повышенной частоте. В преобразователе напряжения, частота равна 50 кГц. Преобразователь обеспечивает двуполярным питанием УНЧ при максимальной мощности около 200Вт. Для схемы выбрана преимущественно импортная элементная база, так как её сейчас достать проще. В качестве широтноимпульсного модулятора в схеме используется микросхема TL494. Генератор TL494 распространён во многих схемах ИБП, например можно выпаять её из блока питания АТ или АТХ. В качестве коммутирующих транзисторов были выбраны мощные полевые IRFZ44N. Для разряда емкостей затворов полевых транзисторов служат буферные транзисторы КТ961 и КТ639. 

генератор автомобильного преобразователя напряжения

Cfvjltkmysq Преобразователь напряжения для УМЗЧ в автомобиль 12-35

   Принципиальная схема преобразователя напряжения 12 - 2х35 вольт для питания мощного УМЗЧ.

Принципиальная схема преобразователя напряжения

   Преобразователь напряжения работает следующим образом. Генератор импульсов частотой около 30-50 КГц собран на TL494, импульсы в противофазе поступают на цепи быстрого заряда и разряда емкостей затворов, которые формируют импульсы с коротким фронтом и срезом. Сформированые импульсы поступают на затворы управляющих транзисторов, стоки которых подключены к трансформатору. Параллельно его обмоткам включены схемы гашения индуктивного выброса, чтобы исключить возможность пробоя транзисторов из-за избытка напряжения. Выпрямитель ничего особенного не имеет, обычный диодный мост и ёмкостный фильтр с дросселем против помех. Блок управления на микросхеме TL494 начинает работать сразу. К применяемым деталям некритичен. На выводах 9 и 10 должны быть прямоугольные импульсы, сдвинутые по времени. 

Плата самодельного преобразователя напряжения 12

   Преобразователь напряжения собран на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Разводка печатной платы заметно влияет на ВЧ помехи на выходе преобразователя и соответственно на выходе усилителя мощности. Разработка своей печатки требует знаний. Возможно, лучше найти готовую печатку. Про свою печатку могу сказать, что она полностью работоспособна и имеет минимум помех, хотя можно сделать лучше.

Печатная плата на преобразователь напряжения для УНЧ

печатная плата генератора Преобразователя на TL494

   В схеме использовались резисторы типа МЛТ - 0,125, за исключением тех, мощность которых указана на схеме, подстроечные резисторы - любые подходящие по размеру и расположению выводов, желательно чтобы они были типа А. Диоды выпрямителя устанавливаются на небольшой радиатор. Транзисторы драйвера в радиаторах не нуждаются. Мощные полевые транзисторы устанавливаются через слюдяные прокладки на большой радиатор, при необходимости добавляется куллер. Намоточные данные трансформатора и дросселей указаны на схеме.  

трансформатор тороидальный выходной в Преобразователь напряжения

   Трансформатор надо мотать очень качественно, от этого зависит работа всего преобразователя. Намотку трансформатора надо делать как можно плотнее к сердечнику и распределять витки равномерно по всему кольцу. Первичная обмотка – 4 витка по всему магнитопроводу жгутом из 10 проводов диаметром 1,6 мм, после этого делим жгут пополам. Конец одной соединяется с началом другой полуобмотки. Вторичка – 16 витков жгутом из 4 проводов диаметром 1,2 мм, потом делим пополам. Провода можно взять другого диаметра и изменить количество жил, так что бы сечение осталось прежним.

намотка самодельного трансформатора в преобразователь 12

   Но все эти цифры даны приблизительно, так как особой точности выходных напряжений не требуется. Ну будет у вас не +-35, а 31 вольт и что с того? Магнитопровод можно обмотать слоем лакоткани, что бы не повредить изоляцию провода во время намотки. Между обмотками тоже прокладываем слой изоляции для исключения замыканий. На выходе трансформатора должны быть трапециидальные импульсы. Дроссель сделаны на феррите от блока питания компьютера по 10 витков проводом ПЭЛ-1. Диоды выпрямителя лучше поставить с низким падением напряжения - Шоттки. 

Преобразователь напряжения своими руками в авто

   При настройке преобразователя первое включение проводите через 12В автомобильную лампу мощностью несколько десятков ватт, этим самым вы сбережете схему от сгорания, если в монтаже есть ошибки. Измерения выходных напряжений преобразователя нужно производить под нагрузкой. Вращением движка подстроечного резитора выставляем необходимое нам напряжение, обычно оно регулируется в пределах 20В - 40В. Материал предоставили - alpha и qwert390.

   Форум по преобразователям напряжения

   Обсудить статью СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ


Простые автогенераторные преобразователи напряжения на транзисторах

В генераторах с самовозбуждением (автогенераторах) для возбуждения электрических колебаний обычно используется положительная обратная связь. Существуют также автогенераторы на активных элементах с отрицательным динамическим сопротивлением, однако в качестве преобразователей они практически не используются.

Наиболее простая схема однокаскадного преобразователя напряжения на основе автогенератора показана на рис. 9.1. Этот вид генераторов получил название блокинг-генераторов. Фазовый сдвиг для обеспечения условия возникновения колебаний в нем обеспечивается определенным включением обмоток.

принципиальная схема

Рис. 9.1. Схема преобразователя напряжения с трансформаторной обратной связь.

Аналог транзистора 2N3055 — КТ819ГМ. Блокинг-генератор позволяет получать короткие импульсы при большой скважности. По форме эти импульсы приближаются к прямоугольным. Емкости колебательных контуров блокинг-гене-ратора, как правило, невелики и обусловлены межвитковыми емкостями и емкостью монтажа. Предельная частота генерации блокинг-генератора — сотни кГц. Недостатком этого вида генераторов является выраженная зависимость частоты генерации от изменения питающего напряжения.

Резистивный делитель в цепи базы транзистора преобразователя (рис. 9.1) предназначен для создания начального смещения. Несколько видоизмененный вариант преобразователя с трансформаторной обратной связью представлен на рис. 9.2.

принципиальная схема

Рис. 9.2. Схема основного (промежуточного) блока источника высоковольтного напряжения на основе автогенераторного преобразователя.

Автогенератор работает на частоте примерно 30 кГц. На выходе преобразователя формируется напряжение амплитудой до 1 кВ (определяется числом витков повышающей обмотки трансформатора).

Трансформатор Т1 выполнен на диэлектрическом каркасе, вставляемом в броневой сердечник Б26 из феррита М2000НМ1 (М1500НМ1). Первичная обмотка содержит 6 витков; вторичная обмотка — 20 витков провода ГІЭЛШО диаметром 0,18 мм (0,12...0,23 мм). Повышающая обмотка для достижения выходного напряжения величиной 700...800 В имеет примерно 1800 витков провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм. Через каждые 400 витков при намотке укладывается диэлектрическая прокладка из конденсаторной бумаги, слои пропитывают конденсаторным или трансформаторным маслом. Места выводов катушки заливают парафином.

Этот преобразователь может быть использован в качестве промежуточного для питания последующих ступеней формирования высокого напряжения (например с электрическими разрядниками или тиристорами).

Следующий преобразователь напряжения (США) также выполнен на одном транзисторе (рис. 9.3). Стабилизация напряжения смещения базы осуществляется тремя последовательно включенными диодами VD1 — VD3 (прямое смещение).

принципиальная схема

Рис. 9.3. Схема преобразователя напряжения с трансформаторной обратной связью.

Коллекторный переход транзистора VT1 защищен конденсатором С2, кроме того, параллельно коллекторной обмотке трансформатора Т1 подключена цепочка из диода VD4 и стабилитрона VD5.

Генератор вырабатывает импульсы, по форме близкие к прямоугольным. Частота генерации составляет 10 кГц и определяется величиной емкости конденсатора СЗ. Аналог транзистора 2N3700 — КТ630А.

Схема двухтактного трансформаторного преобразователя напряжения показана на рис. 9.4. Аналог транзистора 2N3055 — КТ819ГМ.

Трансформатор высоковольтного преобразователя (рис. 9.4) может быть выполнен с использованием ферритового незамкнутого сердечника круглого или прямоугольного сечения, а также на основе телевизионного строчного трансформатора. При использовании ферритового сердечника круглой формы диаметром 8 мм число витков высоковольтной обмотки в зависимости от требуемой величины выходного напряжения может достигать 8000 витков провода диаметром 0,15...0,25 мм. Коллекторные обмотки содержат по 14 витков провода диаметром 0,5...0,8 мм.

принципиальная схема

Рис. 9.4. Схема двухтактного преобразователя с трансформаторной обратной связью.

принципиальная схема

Рис. 9.5. Вариант схемы высоковольтного преобразователя с трансформаторной обратной связью.

Обмотки обратной связи (базовые обмотки) содержат по 6 витков такого же провода. При подключении обмоток следует соблюдать их фази-ровку. Выходное напряжение преобразователя — до 8 кВ.

В качестве транзисторов преобразователя могут быть использованы транзисторы отечественного производства, например, КТ819 и им подобные.

Вариант схемы аналогичного преобразователя напряжения показан на рис. 9.5. Основное различие заключается в цепях подачи смещения на базы транзисторов.

Число витков первичной (коллекторной) обмотки — 2x5 витков диаметром 1,29 мм\ вторичной — 2x2 витков диаметром 0,64 мм. Выходное напряжение преобразователя целиком определяется числом витков повышающей обмотки и может достигать 10...30 кВ.

Преобразователь напряжения А. Чаплыгина не содержит резисторов (рис. 9.6). Он питается от батареи напряжением 5 6 и способен отдавать в нагрузку до 1 А при напряжении 12 В.

принципиальная схема

Рис. 9.6. Схема простого высокоэффективного преобразователя напряжения с питанием от батареи 5 В.

Диодами выпрямителя служат переходы транзисторов автогенератора.

Устройство способно работать и при пониженном до 1 В напряжении питания. Для маломощных вариантов преобразователя можно использовать транзисторы типа КТ208, КТ209, КТ501 и другие. Максимальный ток нагрузки не должен превышать максимального тока базы транзисторов.

Диоды VD1 и VD2 — не обязательны, однако позволяют получить на выходе дополнительное напряжение 4,2 В отрицательной полярности. КПД устройства около 85%.

Трансформатор Т1 выполнен на кольце К18x8x5 2000НМ1. Обмотки I и II имеют по 6, III и IV — по 10 витков провода ПЭЛ-2 0,5.

Преобразователь напряжения (рис. 9.7) выполнен по схеме индуктивной трехточки и предназначен для измерений высокоомных сопротивлений и позволяет получить на выходе не-стабилизированное напряжение 120... 150 В. Потребляемый преобразователем ток около 3...5 мА при напряжении питания 4,5 В. Трансформатор для этого устройства может быть создан на основе телевизионного трансформатора БТК-70. Его вторичную обмотку удаляют, взамен нее наматывают низковольтную обмотку преобразователя — 90 витков (два слоя по 45 витков) провода ПЭВ-1 0,19...0,23 мм. Отвод от 70-го витка снизу по схеме. Резистор R1 — величиной 12...51 кОм.

принципиальная схема

Рис. 9.7. Схема преобразователя напряжения по схеме индуктивной трехтонки.

принципиальная схема

Рис. 9.8. Схема преобразователя напряжения 1,5 В/-9 В.

Преобразователь (рис. 9.8) представляет собой однотакт-ный релаксационный генератор с емкостной положительной обратной связью (С2, СЗ). В коллекторную цепь транзистора VT2 включен повышающий автотрансформатор Т1. В преобразователе использовано обратное включение выпрямительного диода VD1, т.е. при открытом транзисторе VT2 к обмотке автотрансформатора приложено напряжение питания Un, и на выходе автотрансформатора появляется импульс напряжения. Однако включенный в обратном направлении диод VD1 в это время закрыт, и нагрузка отключена от преобразователя.

В момент паузы, когда транзистор закрывается, полярность напряжения на обмотках Т1 изменяется на противоположную, диод VD1 открывается, и выпрямленное напряжение прикладывается к нагрузке. При последующих циклах, когда транзистор VT2 запирается, конденсаторы фильтра (С4, С5) разряжаются через нагрузку, обеспечивая протекание постоянного тока. Индуктивность повышающей обмотки автотрансформатора Т1 при этом играет роль дросселя сглаживающего фильтра.

Для устранения подмагничивания сердечника автотрансформатора постоянным током транзистора VT2 используется перемагничивание сердечника автотрансформатора за счет включения параллельно его обмотке конденсаторов С2 и СЗ, которые одновременно являются делителем напряжения обратной связи. Когда транзистор VT2 закрывается, конденсаторы С2 и СЗ в течение паузы разряжаются через часть обмотки трансформатора, пе-ремагничивая сердечник Т1 током разряда.

Частота генерации зависит от напряжения на базе транзистора ѴТ1. Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет отрицательной обратной связи (ООС) по постоянному напряжению посредством R2. При понижении выходного напряжения увеличивается частота генерируемых импульсов при примерно одинаковой их длительности. В результате увеличивается частота подзарядки конденсаторов фильтра С4 и С5 и падение напряжения на нагрузке компенсируется. При увеличении выходного напряжения частота генерации, наоборот, уменьшается. Так, после заряда накопительного конденсатора С5 частота генерации падает в десятки раз. Остаются лишь редкие импульсы, компенсирующие разряд конденсаторов в режиме покоя. Такой способ стабилизации позволил уменьшить ток покоя преобразователя до 0,5 мА.

Транзисторы ѴТ1 и ѴТ2 должны иметь возможно больший коэффициент усиления для повышения экономичности. Обмотка автотрансформатора намотана на ферритовом кольце К10x6x2 из материала 2000НМ и имеет 300 витков провода ПЭЛ-0,08 с отводом от 50-го витка (считая от «заземленного» вывода). Диод VD1 должен быть высокочастотным и иметь малый обратный ток.

Налаживание преобразователя сводится к установке выходного напряжения равным -9 В путем подбора резистора R2.

На рис. 9.9 показана схема преобразователя стабилизированного напряжения с широтно-импульсным управлением. Преобразователь сохраняет работоспособность при уменьшении напряжения батареи с 9.... 12 до 3В. Такой преобразователь оказывается наиболее пригодным при батарейном питании аппаратуры.

КПД стабилизатора — не менее 70%. Стабилизация сохраняется при уменьшении напряжения источника питания ниже выходного стабилизированного напряжения преобразователя, чего не может обеспечить традиционный стабилизатор напряжения. Принцип стабилизации, использованный в данном преобразователе напряжения.

принципиальная схема

Рис. 9.9. Схема преобразователя стабилизированного напряжения.

При включении преобразователя ток через резистор R1 открывает транзистор ѴТ1, коллекторный ток которого, протекая через обмотку II трансформатора Т1, открывает мощный транзистор ѴТ2. Транзистор ѴТ2 входит в режим насыщения, и ток через обмотку I трансформатора линейно увеличивается. В трансформаторе происходит накопление энергии. Через некоторое время транзистор ѴТ2 переходит в активный режим, в обмотках трансформатора возникает ЭДС самоиндукции, полярность которой противоположна приложенному к ним напряжению (магнитопровод трансформатора не насыщается). Транзистор ѴТ2 лавинообразно закрывается и ЭДС самоиндукции обмотки I через диод VD2 заряжает конденсатор СЗ. Конденсатор С2 способствует более четкому закрыванию транзистора. Далее процесс повторяется.

Через некоторое время напряжение на конденсаторе СЗ увеличивается настолько, что открывается стабилитрон VD1, и базовый ток транзистора ѴТ1 уменьшается, при этом уменьшается ток базы, а значит, и коллекторный ток транзистора ѴТ2. Поскольку накопленная в трансформаторе энергия определяется коллекторным током транзистора ѴТ2, дальнейшее увеличение напряжения на конденсаторе СЗ прекращается. Конденсатор разряжается через нагрузку. Таким образом на выходе преобразователя поддерживается постоянное напряжение.

Выходное напряжение задает стабилитрон VD1. Частота преобразования изменяется в пределах 20... 140 кГц.

Преобразователь напряжения, схема которого показана на рис. 9.10, отличается тем, что в нем цепь нагрузки гальванически развязана от цепи управления. Это позволяет получить несколько вторичных стабильных напряжений. Использование интегрирующего звена в цепи обратной связи позволяет улучшить стабилизацию вторичного напряжения.

принципиальная схема

Рис. 9.10. Схема преобразователя стабилизированного напряжения с биполярным выходом.

Частота преобразования уменьшается почти линейно при уменьшении питающего напряжения. Это обстоятельство усиливает обратную связь в преобразователе и повышает стабильность вторичного напряжения. Напряжение на сглаживающих конденсаторах вторичных цепей зависит от энергии импульсов, получаемых от трансформатора. Наличие резистора R2 делает напряжение на накопительном конденсаторе СЗ зависимым и от частоты следования импульсов, причем степень зависимости (крутизна) определяется сопротивлением этого резистора. Таким образом, подстроечным резистором R2 можно устанавливать желаемую зависимость изменения напряжения вторичных обмоток от изменения напряжения питания. Полевой транзистор ѴТ2 — стабилизатор тока. КПД преобразователя может доходить до 70... 90%.

Нестабильность выходного напряжения при напряжении питания 4... 12 В не более 0,5%, а при изменении температуры окружающего воздуха от -40 до +50°С — не более 1,5%. Максимальная мощность нагрузки — 2 Вт.

При налаживании преобразователя резисторы R1 и R2 устанавливаются в положение минимального сопротивления и подключают эквиваленты нагрузок RH. На вход устройства подается напряжение питания 12 В и с помощью резистора R1 на нагрузке Rн устанавливается напряжение 15 В. Далее напряжение питания уменьшают до 4В и резистором R2 добиваются напряжения на выходе также 15 В. Повторяя этот процесс несколько раз, добиваются стабильного напряжения на выходе.

Обмотки I и II и магнитопровод трансформатора у обоих вариантов преобразователи одинаковы. Обмотки намотаны на броневом магнитопроводе Б26 из феррита 1500НМ. Обмотка I содержит 8 витков провода ПЭЛ 0,8, а II — 6 витков провода ПЭЛ 0,33 (каждая из обмоток III и IV состоит из 15 витков провода ПЭЛ 0,33 мм).

принципиальная схема

Рис. 9.11. Схема понижающего преобразователя напряжения на основе блокинг-генератора.

Схема простого малогабаритного преобразователя сетевого напряжения, выполненного из доступных элементов, показана на рис. 9.11. В основе устройства обычный блокинг-генера-тор на транзисторе VT1 (КТ604, КТ605А, КТ940).

Трансформатор Т1 намотан на броневом сердечнике Б22 из феррита М2000НН. Обмотки Іа и Іб содержат 150+120 витков провода ПЭЛШО 0,1 мм. Обмотка II имеет 40 витков провода ПЭЛ 0,27 мм III — 11 витков провода ПЭЛШО 0,1 мм. Вначале наматывается обмотка Іа, затем — II, после — обмотка lb, и, наконец, обмотка III.

Источник питания не боится короткого замыкания или обрыва в нагрузке, однако имеет большой коэффициент пульсаций напряжения, низкий КПД, небольшую выходную мощность (до 1 Вт) и значительный уровень электромагнитных помех. Питать преобразователь можно и от источника постоянного тока напряжением 120 6. В этом случае резисторы R1 и R2 (а также диод VD1) следует исключить из схемы.

Слаботочный преобразователь напряжения для питания газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера может быть собран по схеме на рис. 9.12. Преобразователь представляет собой транзисторный блокинг-генератор с дополнительной повышающей обмоткой. Импульсы с этой обмотки заряжают конденсатор СЗ через выпрямительные диоды VD2, VD3 до напряжения 440 В. Конденсатор СЗ должен быть либо слюдяным, либо керамическим, на рабочее напряжение не ниже 500 В. Длительность импульсов блокинг-генератора примерно 10 мкс. Частота следования импульсов (десятки Гц) зависит от постоянной времени цепи R1, С2.

принципиальная схема

Рис. 9.12. Схема слаботочного преобразователя напряжения для питания газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера.

Магнитопровод трансформатора Т1 изготавливают из двух склеенных вместе ферритовых колец К16x10x4,5 3000НМ и изолируют его слоем лакоткани, тефлона или фторопласта. Вначале наматывают внавал обмотку III — 420 витков провода ПЭВ-2 0,07, заполняя магнитопровод равномерно. Поверх обмотки III накладывают слой изоляции. Обмотки I (8 витков) и II (3 витка) наматывают любым проводом поверх этого слоя, их также следует возможно равномернее распределить по кольцу.

Следует обратить внимание на правильную фазировку обмоток, она должна быть выполнена до первого включения. При сопротивлении нагрузки порядка единиц МОм преобразователь потребляет ток 0,4... 1,0 мА.

Преобразователь напряжения (рис. 9.13) предназначен для питания фотовспышки. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе из двух сложенных вместе пермаллоевых колец К40х28х6. Обмотка коллекторной цепи транзистора VT1 имеет 16 витков ПЭВ-2 0,6 мм; его базовой цепи — 12 витков такого же провода. Повышающая обмотка содержит 400 витков ПЭВ-2 0,2.

принципиальная схема

Рис. 9.13. Схема преобразователя напряжения для фотовспышки.

Неоновая лампа HL1 использована от стартера лампы дневного света. Выходное напряжение преобразователя плавно повышается на конденсаторе фотовспышки до 200 В за 50 секунд. Устройство при этом потребляет ток до 0,6 А.

Для питания ламп-вспышек предназначен преобразователь напряжения ПН-70, являющийся основой описываемого ниже устройства (рис. 9.14). Обычно энергия батарей преобразователя расходуется с минимальной эффективностью. Вне зависимости от частоты следования вспышек света генератор работает непрерывно, расходуя большое количество энергии и разряжая батареи.

принципиальная схема

Рис. 9.14. Схема модифицированного преобразователя напряжения ПН-70.

Перевести работу преобразователя в ждущий режим удалось О. Панчику, который включил на выходе преобразователя резистивный делитель R5, R6 и подал сигнал с него через стабилитрон VD1 на электронный ключ, выполненный на транзисторах VT1 — ѴТЗ по схеме Дарлингтона. Как только напряжение на конденсаторе фотовспышки (на схеме не показан) достигнет номинального значения, определяемого значением резистора R6, стабилитрон VD1 пробьется, а транзисторный ключ отключит батарею питания (9 В) от преобразователя. Когда напряжение на выходе преобразователя понизится в результате саморазряда или разряда конденсатора на лампу-вспышку, стабилитрон VD1 перестанет проводить ток, произойдет включение ключа и, соответственно, преобразователя.

Транзистор ѴТ1 должен быть установлен на медном радиаторе размерами 50x22x0,5 мм.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

Маломощные бестранформаторные преобразователи напряжения на конденсаторах (18 схем)

Здесь будут рассмотрены бестрансформаторные преобразователи напряжения, как правило, состоящие из генератора прямоугольных импульсов и умножителя напряжения.

Обычно таким образом удается повысить без заметных потерь напряжение не более чем в несколько раз, а также получить на выходе преобразователя напряжение другого знака. Ток нагрузки подобных преобразователей крайне невелик — обычно единицы, реже десятки мА.

Задающий генератор

Задающий генератор бестрансформаторных может быть выполнен по типовой схеме, базовый элемент 1 которой (рис. 1) выполнен на основе симметричного мультивибратора.

В качестве примера элементы блока могут иметь следующие параметры: R1=R4=1 кОм; R2=R3=10 кОм С1=С2=0,01 мкФ. Транзисторы — маломощные, например, КТ315. Для повышения мощности выходного сигнала использован типовой блок усилителя 2.

 

схемы задающих генераторов

 

Рис. 1. Схемы базовых элементов бестрансформаторных преобразователей: 1 — задающий генератор; 2 — типовой блок усилителя.

Бестрансформаторный преобразователь напряжения

Бестрансформаторный преобразователь напряжения состоит из двух типовых элементов (рис. 2): задающего генератора 1 и двухтактного ключа-усилителя 2, а также умножителя напряжения (рис. 2).

Преобразователь работает на частоте 400 Гц и обеспечивает при напряжении питания 12,5 В выходное напряжение 22В при токе нагрузки до 100 мА (параметры элементов: R1=R4=390 Ом. R2- R3=5,6 кОм, C1=C2=0,47 мкФ). В блоке 1 использованы транзисторы КТ603А — б; в блоке 2 — ГТ402В(Г) и ГТ404В(Г).

 

Схема преобразователя с удвоением напряжения

Рис. 2. Схема бестрансформаторного преобразователя с удвоением напряжения.

принципиальная схемы преобразователей напряжения

Рис. 3. Схемы преобразователей напряжения на основе типового блока.

Преобразователь напряжения построенный на основе типового блока, описанного выше (рис. 1), можно применить для получения выходных напряжений разчой полярности так, как это показано на рис. 3.

Для первого варианта на выходе формируются напряжения +10 В и -10 В; для второго — +20 В и -10 В при питании устройства от источника напряжением 12В.

Схема преобразователя для питания тиратронов 90В

Для питания тиратронов напряжением примерно 90 В применена схема преобразователя напряжения по рис. 4 с задающим генератором 1 и параметрами элементов: R1=R4=-1 кОм, R2=R3=10 кОм, С1 =С2=0,01 мкФ.

Здесь могут быть использованы широко распространенные маломощные транзисторы. Умножитель имеет коэффициент умножения 12 и при имеющемся напряжении питания можно было бы ожидать на выходе примерно 200В, однако реально из-за потерь это напряжение составляет всего 90 В, и величина его быстро падает с увеличением тока нагрузки.

принципиальная схема преобразователя напряжения с многокаскадным умножителем

Рис. 4. Схема преобразователя напряжения с многокаскадным умножителем.

Инвертор полярности напряжения из (+) в (-)

Для получения инвертированного выходного напряжения также может быть использован преобразователь на основе типового узла (рис. 1). На выходе устройства (рис. 5) образуется напряжение, противоположное по знаку напряжению питания.

принципиальная схема инвертора напряжения

Рис. 5. Схема инвертора напряжения.

По абсолютной величине это напряжение несколько ниже напряжения питания, что обусловлено падением напряжения (потерями напряжения) на полупроводниковых элементах. Чем ниже напряжение питания схемы и чем выше ток нагрузки, тем больше эта разница.

Преобразователь (удвоитель) напряжения

Преобразователь (удвоитель) напряжения (рис. 6) содержит задающий генератор 1 (1 на рис. 1.1), два усилителя 2 (2 на рис. 1.1) и выпрямитель по мостовой схеме (VD1 — VD4).

принципиальная схема удвоителя напряжения повышенной мощности

Рис. 6. Схема удвоителя напряжения повышенной мощности.

Блок 1: R1 =R4=100 Ом; R2=R3=10 кОм; C1=C2=0,015 мкФ, транзисторы КТ315.

Блок 2: транзисторы ГТ402, ГТ404.

Известно, что мощность, передаваемая из первичной цепи во вторичную, пропорциональна рабочей частоте преобразования, поэтому одновременно с ее ростом уменьшаются емкости конденсаторов и, следовательно, габариты и стоимость устройства.

Данный преобразователь обеспечивает выходное напряжение 12В (на холостом ходу). При сопротивлении нагрузки 100 Ом выходное напряжение снижается до 11 В; при 50 Ом — до 10 В; а при 10 Ом — до 7 В.

Двуполярный преобразователь со средней точкой

Преобразователь напряжения (рис. 7) позволяет получить на выходе два разнополярных напряжения с общей средней точкой. Такие напряжения часто используют для питания операционных усилителей. Выходные напряжения близки по абсолютной величине напряжению питания устройства и при изменении его величины изменяются одновременно.

принципиальная схема преобразователя для разнополярных выходных напряжений

Рис. 7. Схема преобразователя для получения разнополярных выходных напряжений.

Транзистор VT1 — КТ315, диоды VD1 и VD2—Д226.

Блок 1: R1=R4=1,2 кОм; R2=R3=22 кОм; С1=С2=0,022 мкФ, транзисторы КТ315.

Блок 2: транзисторы ГТ402, ГТ404.

Выходное сопротивление удвоителя — 10 Ом. В режиме холостого хода суммарное выходное напряжение на конденсаторах С1 и С2 равно 19,25 В при токе потребления 33 мА. При увеличении тока нагрузки от 100 до 200 мА это напряжение снижается с 18,25 до 17,25 В.

Преобразователи-инверторы с задающим генератором на КМОП-элементах

Задающий генератор преобразователя напряжения (рис. 8) выполнен на двух КМОП-элементах, К его выходу подключен каскад усиления на транзисторах VT1 и VT2. Инвертированное напряжение на выходе устройства с учетом потерь преобразования на несколько процентов (или десятков процентов — при низковольтном питании) меньше входного.

принципиальная схема

Рис. 8. Схема преобразователя напряжения-инвертора с задающим генератором на КМОП-элементах.

Похожая схема преобразователя изображена на следующем рисунке (рис. 9). Преобразователь содержит задающий генератор на КМОП-микросхеме, каскад усиления на транзисторах VT1 и VT2, схемы удвоения выходного импульсного напряжения, конденсаторные фильтры и схему формирования искусственной средней точки на основе пары стабилитронов.

На выходе преобразователя формируются следующие напряжения: +15 б при токе нагрузки 13... 15 мА и -15 В при токе нагрузки 5 мА.

принципиальная схема конденсаторного преобразователя напряжения

Рис. 9. Схема преобразователя напряжения для формирования разнополярных напряжений с задающим генератором на КМОП-элементах.

На рис. 10 показана схема выходного узла бестрансформаторного преобразователя напряжения.

принципиальная схема выходного каскада бестрансформаторного преобразователя напряжения.

Рис. 10. Схема выходного каскада бестрансформаторного преобразователя напряжения.

Этот узел фактически является усилителем мощности. Для управления им можно использовать генератор импульсов, работающий на частоте 10 кГц.

Без нагрузки преобразователь с таким усилителем мощности потребляет ток около 5 мА. Выходное напряжение приближается к 18 В (удвоенному напряжению питания). При токе нагрузки 120 мА выходное напряжение уменьшается до 16 б при уровне пульсаций 20 мВ. КПД устройства около 85%, выходное сопротивление — около 10 Ом.

При работе узла от задающего генератора на КМОП-элементах установка резисторов R1 и R2 не обязательна, но для ограничения выходного тока микросхемы желательно соединить ее выход с транзисторным усилителем мощности через резистор сопротивлением в несколько кОм.

Преобразователь напряжения для управления варикапами

Простая схема преобразователя напряжения для управления варикапами многократно воспроизведена в различных журналах. Преобразователь вырабатывает 20 В при питании от 9 б, и такая схема показана на рис. 11.

На транзисторах VT1 и VT2 собран генератор импульсов, близких к прямоугольным. Диоды VD1 — VD4 и конденсаторы С2 — С5 образуют умножитель напряжения, а резистор R5 и стабилитроны VD5, VD6 — параметрический стабилизатор напряжения.

принципиальная схема преобразователя напряжения для варикапов

Рис. 11. Схема преобразователя напряжения для варикапов.

Преобразователь напряжения на КМОП микросхеме

принципиальная схема преобразователя напряжения на КМОП микросхеме

Рис. 12. Схема преобразователя напряжения на КМОП микросхеме.

Простой преобразователь напряжения на одной лишь КМОП-микросхеме с минимальным числом навесных элементов можно собрать по схеме на рис.12.

Основные параметры преобразователя при разных напряжениях питания и токах нагрузки приведены в таблице 1.

Таблица 1. Параметры преобразователя напряжения (рис. 12):

Uпит, В

Івых. мА

Uвых, В

10

5

17

10

10

16

10

15

14,5

15

5

27,5

15

10

26,5

15

15

25,5

Двуполярный преобразователь

принципиальная схема выходного каскада формирователя двухполярного напряжения

Рис. 13. Схема выходного каскада формирователя двухполярного напряжения.

Для преобразования напряжения одного уровня в двухполярное выходное напряжение может быть использован преобразователь с выходным каскадом по схеме на рис. 13.

При входном напряжении преобразователя 5В на выходе получаются напряжения +8В и -8В при токе нагрузки 30 мА. КПД преобразователя составил 75%. Значение КПД и величину выходного напряжения можно увеличить за счет использования в выпрямителе-умножителе напряжения диодов Шотки. При увеличении напряжения питания до 9 В выходные напряжения возрастают до 15 В.

Приблизительный аналог транзистора 2N5447 — КТ345Б; 2N5449 — КТ340Б. В схеме можно использовать и более распространенные элементы, например, транзисторы типа КТ315, КТ361.

Схема преобразователя-инвертора на микросхеме КР1006ВИ1

Для схем преобразователей напряжения, построенных по принципу умножителей импульсного напряжения, могут быть использованы самые разнообразные генераторы сигналов прямоугольной формы.

Такие генераторы часто строят на микросхеме КР1006ВИ1 (рис. 14) . Выходной ток этой микросхемы достаточно большой (100 мА) и часто можно обойтись без каскадов дополнительного усиления.

Генератор на микросхеме DA1 (КР1006ВИ1) вырабатывает прямоугольные импульсы, частота следования которых определяется элементами R1, R2, С2. Эти импульсы с вывода 3 микросхемы подаются на умножитель напряжения.

К выходу умножителя напряжения подключен резистивный делитель R3, R4, напряжение с которого поступает на вход «сброс» (вывод 4) микросхемы DA1.

Параметры этого делителя подобраны таким образом, что, если выходное напряжение по абсолютной величине превысит входное (напряжение питания), генерация прекращается. Точное значение выходного напряжения можно регулировать подбором сопротивлений резисторов R3 и R4.

принципиальная схема преобразователя-инвертора на микросхеме КР1006ВИ1

Рис. 14. Схема преобразователя-инвертора напряжения с задающим генератором на микросхеме КР1006ВИ1.

Характеристики преобразователя — инвертора напряжения (рис 14) приведены в табл. 2.

Таблица 2. Характеристики преобразователя-инвертора напряжения (рис. 14).

Uпит, В

Івых, мА

Iпотр, мА

КПД, %

6

3,5

13

27

7

6

22

28

8

11

31

35

10

18

50

36

12

28

70

40

Умощненный преобразователь-инвертор на микросхеме КР1006ВИ1

На следующем рисунке показана еще одна схема преобразователя напряжения на микросхеме КР1006ВИ1 (рис. 15). Рабочая частота задающего генератора 8 кГц.

На его выходе включен транзисторный усилитель и выпрямитель, собранный по схеме удвоения напряжения. При напряжении источника питания 12 б на выходе преобразователя получается 20 В. Потери преобразователя обусловлены падением напряжения на диодах выпрямителя-удвоителя напряжения.

принципиальная схема преобразователя напряжения на микросхеме КР1006ВИ1

Рис. 15. Схема преобразователя напряжения с микросхемой КР1006ВИ1 и усилителем мощности.

Инвертор полярности напряжения на микросхеме КР1006ВИ1

На основе этой же микросхемы (рис. 16) может быть создан инвертор напряжения. Рабочая частота преобразования — 18 кГц, скважность импульсов — 1,2.

принципиальная схема формирователя напряжения отрицательной полярности

Рис. 16. Схема формирователя напряжения отрицательной полярности.

Преобразователь напряжения-инвертор на основе ТТЛ-микросхем

Как и для других подобных устройств, выходное напряжение преобразователя существенно зависит от тока нагрузки.

ТТЛ и КМОП-микросхемы могут быть использованы для выпрямления тока. Развивая тему, автор этой идеи Д. Катберт предложил бестрансформаторный преобразователь напряжения-инвертор на основе ТТЛ-микросхем (рис. 7).

 

принципиальная схема инвертора напряжения на основе двух микросхем

Рис. 17. Схема инвертора напряжения на основе двух микросхем.

Устройство содержит две микросхемы: DD1 и DD2. Первая из них работает в качестве генератора прямоугольных импульсов с частотой 7 кГц (элементы DD1.1 и DD1.2), к выходу которого подключен инвертор DD1.3 — DD1.6.

Вторая микросхема (DD2) включена необычным образом (см. схему): она выполняет функцию диодов. Все ее элементы-инверторы для увеличения нагрузочной способности преобразователя включены параллельно.

В результате такого включения на выходе устройства получается инвертированное напряжение -U, примерно равное (по абсолютной величине) напряжению питания. Напряжение питания устройства с КМОП-микросхемой 74НС04 может быть от 2 до 7 В. Примерный отечественный аналог — ТТЛ-микросхема типа К555ЛН1 (работает в более узком диапазоне питающих напряжений) или КМОП-микросхема КР1564ЛН1.

Максимальный выходной ток преобразователя достигает 10 мА. При отключенной нагрузке устройство практически не потребляет ток.

Преобразователь напряжения на микросхеме К561ЛА7

В развитие рассмотренной выше идеи использования защитных диодов КМОП-микросхем, имеющихся на входах и выходах КМОП-элементов, рассмотрим работу преобразователя напряжения, выполненного на двух микросхемах DD1 и DD2 типа К561ЛА7 (рис. 18).

На первой из них собран генератор, работающий на частоте 60 кГц. Вторая микросхема выполняет функцию мостового высокочастотного выпрямителя.

принципиальная схема точного преобразователя полярности на двух микросхемах К561ЛА7

Рис. 18. Схема точного преобразователя полярности на двух микросхемах К561ЛА7.

В процессе работы преобразователя на выходе формируется напряжение отрицательной полярности, с большой точностью при высокоомной нагрузке повторяющее напряжение питания во всем диапазоне паспортных значений питающих напряжений (от 3 до 15 В).

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

5 схем преобразователей напряжения с импульсным возбуждением

В практике довольно часто встречаются случаи, когда источники питания радиоэлектронных схем должны иметь выходные напряжения с гальванической развязкой. Для преобразования напряжения постоянного тока с гальванической развязкой может быть использовано устройство по схеме, изображенной на рис. 8.1.

принципиальная схема

Рис. 8.1. Схема стабилизированного преобразователя напряжения.

Задающий генератор выполнен на микросхеме КР1006ВИ1. Этот генератор может работать на частотах 0,5... 100 кГц. Рабочая частота определяется выражением:

принципиальная схема

С выхода генератора импульсы поступают на базу транзистора VT1, коммутирующего обмотку трансформатора Т1. На выходе преобразователя включен простейший параметрический стабилизатор напряжения. Выходное напряжение преобразователя определяется типом используемого стабилитрона VD5. Выходная мощность устройства достигает 400 мВт.

В качестве транзистора VT1 можно использовать отечественный аналог КТ645; в качестве диодов VD3 и VD4 — КД106, КД204, КД212.

Преобразователь напряжения С. А. Бирюкова предназначен для питания портативного мультиметра (рис. 8.2). В его основе — асимметричный мультивибратор, режим работы которого зависит от величины выходного напряжения.

На выходе устройства формируются стабилизированные напряжения +5 и -5 В. Изменение выходного напряжения вызывает изменение длительности генерируемых мультивибратором импульсов и, следовательно, величины энергии, передаваемой в нагрузку.

принципиальная схема

Рис. 8.2. Схема преобразователя напряжения.

Трансформатор Т1 выполнен на сердечнике К12x9x8 600НН. Наматывают одновременно 4 обмотки по 100 витков провода ГІЭШО 0,1 в каждой. Две обмотки включают параллельно и используют в качестве первичной.

Преобразователь (рис. 8.3) имеет двухполярный выход и предназначен для использования в переносной бытовой и измерительной аппаратуре с автономным питанием и потребляемой мощностью не более 0,15 Вт.

Основные технические характеристики преобразователя:

Выходная мощность — до 0,15 Вт.

Коэффициент стабилизации — 100.

Напряжение питания — 4... 12 6.

Частота преобразования — 20 кГц.

КПД при входном напряжении 9 6 и выходной мощности 40 мВт — 75%.

Двойная амплитуда пульсаций при выходной мощности 40 мВт — 50 мВ.

принципиальная схема

Рис. 8.3. Схема стабилизатора напряжения с широтно-импульсным регулированием.

Устройство представляет собой стабилизированный преобразователь с широтно-импульсным регулированием. На элементах DD1.1 и DD1.2 (рис. 8.3) собран задающий генератор, работающий на частоте 20 кГц. Импульсы прямоугольной формы с выхода генератора поступают на одновибратор на элементах DD1.3, DD1.4. Длительность его выходных импульсов зависит от суммарного сопротивления, включенного между входом элемента DD1.4 и общим проводом.

Импульсы с выхода одновибратора поступают на вход транзисторного ключа (VT4, VT5). Когда ключ открыт, через первичную обмотку трансформатора Т1 протекает линейно нарастающий ток. При закрытом ключе накопленная в обмотке трансформатора энергия передается в нагрузку. Напряжение обратной связи с обмотки III трансформатора Т1 через делитель на резисторах R9 — R11 поступает на затвор транзистора ѴТЗ, играющего роль переменного резистора и управляющего работой ключа.

Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе К12x5,5x5 из феррита М2000НМ-А. Все обмотки одинаковы и содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 0,1. Их наматывают одновременно, в три провода. Можно также использовать импульсный трансформатор МИТ-4В.

При налаживании преобразователя подбором резистора R2 устанавливают на выходе стабилизатора на транзисторах ѴТ1, ѴТ2 напряжение 3,6 В. Затем, подбирая резистор R10 (грубо) и регулируя подстроечный резистор R11 (точно), добиваются требуемого выходного напряжения, причем возможно получение напряжения, почти вдвое превышающего указанное на схеме.

Последующей модификацией устройства является двухполярный стабилизированный преобразователь напряжения, описанный А. Сафроновым .

Преобразователь напряжения, схема которого приведена на рис. 8.4, предназначен для питания нагрузки мощностью не более 10 Вт. Он отличается высоким КПД, стабильным выходным напряжением, некритичен к степени разрядки батареи питания. Выходное напряжение при изменении входного от 6 до 30 6 можно установить любым в пределах от ±10 до ±20 В.

Нестабильность выходного напряжения не превышает 1%, а напряжение пульсаций на нагрузке 2 кОм — 10 мВ. Выходное сопротивление устройства — около 50 мОм.

принципиальная схема

Рис. 8.4. Схема стабилизированного преобразователя напряжения с биполярным выходом.

По принципу действия устройство является стабилизированным преобразователем с широтно-импульсной модуляцией. Задающий генератор выполнен на инверторах DD1.1, DD1.2 по схеме симметричного мультивибратора. Частота генерируемых импульсов около 50 кГц. Через диод VD1 они поступают на ждущий мультивибратор на инверторах DD1.3, DD1.4. В его частотозадающую цепь, кроме резистора R4 и конденсатора СЗ, входит сопротивление участка эмиттер — коллектор транзистора ѴТ4, цепь смещения которого (резисторы R6, R7) питается положительным напряжением, снимаемым с выхода устройства. Благодаря этому длительность генерируемых мультивибратором импульсов оказывается обратно пропорциональной выходному напряжению (при его уменьшении длительность импульсов увеличивается и наоборот). Триггер DD1.5, DD1.6 улучшает форму импульсов.

Импульсное напряжение, снимаемое с выхода триггера, усиливается по мощности транзисторами ѴТ2, ѴТЗ и повышается трансформатором Т1. Выпрямленное диодами VD4 — VD7 напряжение поступает в нагрузку через фильтр из электролитических конденсаторов С6, С7 и шунтирующих их керамических конденсаторов С8, С9 (они улучшают фильтрацию высокочастотных составляющих выпрямленного напряжения). Выходное напряжение преобразователя устанавливается потенциометром R6.

Напряжение питания устройства поддерживается неизменным стабилизатором на транзисторе VT1 и стабилитроне VD3.

Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом броневом магнитопроводе внешним диаметром 30 и высотой 18 мм. Обмотка I содержит 17 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка II — 2x40 витков провода ПЭЛ 0,23.

Транзистор ѴТЗ устанавливается на теплоотводе с площадью 50...60 см2.

принципиальная схема

Рис. 8.5. Схема преобразователя напряжения на основе КМОП-микросхемы.

Схема преобразователя напряжения на основе КМОП-микросхемы , имеющего гальваническую развязку выходного напряжения, показана на рис. 8.5. Преобразователь работает на частоте 500 кГц. Его выходной каскад через разделительный конденсатор С2 нагружен на обмотку трансформатора Т1. Выходное напряжение выпрямляется диодным мостом на высокочастотных диодах. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце диаметром 35 мм с магнитной проницаемостью 2000 и содержит 7 и 25 витков провода диаметром 0,8 мм в тефлоновой изоляции. При токе нагрузки 10 мА КПД устройства достигает 60%. Отечественные приблизительные аналоги микросхемы DA1 — КР1554ЛН1 или КР1564ЛН1.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

ПРОСТЕЙШИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Всё, надоело менять батарейки в мультиметрах! Давно хотел собрать преобразователь от пальчиковой батарейки, но потом подумал, что и их придется менять. Захотелось питать преобразователь от аккумуляторов. Это бОльшая емкость, по сравнению со стандартными кронами, да и затрат поменьше.

Схема инвертора для батарейки тестера

Схема инвертора для батарейки тестера

Нашел в сети схему, собрал устройство. Впечатлило. Без нагрузки потребляет около 0.2 мА, а КПД доходит, как там было написано, до 94%. Пробовал запитывать устройство от 1.5 В - напряжение на выходе не понравилось, а перематывать трансформатор лень. Поэтому взял аккумулятор от мобильника, он плоский, емкость для мультиметра хорошая, да и форма тоже.

ПРОСТЕЙШИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 1,5 В

Конденсаторы на 1000 мкФ не ставил, поставил параллельно керамику и пленку на 120 нФ. На работу они не сильно повлияли. Транзистор взял старый советский. Здесь надо ставить германиевые транзисторы, тогда минимальное напряжение питания снизится. В источнике написано, что работа начинается с 0.4 вольт и продолжается аж до 0.2 Вольт. Это получается можно питать устройство даже от маленькой солнечной батарейки, картошки, лимона и прочего.

Самодельный ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ для мультиметра

В параллель выходу поставил стабилитрон на 10 В - с целью защиты мультиметра от всплесков питания. Трансформатор мотал на ферритовом колечке. Моточные данные: 10 витков 0.5 мм и 50 витков 0.1 мм проводом - старался витком к витку, а получилось как всегда. Если преобразователь не заработает - меняем местами выводы вторички, что я и сделал после первого запуска, хоть схема и выдавала напряжение чуть больше входного. 

дополнительная кнопка тестера

Конденсатор С1, на 80 нФ, можно менять от 1 до 100 нФ, он влияет на выходное напряжение, соответственно и на КПД.

меряем резистор омметром

Видео работы преобразователя

Понятно, что этот простейший преобразователь напряжения можно использовать не только для получения 9 вольт на выходе, и не только для запитывания мультиметра - область его применения очень широкая, в том числе и для светодиодных фонариков. Автор конструкции BFG5000.

   Форум по ИП

   Обсудить статью ПРОСТЕЙШИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ


Низковольтные преобразователи напряжения для светодиодов

Светодиоды, как источники оптического излучения, имеют неоспоримые достоинства: малые габариты, высокую яркость свечения при минимальном (единицы мА) токе, экономичность.

Но в силу технологических особенностей они не могут светиться при напряжении ниже 1,6... 1,8 В. Это обстоятельство резко ограничивает возможность применения светодиодных излучателей в широком классе устройств, имеющих низковольтное питание, обычно от одного гальванического элемента.

Несмотря на очевидную актуальность проблемы низковольтного питания светодиодных источников оптического излучения, известно весьма ограниченное число схемных решений, в которых авторы пытались решить эту задачу.

В этой связи ниже приведен обзор схем питания светодиодов от источника низкого (0,25...1,6 В) напряжения. Многообразие схем, приведенных в этой главе, можно свести к двум основным разновидностям преобразования напряжения низкого уровня в высокое. Это схемы с емкостными и индуктивными накопителями энергии [Рк 5/00-23].

Удвоитель напряжения

На рисунке 1 показана схема питания светодиода с использованием принципа удвоения напряжения питания. Генератор низкочастотных импульсов выполнен на транзисторах разной структуры: КТ361 и КТ315.

Частота следования импульсов определяется постоянной времени R1C1, а продолжительность импульсов — постоянной времени R2C1. С выхода генератора короткие импульсы через резистор R4 подаются на базу транзистора VT3, в коллекторную цепь которого включен светодиод HL1 (АЛ307КМ) красного цвета свечения и германиевый диод VD1 типа Д9.

Между выходом генератора импульсов и точкой соединения светодиода с германиевым диодом подключен электролитический конденсатор С2 большой емкости.

В период продолжительной паузы между импульсами (транзистор VT2 закрыт и не проводит ток) этот конденсатор заряжается через диод VD1 и резистор R3 до напряжения источника питания. При генерации короткого импульса транзистор VT2

открывается. Отрицательно заряженная обкладка конденсатора С2 оказывается соединенной с положительной шиной питания. Диод VD1 запирается. Заряженный конденсатор С2 оказывается подключенным последовательно с источником питания.

Суммарное напряжение приложено к цепи светодиод — переход эмиттер — коллектор транзистора VT3. Поскольку тем же импульсом транзистор VT3 отпирается, его сопротивление эмиттер — коллектор становится малым.

Таким образом, практически удвоенное напряжение питания (исключая незначительные потери) оказывается кратковременно приложенным к светодиоду: следует его яркая вспышка. После этого процесс заряда — разряда конденсатора С2 периодически повторяется.

Принципиальная схема удвоителя напряжения для питания светодиода

Рис. 1. Принципиальная схема удвоителя напряжения для питания светодиода.

Поскольку светодиоды допускают работу при кратковременном токе в импульсе, в десятки раз превосходящем номинальные значения, повреждения светодиода не происходит.

Если необходимо повысить надежность работы светодиодных излучателей с низковольтным питанием и расширить диапазон напряжения питания в сторону увеличения, последовательно со светодиодом следует включить токоограничи-вающий резистор сопротивлением десятки, сотни Ом.

При использовании светодиода типа АЛ307КМ с напряжением начала едва заметного свечения 1,35... 1,4 В и напряжением, при котором без ограничительного сопротивления ток через светодиод составляет 20 мА, 1,6... 1,7 В, рабочее напряжение генератора, представленного на рисунке 1, составляет 0,8... 1,6 В.

Границы диапазона определены экспериментально тем же образом: нижняя указывает напряжение начала свечения светодиода, верхняя — напряжение, при котором ток, потребляемый всем устройством, составляет примерно 20 мА, т.е. не превышает в самых неблагоприятных условиях эксплуатации предельный ток через светодиод и, одновременно, сам преобразователь.

Как уже отмечалось ранее, генератор (рисунок 1) работает в импульсном режиме, что является с одной стороны недостатком схемы, с другой стороны — достоинством, поскольку позволяет генерировать яркие вспышки света, привлекающие внимание.

Генератор достаточно экономичен, поскольку средний ток, потребляемый устройством, невелик. В то же время в схеме необходимо использовать хотя и низковольтный, но довольно громоздкий электролитический конденсатор большой емкости (С2).

Упрощенный вариант преобразователя напряжения

На рисунке 2 показан упрощенный вариант генератора, работающего аналогично изложенному выше. Генератор, используя малогабаритный электролитический конденсатор, работает при напряжении питания от 0,9 до 1,6 В.

Средний ток, потребляемый устройством, не превышает 3 мА при частоте следования импульсов около 2 Гц. Яркость генерируемых вспышек света несколько ниже, чем в предыдущей схеме.

Схема простого низковольтного преобразователя напряжения на двух транзисторах из 0,9В в 2В

Рис. 2. Схема простого низковольтного преобразователя напряжения на двух транзисторах из 0,9В в 2В.

Генератор с применением телефонного капсюля

Генератор, показанный на рис. 9.3, использует в качестве нагрузки телефонный капсюль ТК-67. Это позволяет повысить амплитуду генерируемых импульсов и понизить тем самым на 200 мВ нижнюю границу начала работы генератора.

За счет перехода на более высокую частоту генерации удается осуществить непрерывную «перекачку» (преобразование) энергии и ощутимо снизить емкости конденсаторов.

Низковольтные преобразователи для питания светодиодов

Рис. 3. Схема низковольтного генератора преобразователя напряжения с использованием катушки телефона.

Генератор с удвоением напряжения на выоде

На рисунке 4 показан генератор с выходным каскадом, в котором осуществляется удвоение выходного напряжения. При закрытом транзисторе VT3 к светодиоду приложено только небольшое по величине напряжение питания.

Электрическое сопротивление светодиода велико в силу ярко выраженной нелинейности ВАХ и намного превышает сопротивление резистора R6. Поэтому конденсатор С2 оказывается подключенным к источнику питания через резисторы R5 и R6.

Схема низковольтного преобразователя с удвоением выходного напряжения

Рис. 4. Схема низковольтного преобразователя с удвоением выходного напряжения.

Хотя вместо германиевого диода использован резистор R6, принцип работы удвоителя напряжения остается тем же: заряд конденсатора С2 при закрытом транзисторе VT3 через резисторы R5 и R6 с последующим подключением заряженного конденсатора последовательно с источником питания.

При приложении удвоенного таким образом напряжения динамическое сопротивление светодиода на более крутом участке ВАХ становится на время разряда конденсатора порядка 100 Ом и менее, что намного ниже сопротивления шунтирующего конденсатор резистора R6.

Расширить рабочий диапазон питающих напряжений (от 0,8 до 6 В) позволяет использование резистора R6 вместо германиевого диода. Если бы в схеме стоял германиевый диод, напряжение питания устройства было бы ограничено величиной 1,6...1,8 В.

При дальнейшем увеличении напряжения питания ток через светодиод и германиевый диод вырос бы до неприемлемо высокой величины и произошло бы их необратимое повреждение.

Преобразователь на основе генератора ЗЧ

В генераторе, представленном на рисунке 5 одновременно со световыми вырабатываются звонкие импульсы звуковой частоты. Частота звуковых сигналов определяется параметрами колебательного контура, образованного обмоткой телефонного капсюля и конденсатора С2.

Принципиальная схема преобразователя напряжения для светодиода на основе генератора ЗЧ

Рис. 5. Принципиальная схема преобразователя напряжения для светодиода на основе генератора ЗЧ.

Преобразователи напряжения на основе мультивибраторов

Источники питания светодиодов на основе мультивибраторов изображены на рисунках 6 и 7. Первая схема выполнена на основе асимметричного мультивибратора, вырабатывающего, как и устройства (рис. 1 — 5), короткие импульсы с протяженной междуимпульсной паузой.

Низковольтный преобразователь напряжения на основе асимметричного мультивибратора

Рис. 6. Низковольтный преобразователь напряжения на основе асимметричного мультивибратора.

Накопитель энергии — электролитический конденсатор СЗ периодически заряжается от источника питания и разряжается на светодиод, суммируя свое напряжение с напряжением питания.

В отличие от предыдущей схемы генератор (рис. 7) обеспечивает непрерывный характер свечения светодиода. Устройство выполнено на основе симметричного мультивибратора и работает на повышенных частотах.

Преобразователь для питания светодиода от низковольтного источника 0,8 - 1,6В

Рис. 7. Преобразователь для питания светодиода от низковольтного источника 0,8 - 1,6В.

В этой связи емкости конденсаторов в этой схеме на 3...4 порядка ниже. В то же время яркость свечения заметно понижена, а средний ток, потребляемый генератором при напряжении источника питания 1,5 6 не превышает 3 мА.

Преобразователи напряжения с последовательным соединением транзисторов

Преобразователь напряжения с последовательным соединением транзисторов разного типа проводимости

Рис. 8. Преобразователь напряжения с последовательным соединением транзисторов разного типа проводимости.

В генераторах, показанных далее на рисунках 8 — 13, в качестве активного элемента используется несколько необычное последовательное соединение транзисторов разного типа проводимости, к тому же, охваченных положительной обратной связью.

Двухтранзисторный преобразователь напряжения для светодиода с применением катушки от телефона

Рис. 9. Двухтранзисторный преобразователь напряжения для светодиода с применением катушки от телефона.

Конденсатор положительной обратной связи (рисунок 8) одновременно выполняет роль накопителя энергии для получения напряжения, достаточного для питания светодиода.

Параллельно переходу база — коллектор транзистора VT2 (типа КТ361) включен германиевый диод (либо заменяющее его сопротивление, рис. 12).

В генераторе с RC-цепочкой (рис. 8) за счет существенных потерь напряжения на полупроводниковых переходах рабочее напряжение устройства составляет 1,1... 1,6 В.

Заметно понизить нижнюю границу напряжения питания стало возможным за счет перехода на LC-вариант схемы генераторов, использующих индуктивные накопители энергии (рис. 9 — 13).

Схема простого низковольтного преобразователя напряжения 0,75В -1,5В в 2В на основе LC-генератора

Рис. 10. Схема простого низковольтного преобразователя напряжения 0,75В -1,5В в 2В на основе LC-генератора.

В качестве индуктивного накопителя энергии в первой из схем использован телефонный капсюль (рис. 9). Одновременно со световыми вспышками генератор вырабатывает акустические сигналы.

При увеличении емкости конденсатора до 200 мкФ генератор переходит в импульсный экономичный режим работы, вырабатывая прерывистые световые и звуковые сигналы.

Переход на более высокие рабочие частоты возможен за счет использования малогабаритной катушки индуктивности с большой добротностью. В связи с этим появляется возможность заметно уменьшить объем устройства и понизить нижнюю границу питающего напряжения (рис. 10 — 13).

В качестве индуктивности использована катушка контура промежуточной частоты от радиоприемника «ВЭФ» индуктивностью 260 мкГн. На рис. 11, 12 показаны разновидности таких генераторов.

Схема низковольтного преобразователя напряжения для светодиода с катушкой от ПЧ-контура приемника

Рис. 11. Схема низковольтного преобразователя напряжения для светодиода с катушкой от ПЧ-контура приемника.

Схема простого преобразователя напряжения для светодиода с катушкой от ПЧ-контура приемника

Рис. 12. Схема простого преобразователя напряжения для светодиода с катушкой от ПЧ-контура приемника.

Наконец, на рисунке 13 показан наиболее упрощенный вариант устройства, в котором вместо конденсатора колебательного контура использован светодиод.

Преобразователи напряжения конденсаторного типа (с удвоением напряжения), используемые для питания светодиодных излучателей, теоретически могут обеспечить снижение рабочего напряжения питания только до 60% (предельное, идеальное значение — 50%).

Очень простой низковольтный преобразователь напряжения с включенным светодиодом вместо конденсатора

Рис. 13. Очень простой низковольтный преобразователь напряжения с включенным светодиодом вместо конденсатора.

Использование в этих целях многокаскадных умножителей напряжения неперспективно в связи с прогрессивно возрастающими потерями и падением КПД преобразователя.

Преобразователи с индуктивными накопителями энергии более перспективны при дальнейшем снижении рабочего напряжения генераторов, обеспечивающих работу светодиодов. При этом сохраняются высокий КПД и простота схемы преобразователя.

Преобразователи напряжения индуктивного и индуктивно-емкостного типа

На рисунках 14 — 18 показаны преобразователи для питания светодиодов индуктивного и индуктивно-емкостного типа, выполненные на основе генераторов с использованием в качестве активного элемента аналогов инжекционно-полевого транзистора [Рк 5/00-23].

Схема низковольтного преобразователя напряжения 1-6В в 2В индуктивно-емкостного типа

Рис. 14. Схема низковольтного преобразователя напряжения 1-6В в 2В индуктивно-емкостного типа.

Преобразователь, изображенный на рисунке 14, является устройством индуктивно-емкостного типа. Генератор импульсов выполнен на аналоге инжекционно-полевого транзистора (транзисторы VT1 и VT2).

Элементами, определяющими рабочую частоту генерации в диапазоне звуковых частот, являются телефонный капсюль BF1 (типа ТК-67), конденсатор С1 и резистор R1. Короткие импульсы, вырабатываемые генератором, поступают на базу транзистора VT3, открывая его.

Одновременно происходит заряд/разряд емкостного накопи 1еля энергии (конденсатор С2). При поступлении импульса положительно заряженная обкладка конденсатора С2 оказывается соединенной с общей шиной через открытый на время действия импульса транзистор VT2. Диод VD1 закрывается, транзистор VT3 — открыт.

Таким образом, к цепи нагрузки (светодиоду HL1) оказываются присоединены последовательно включенные источник питания и заряженный конденсатор С2, в результате чего следует яркая вспышка светодиода.

Расширить диапазон рабочих напряжений преобразователя позволяет транзистор VT3. Устройство работоспособно при напряжениях от 1,0 до 6,0 В. Напомним, что нижняя граница соответствует едва заметному свечению светодиода, а верхняя — потреблению устройством тока в 20 мА.

В области малых напряжений (до 1,45 В) звуковая генерация не слышна, хотя по мере последующего увеличения напряжения питания устройство начинает вырабатывать и звуковые сигналы, частота которых довольно быстро понижается.

Переход на более высокие рабочие частоты (рис. 15) за счет использования высокочастотной катушки позволяет уменьшить емкость конденсатора, «перекачивающего» энергию (конденсатор С1).

Принципиальная схема низковольтного преобразователя напряжения с ВЧ-генератором

Рис. 15. Принципиальная схема низковольтного преобразователя напряжения с ВЧ-генератором.

В качестве ключевого элемента, подключающего светодиод к «плюсовой» шине питания на период следования импульса, использован полевой транзистор VT3 (КП103Г). В результате диапазон рабочих напряжений этого преобразователя расширен до 0,7... 10 В.

Заметно упрощенные, но работающие в ограниченном интервале питающих напряжений устройства показаны на рисунках 16 и 17. Они обеспечивают свечение светодиодов в диапазоне 0,7...1,5 В (при R1=680 Ом) и 0,69...1,2 В (при R1=0 Ом), а также от 0,68 до 0,82 В (рис. 17).

Принципиальная схема упрощенного низковольтного преобразователя напряжения с ВЧ-генератором

Рис. 16. Принципиальная схема упрощенного низковольтного преобразователя напряжения с ВЧ-генератором.

 Упрощенный низковольтный преобразователь напряжения с ВЧ-генератором и телефонным капсюлем в качестве катушки

Рис. 17. Упрощенный низковольтный преобразователь напряжения с ВЧ-генератором и телефонным капсюлем в качестве катушки.

Наиболее прост генератор на аналоге инжекционно-полевого транзистора (рис. 18), где светодиод одновременно выполняет роль конденсатора и является нагрузкой генератора. Устройство работает в довольно узком диапазоне питающих напряжений, однако яркость свечения светодиода достаточно высока, поскольку преобразователь (рис. 18) является чисто индуктивным и имеет высокий КПД.

Низковольтный преобразователь напряжения с генератором на аналоге инжекционно-полевого транзистора

Рис. 18. Низковольтный преобразователь напряжения с генератором на аналоге инжекционно-полевого транзистора.

 

Следующий вид преобразователей достаточно хорошо известен и является более традиционным. Это преобразователи трансформаторного и автотрансформаторного типа.

На рис. 19 показан генератор трансформаторного типа для питания светодиодов низковольтным напряжением. Генератор содержит лишь три элемента, одним из которых является светоизлучающий диод.

Без светодиода устройство является простейшим блокинг-генератором, причем на выходе трансформатора может быть получено довольно высокое напряжение. Если в качестве нагрузки генератора использовать светодиод, он начинает ярко светиться даже при низком значении питающего напряжения (0,6...0,75 В).

Схема преобразователя трансформаторного типа для питания светодиодов низковольтным напряжением

Рис. 19. Схема преобразователя трансформаторного типа для питания светодиодов низковольтным напряжением.

В этой схеме (рис. 19) обмотки трансформатора имеют по 20 витков провода ПЭВ 0.23. В качестве сердечника трансформатора использовано ферритовое кольцо М1000 (1000НМ) К 10x6x2,5. В случае отсутствия генерации выводы одной из обмоток трансформатора следуе! поменять местами.
   
Преобразователь, показанный на рисунке 20, имеет самое низкое напряжение питания из всех рассмотренных устройств. Существенного понижения нижней границы рабочего напряжения удалось достичь за счет оптимизации выбора числа (соотношения) витков обмоток и способа их включения. При использовании высокочастотных германиевых транзисторов типа 1Т311, 1Т313 (ГТ311, ГТ313) подобные преобразователи начинают работать пои напояжении питания выше 125 мВ.

Низковольтный преобразователь напряжения из 0,25В - 0,6В в 2В

Рис. 20. Низковольтный преобразователь напряжения из 0,25В - 0,6В в 2В.

Экспериментально измеренные характеристики генератора

Рис. 21. Экспериментально измеренные характеристики генератора.

В качестве сердечника трансформатора, как и в предыдущей схеме, использовано ферритовое кольцо М1000 (1000НМ) К10x6x2,5. Первичная обмотка выполнена проводом ПЭВ 0,23 мм, вторичная — ПЭВ 0,33. Довольно яркое свечение светодиода наблюдается уже при напряжении 0,3 В.

На рисунке 21 представлены экспериментально измеренные характеристики генератора (рис. 20) при варьировании числа витков обмоток. Из анализа полученных зависимостей следует, что существует область оптимального соотношения числа витков первичной и вторичной обмоток, причем, с увеличением числа витков первичной обмотки минимальное рабочее напряжение преобразователя плавно снижается, причем одновременно сужается и диапазон рабочих напряжений преобразователя.

Для решения обратной задачи — расширения диапазона рабочих напряжений преобразователя — последовательно с ним может быть подключена RC-цепочка (рис. 22).

Схема низковольтного преобразователя напряжения с применением RC-цепочки

Рис. 22. Схема низковольтного преобразователя напряжения с применением RC-цепочки.

Схемы преобразователей по типу индуктивной или емкостной трех-точки

Еще один вид преобразователей представлен на рисунки 23 — 29. Их особенность — использование индуктивных накопителей энергии и схем, выполненных по типу «индуктивной» или «емкостной трех-точки» с барьерным режимом включения транзистора.
   
Генератор (рис. 23) работоспособен в диапазоне напряжений от 0,66 до 1,55 В. Для оптимизации режима работы требуется подбор номинала резистора R1. В качестве катушки индуктивности, как и во многих предыдущих схемах. использована катушка контура фильтра ПЧ индуктивностью 260 мкГн.

Преобразователь напряжения для светодиода на одном транзисторе КТ315

Рис. 23. Преобразователь напряжения для светодиода на одном транзисторе КТ315.

Так, при числе витков первичной обмотки п(1) равном 50...60 и числе витков вторичной л(II) — 12, устройство работоспособно в диапазоне питающих напряжений 260...440 мВ (соотношение числа витков 50 к 12), а при соотношении числа витков 60 к 12 — 260...415 мВ.

При использовании ферритового сердечника другого типа или размера это соотношение может нарушиться и быть иным. Полезно самостоятельно выполнить подобное исследование, а результаты для наглядности представить в виде графика.

Весьма интересным представляется использование туннельного диода в рассматриваемых генераторах (аналогичного приведенному на рис. 20), включенного вместо перехода эмиттер — база транзистора VT1.

Генератор (рис. 24) немногим отличается от предыдущего (рис. 23). Интересной его особенностью является то, что яркость свечения светодиода меняется с ростом напряжения питания (рис. 25).

Преобразователь напряжения с меняющейся яркостью свечения светодиода.

Рис. 24. Преобразователь напряжения с меняющейся яркостью свечения светодиода.

График зависимости яркости свечения светодиода от питающего генератор напряжения (для рисунка 24)

Рис. 25. График зависимости яркости свечения светодиода от питающего генератор напряжения (для рисунка 24).

Причем максимум яркости достигается при 940 мВ. Преобразователь, показанный на рисунке 26, можно отнести к генераторам, выполненным по схеме «трехточки», причем светодиод выполняет роль одного из конденсаторов.

Трансформатор устройства выполнен на ферритовом кольце (1000HM) К10x6x2,5, причем его обмотки содержат приблизительно по 15...20 витков провода ПЭЛШО 0,18.

 

Низковольтный преобразователь напряжения с генератором выполненном на основе трехточки

Рис. 26. Низковольтный преобразователь напряжения с генератором выполненном на основе трехточки.

Преобразователь (рис. 27) отличается от предыдущего точкой подключения светодиода. Зависимость яркости свечения светодиода от напряжения питания показана на рисунке 28: при повышении напряжения питания яркость вначале нарастает, затем резко снижается, после чего снова растет.

Простой преобразователь напряжения для низковольтного питания светодиода АЛ307

Рис. 27. Простой преобразователь напряжения для низковольтного питания светодиода АЛ307.

Зависимость яркости свечения светодиода от напряжения питания

Рис. 28. Зависимость яркости свечения светодиода от напряжения питания.

Наиболее простой схемой преобразователей этого типа является схема, представленная на рисунке 29. Установление рабочей точки достигается подбором резистора R1.

Светодиод, как и в ряде предшествующих схем, одновременно играет роль конден сатора. В порядке эксперимента рекомендуется подключить па раллельно светодиоду конденсатор и подобрать его емкость.

Очень простая схема низковольтного преобразователя напряжения на одном транзисторе

Рис. 29. Очень простая схема низковольтного преобразователя напряжения на одном транзисторе.

В заключение

В качестве общего замечания по налаживанию схем, представленных выше, следует отметить, что напряжение питания всех рассмотренных устройств во избежание повреждения светодиодов не должно (за редким исключением) превышать значения 1.6...1.7 В.


Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1).

Преобразователь 12 В в 220 В

Николай Яковлев
main (at) masterkit.ru

Эта статья продолжает знакомить читателей с новинками МАСТЕР КИТ. Она адресована тем, кто имеет опыт сборки и применения преобразователей напряжения, а также тем, кто захочет повторить данное устройство и использовать его для получения переменного напряжения 220 Вольт от стандартного автомобильного аккумулятора 12 Вольт. В статье приведены технические характеристики преобразователя, подробно описана принципиальная схема, изложены особенности работы устройства, Вы найдете рисунок печатной платы, перечень компонентов и особенности настройки устройства. Для желающих приобрести данное устройство в виде комплекта для самостоятельной сборки МАСТЕР КИТ предлагает набор NM1032.

Описываемое устройство позволяет получить переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц от источника постоянного напряжения 10,5–14 В. Форма генерируемых колебаний – прямоугольная. Предлагаемый преобразователь найдет применение в быту, на даче или в квартире при аварии электросети. В качестве источника питания преобразователя используется автомобильный аккумулятор. При пользовании бытовыми электроприборами мощностью до 100 Вт его энергии хватит на несколько часов. Преобразователь имеет защиту от перегрузки.

Технические характеристики

Напряжение питания --------------- 10,5 – 14 В

Напряжение выходного сигнала ---- 190 - 240 В

Частота переменного напряжения --- 48 - 52 Гц

Мощность подключаемой нагрузки --- до 100 Вт

Размер печатной платы ------------ 32,5х57,5 мм

Рис.1 Схема преобразователя (щелкните мышью для увеличения) Описание принципиальной схемы

Принципиальная схема преобразователя показана на рис. 1. В качестве задающего генератора DA1 в данном преобразователе используется специализированная микросхема КР1211ЕУ1. Микросхема содержит внутренний тактовый генератор, частота генерации которого определяется постоянной времени цепи, подключаемой к выводу 7 микросхемы. На выводах 4 и 6 формируются выходные импульсы в соответствии с диаграммой, приведённой на рис. 2.

Из диаграммы видно, что частота выходных импульсов в К раз меньше частоты внутреннего тактового генератора. Значение К зависит от уровня напряжения на выводе 3: при высоком уровне - К=18, а при низком – К=14. Из диаграммы также видно, что выходные сигналы имеют защитный интервал, равный одному периоду тактовой частоты, в течение которого оба выходных сигнала имеют низкий уровень напряжения. Для работы системы защиты используется вывод 1 микросхемы. При подаче на него высокого уровня напряжения работа микросхемы блокируется и на выходах устанавливается низкий уровень напряжения. В рабочий режим микросхема переводится либо выключением и включением питания, либо кратковременной подачей низкого уровня напряжения на вывод 3 микросхемы. Выходные импульсы DA1 поочерёдно открывают полевые транзисторы VT4, VT5, которые создают в первичной обмотке трансформатора T1 переменный электрический ток. При этом на выводах вторичной обмотки T1 формируется выходное переменное напряжение.

Питание микросхемы DA1 осуществляется от маломощного интегрального стабилизатора DA2. Наличие напряжения питания индицируется светодиодом VD3. Частота формируемого переменного напряжения определяется номиналами R1, C1. Датчиком перегрузки служат параллельно соединённые резисторы R9 и R10. Протекающий по ним ток создаёт падение напряжения между базой и эмиттером транзистора VT2 через делитель R8, R11. При перегрузке транзистор VT2 открывается и через делитель R6, R5 на вывод 1 микросхемы поступает напряжение высокого уровня. Пороговая величина тока срабатывания защиты определяется номиналами R8, R11 и для данной схемы составляет 10 А. При пониженном напряжении питания открывается транзистор VT1. Ток, протекающий через открытый транзистор VT1 и резисторы R4, R5 создаёт на выводе 1 микросхемы DA1 напряжение высокого уровня.

Пороговое напряжение перехода в режим защиты определяется номиналами R2, R3 и для данной схемы составляет 10 В. Диоды VD1, VD2, VD4, резисторы R13, R16, R17, транзистор VT3 и конденсатор C5 образуют узел индикации режима блокировки. При наличии колебаний на выходе микросхемы DA1 конденсатор C5 заряжается через диоды VD1, VD2 напряжением высокого уровня, транзистор VT3 открывается и шунтирует светодиод VD4. При отсутствии колебаний на выходе микросхемы DA1 транзистор VT3 закрыт и светодиод VD4 горит. Защитная блокировка снимается после отключения преобразователя и повторного включения спустя 10 – 15 секунд, необходимых для разрядки конденсатора C8 через резистор R19. Защиту можно отключить замыканием вывода 10 платы на «минус» источника питания с помощью тумблера SW1.

Рис. 2 Диаграмма работы микросхемы КР1211ЕУ1 Детали и конструкция

Перечень элементов преобразователя приведён в табл.1. Топология и схема расположения радиоэлементов рекомендуемой печатной платы приведены соответственно на рис. 3 и рис. 4.

Табл. 1 Перечень элементов
Позиция Наименование Примечание Кол.
DA1 КР1211ЕУ1 - 1
DA2 78L06 Интегральный стабилизатор 2
VT1,VT2 КТ3107А - 1
VT3 KT3102A - 1
VT4,VT5 IRZ44 Полевой транзистор 2
VD1,VD2 КД522А - 2
VD3 LED 5мм,G Светодиод зелёный 1
VD4 LED 5мм,R Светодиод красный 1
R1 1,1MОм; 1,2МОм; 1,3МОм Требуется подбор 3
R2,R4 3,9 кОм Оранж., белый, красный 1
R3,R13 6,2 кОм Голубой, красный, красный 1
R5 10 кОм Коричн., чёрный, оранж. 1
R6 9,1 кОм Белый, коричн., красный 1
R7 100 кОм Коричн., чёрный, жёлтый 1
R8 2,2 кОм Красный, красный, красный 1
R16 1,8 кОм Коричн, серый, красный 2
R9,R10 0,1 Ом 5 Вт 2
R11 1,0 кОм Коричн., чёрный ., красный 1
R12,R17 620 Ом Голубой, красный , коричн. 2
R18 82 кОм 2 Вт серый, красный, оранжевый 1
R14,R15 100 Ом Коричн., чёрный, коричн. 2
R19 1,2 кОм коричневый, красный, красный 1
C1 1000 пФ - 1
C2,C3 0,1 мкФ - 2
C4 1000мкФ 16В - 1
C5 10 мкФ 16В - 1
C6,C7 0,047 мкФ - 2
C8 10000 мкФ 16В - 1
C9 0,047 мкФ 400В - 1

Транзисторы VT4, VT5 должны быть установлены на радиаторы площадью 30-50 кв. см. каждый. При этом необходимо обеспечить электрическую изоляцию между радиатором и корпусом транзистора. Рекомендуется использовать прокладки из слюды или керамики, а также диэлектрические шайбы под винты и теплопроводящую пасту. В качестве Т1 подойдёт понижающий трансформатор 220/(10,5+10,5)В мощностью не менее 150 Вт. Рекомендуется использовать трансформатор ТП-190 после его несложной доработки. Доработка трансформатора заключается в том, чтобы, не прибегая к его разборке, отмотать 10 витков каждой секции вторичной обмотки. Для самостоятельного изготовления трансформатора можно рекомендовать сердечник ПЛМ27-40-58. Первичная обмотка должна содержать две секции по 32 витка провода диаметром 2 мм, а вторичная (повышающая) – 700 витков провода диаметром 0,6 мм.

Соединения в цепях истоков транзисторов VT4, VT5 первичной обмотки трансформатора Т1, а также конденсатора С8 должны быть выполнены проводом сечением не менее 1,5 кв. мм. Провода, соединяющие преобразователь с источником питания должны иметь сечение не менее 2,5 кв. мм. Резистор R19 устанавливается непосредственно на выводах конденсатора С8, а элементы R19, C9 устанавливаются на клеммах трансформатора Т1. В качестве выключателя SW1 рекомендуется использовать рубильник-автомат на ток 10-16 А. Элементы преобразователя, включая печатную плату, рекомендуется закрепить на металлическом шасси, которое следует соединить с «минусом» источника питания

Используемые в преобразователе полевые транзисторы имеют сопротивление открытого канала около 25 МОм, они рассчитаны на довольно большой допустимый ток стока 40 А, поэтому мощность преобразователя может быть увеличена до 250 Вт путем изменения номиналов схемы блокировки и использования соответствующего трансформатора.

Настройка

Настройка сводится к подбору частотозадающего резистора R1. При отсутствии измерительных приборов частоту формируемого напряжения можно оценить с помощью простого устройства оценки частоты, схема которого приведена на рис. 5. Разъём XР1 подключается к выходу преобразователя, а разъём XР2 – в электросеть 220 В 50 Гц. При этом частота мигания светодиода VD2 соответствует разности частот напряжений преобразователя и электросети. Подбирая резистор R1, следует добиться наиболее редких миганий светодиода.

Заключение

Чтобы сэкономить Ваше время и избавить Вас от рутинной работы по поиску необходимых компонентов и изготовлению печатной платы МАСТЕР КИТ предлагает набор NM1032. Набор состоит из заводской печатной платы, всех необходимых компонентов, двух радиаторов и руководства по сборке и эксплуатации устройства.

Более подробно ознакомиться с ассортиментом и техническими характеристиками можно с помощью каталога «МАСТЕР КИТ» и на сайте www.masterkit.ru.

На сайте www.masterkit.ru. представлено много полезной информации по электронным наборам и модулям МАСТЕР КИТ, приведены адреса магазинов, где можно купить электронные наборы и модули, работает конференция и электронная подписка на рассылку новостей, в разделе «КИТы в журналах» предложены радиотехнические статьи, в других разделах сайта содержится много интересной информации для радиолюбителей. Наш ассортимент постоянно расширяется и дополняется новинками, созданными с использованием новейших достижений современной электроники.

Рис. 3 Топология печатной платы Рис. 4 Расположение элементов Рис. 5 Схема устройства оценки частоты
шагов по преобразованию переменного тока в постоянный
Power Supply Circuit Power Supply Circuit

Цепь электропитания

Электропитание стало основной потребностью в нашей повседневной жизни, мощность, которой мы располагаем, составляет 230 В 50 Гц переменного тока. Но, используя схемы преобразователя силовой электроники, эта мощность может быть преобразована в требуемую форму и диапазон. Эти преобразователи представляют собой схемы силовой электроники, которые в дальнейшем классифицируются как повышающие и повышающие преобразователи, цепи стабилизатора напряжения, схемы преобразования переменного тока в постоянный, постоянного тока, постоянного тока в переменный и так далее.Большинству микроконтроллеров, которые мы часто используем при разработке проектов электроники, требуется источник питания 5 В постоянного тока, этот 5 В постоянного тока можно получить из имеющегося источника питания 230 В переменного тока, используя преобразователь переменного тока в постоянный в цепи источника питания.

Цепь электропитания

В общем, мы можем наблюдать схему, из которой берется сетевой источник питания, и эта схема используется для управления подачей энергии на нагрузку. Следовательно, эта схема может называться схемой источника питания, и существуют различные типы схем источника питания, такие как импульсный источник питания, переменный источник питания, источник постоянного тока и т. Д., которые классифицируются на основе различных критериев.

Преобразователь переменного тока в постоянный

Существуют различные типы преобразователей силовой электроники, такие как выпрямитель, инвертор, регулятор напряжения, преобразователь F в V, циклоконвертер и т. Д. Преобразователь силовой электроники, который используется для преобразования переменного тока в постоянный, называется цепью выпрямителя. Максимальное количество электронных цепей использует мощность постоянного тока для своей работы, и давайте рассмотрим микроконтроллеры (8051 микроконтроллеры обычно используются в максимальном количестве проектов или цепей на основе микроконтроллеров), которые требуют регулируемого источника питания 5 В постоянного тока.

Существуют различные схемы, которые можно использовать для преобразования доступной мощности 230 В переменного тока в мощность 5 В постоянного тока с использованием различных методов. Как правило, понижающие преобразователи могут быть определены как преобразователи с выходным напряжением, меньшим, чем входное напряжение. Давайте поговорим о преобразователе переменного тока в постоянный (здесь рассматривается часто используемый преобразователь в цепи питания, преобразователь 230 В переменного тока в 5 В постоянного тока) и его работа подробно.

4 простых шага для преобразования переменного тока в постоянный

1. Понижение уровней напряжения

Повышающие трансформаторы используются для повышения уровней напряжения, а понижающие трансформаторы используются для понижения уровней напряжения.Таким образом, с помощью понижающего трансформатора доступный источник питания 230 В переменного тока преобразуется в 12 В переменного тока. Выход этого понижающего трансформатора является среднеквадратичным значением, и его пиковое значение может быть задано произведением квадратного корня из двух на среднеквадратичное значение и приблизительно равно 17 В.

Step-down Transformer Step-down Transformer

Понижающий трансформатор

В понижающих трансформаторах, первичной и вторичной обмотках, есть две обмотки, в которых первичная обмотка состоит из большего числа витков по сравнению со вторичной обмоткой (меньшее количество витков).Мы знаем, что трансформатор работает по принципу законов электромагнитной индукции Фарадея.

2. Схема преобразователя переменного тока в постоянный

Прежде всего, мощность 230 В переменного тока понижается до 12 В переменного тока (среднеквадратичное значение 12 В, пиковое значение которого приблизительно равно 17 В), но 5 В постоянного тока является необходимой мощностью. Таким образом, эта пониженная выходная мощность 17 В переменного тока должна быть преобразована в мощность постоянного тока, а затем она должна быть понижена до 5 В постоянного тока. Преобразователь переменного тока в постоянный, а именно выпрямитель, используется для преобразования 17 В переменного тока в постоянный, и существуют различные типы выпрямителей, такие как полуволновые, двухполупериодные и мостовые выпрямители.Мостовой выпрямитель наиболее предпочтителен по сравнению с полуволновыми, двухполупериодными и мостовыми выпрямителями.

AC to DC Converter Circuit AC to DC Converter Circuit

Схема преобразователя переменного тока в постоянный

Выпрямитель, который состоит из четырех диодов и соединен в виде моста, называется мостовым выпрямителем. Мы знаем, что диод проводит только в одном направлении (только во время прямого смещения), остается в выключенном состоянии в другом направлении (во время обратного смещения). Диоды, как правило, не контролируются, то есть всякий раз, когда напряжение на аноде становится больше, чем на катоде, тогда он начинает проводимость, пока напряжение на аноде не станет меньше, чем на катоде.Следовательно, диоды называются неконтролируемыми выпрямителями.

В вышеупомянутой схеме во время положительного полупериода источника питания диоды D2 и D4 проводят, а во время отрицательного полупериода источника питания диоды D1 и D3 проводят. Таким образом, входная мощность переменного тока выпрямляется в выходную мощность постоянного тока; но выходная мощность постоянного тока состоит из импульсов, следовательно, она называется пульсирующим постоянным током и не является чистым постоянным током. Но из-за внутреннего сопротивления диодов происходит падение напряжения (2 * 0,7 В) на 1,4 В и, таким образом, пиковое напряжение в цепи выпрямителя составляет около 15 В (17-1.4).

3. Получение чистого постоянного тока от пульсирующего постоянного тока

Постоянный ток 15 В можно преобразовать в постоянный ток 5 В с помощью понижающего преобразователя, но перед этим необходимо получить чистую мощность постоянного тока. Чистая мощность постоянного тока может быть получена из пульсирующего постоянного тока с использованием схемы фильтра (для удаления пульсаций можно использовать L-фильтр, или C-фильтр, или RC-связанный фильтр). С-фильтр часто используется для сглаживания.

Smoothing Filter to obtain Pure DC Smoothing Filter to obtain Pure DC

Сглаживающий фильтр для получения чистого постоянного тока

В схеме конденсатор используется для накопления энергии, когда входное напряжение увеличивается от нуля до его пикового значения, а энергия от конденсатора может разряжаться, пока входное напряжение уменьшается с его пиковое значение до нуля.Таким образом, пульсирующий постоянный ток может быть преобразован в чистый постоянный ток с использованием этого процесса зарядки и разрядки конденсатора.

4. Регулирование напряжения постоянного тока

Выходное напряжение постоянного тока 15 В можно регулировать с помощью регуляторов напряжения постоянного тока, таких как IC 78XX, в котором последние две цифры XX представляют значение выходного напряжения. Здесь, давайте рассмотрим IC 7805, которая используется для поддержания постоянного выхода 5 В постоянного тока, даже если входное напряжение варьируется (от 7,2 до 35 В постоянного тока).

IC 78XX DC Voltage Regulator Internal Diagram IC 78XX DC Voltage Regulator Internal Diagram

IC 78XX постоянного напряжения Регулятор внутреннего Диаграмма

Приведенный выше график представляет собой блок-схему регулятора IC7805 напряжения постоянного тока, он состоит из операционного усилителя, который действует как усилитель ошибки, стабилитрон, который используется для обеспечения опорного напряжения, как показано на рисунке на рисунке ниже.

Zener Diode as Voltage Reference Zener Diode as Voltage Reference

Стабилитрон в качестве эталона напряжения

Последовательный проходной элемент (транзистор) используется для отвода дополнительной энергии, поскольку теплоотвод и теплоотвод могут использоваться для тепловой защиты.

Знаете ли вы, как спроектировать преобразователь переменного тока в постоянный без использования трансформатора? Затем разместите свои ответы в разделе комментариев ниже.

DC в DC понижающий преобразователь цепи самодельный Arduino
Бак конвертер Повышающий преобразователь Buck-Boost конвертер

Преобразователь понижающего напряжения (понижающий преобразователь) - это преобразователь постоянного напряжения, который понижает напряжение (при повышении тока) со своего входа (питания) на свой выход (нагрузку). Это класс импульсных источников питания (SMPS), обычно содержащий по меньшей мере два полупроводника (диод и транзистор, хотя современные понижающие преобразователи часто заменяют диод вторым транзистором, используемым для синхронного выпрямления) и по меньшей мере один элемент накопления энергии конденсатор, индуктор или два в комбинации.Чтобы уменьшить пульсацию напряжения, фильтры, сделанные из конденсаторов (иногда в комбинации с индукторами), обычно добавляются к выходу такого преобразователя (фильтр на стороне нагрузки) и входу (фильтр на стороне питания).

В этом руководстве мы узнаем, как создать и как работает понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный. Схема очень проста с использованием только одного диода, катушки индуктивности и конденсатора. Переключатель будет МОП-транзистором, и для создания ШИМ-сигнала мы будем использовать таймер 555 в конфигурации ШИМ, регулируемый контроллер повышения или один Arduino NANO.Но сначала давайте изучим немного теории. На следующем рисунке показана схема преобразователя Бака, где мы видим переключатель, катушку индуктивности и конденсатор и, конечно, добавляем нагрузку к выходу.

2.0 Бак преобразователь теории

Итак, у нас есть следующая схема. Чтобы изучить, как это работает, мы разделим его на два этапа. Этапы ВКЛ и ВЫКЛ. Во включенной части переключатель замкнут, как мы видим на следующем рисунке, где диод разомкнут, поскольку напряжение на катоде выше, чем на аноде.Когда переключатель в первый раз замкнут (включен), ток начнет увеличиваться, и индуктор будет создавать противоположное напряжение на своих клеммах в ответ на изменение тока. Это падение напряжения противодействует напряжению источника и, следовательно, снижает сетевое напряжение на нагрузке. Со временем скорость изменения тока уменьшается, и напряжение на индуктивности также уменьшается, увеличивая напряжение на нагрузке. В течение этого времени индуктор накапливает энергию в виде магнитного поля.Если переключатель размыкается, когда ток все еще меняется, то на индукторе всегда будет падение напряжения, поэтому чистое напряжение на нагрузке всегда будет меньше, чем источник входного напряжения. Когда переключатель включен, индуктор будет заряжаться, а напряжение на индукторе будет разницей между выходом и входом. Но мы также знаем, что напряжение индуктора - это индуктивность L, умноженная на производную тока индуктора. Как мы можем видеть на следующем рисунке, мы получаем ток включения через индуктор.

При повторном размыкании переключателя (в выключенном состоянии) источник напряжения будет отключен от цепи, и ток уменьшится. Понижение тока вызовет падение напряжения на индуктивности (противоположное падению во включенном состоянии), и теперь индуктор становится источником тока. Накопленная энергия в магнитном поле индуктора поддерживает ток, протекающий через нагрузку. Этот ток, протекающий в то время, когда источник входного напряжения отключен, при соединении с током, протекающим во включенном состоянии, составляет ток, превышающий средний входной ток (равный нулю в выключенном состоянии).«Увеличение» среднего тока компенсирует снижение напряжения и в идеале сохраняет мощность, подаваемую на нагрузку. В выключенном состоянии индуктор разряжает накопленную энергию в остальную часть цепи. Если выключатель снова замыкается до полной разрядки индуктора (включенное состояние), напряжение на нагрузке всегда будет больше нуля.

В этом случае напряжение на катушке индуктивности является выходным напряжением. Итак, еще раз, используя формулы следующего рисунка, мы получаем ток части OFF.

Хорошо, теперь, если мы хотим получить выход в зависимости от входа и рабочего цикла ШИМ, все, что нам нужно сделать, это сделать сумму тока включения и выключения равной 0. Это означает, что ток включения равен Ток выключения. Так что даст нам:

Итак, мы получили, что выход - это вход, умноженный на рабочий цикл. Рабочий цикл ШИМ может иметь значения от 0 до 1. Таким образом, только возможный выходной сигнал будет равен или ниже входного. Вот почему эта конфигурация называется понижающим преобразователем.

3.0 Бак конвертер Arduino NANO

С уважением, у этой схемы нет другого смысла, кроме как учиться. Arduino NANO уже имеет линейный стабилизатор напряжения 5 В, который снижает эффективность схемы. Таким образом, главная цель - узнать, как работают схема, обратная связь и сигнал ШИМ для достижения желаемого выхода.


Смотрите полный список деталей здесь:

3,1 Нет обратной связи

Как видно на схеме выше, у нас есть потенциометр, подключенный к аналоговому входу A0.С помощью этого потенциометра мы выберем выходное значение от 1 до 12 вольт, поскольку максимальное входное напряжение в этом случае составляет 12 В. С помощью АЦП Arduino мы будем читать значение от 0 до 1024, затем в коде мы отображаем это значение от 1 до 244, которые являются значениями, используемыми с функцией analogWrite в arduino. При этом мы подадим сигнал ШИМ на вывод D3, где 1 - самый низкий коэффициент заполнения, а 244 - максимум. Поскольку цифровое значение arduino составляет 5 В, мы добавляем небольшой драйвер BJT, используя один NPN S8050 и два резидента 10 КБ и 1 КБ.Выход этого драйвера подключен к затвору IRF4905 P-MOSFET.

Подключите все, как показано на схеме выше, загрузите следующий код в Arduino и начните перемещать потенциометр. Соблюдайте выходные данные на осциллографе.


Загрузите НЕТ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ здесь:

Итак, эта схема может увеличивать и уменьшать напряжение и поддерживать это значение постоянным для той же нагрузки, в данном случае резистором 100 Ом, как мы видим на рисунке ниже. Но если мы изменим нагрузку на выходе, время разряда на выходе также изменится, так как для более низких нагрузок будет проходить больший ток.Поэтому, если время разряда быстрее или медленнее, рабочий цикл также должен измениться. Для этого мы должны добавить систему обратной связи в нашу схему, которая будет измерять выходное напряжение и корректировать режим ШИМ, чтобы сохранить то же самое желаемое значение.

3.2 Обратная связь

Давайте добавим обратную связь к нашей схеме. Как вы можете видеть на схеме ниже, у нас есть потенциометр, подключенный к аналоговому входу A0, как и раньше. С помощью этого потенциометра мы выберем желаемое выходное значение от 1 до 12 вольт, поскольку максимальное входное напряжение в этом случае составляет 12 В.На выходе схемы у нас есть делитель напряжения, который снизит напряжение с 12 В до 5 В, потому что это максимальное входное напряжение АЦП Arduino. Проверьте формулу ниже, чтобы понять, как работает делитель напряжения. Если вы подаете на вход более высокое напряжение, чем 12 В, вам следует изменить значения R1 и R2, чтобы всегда иметь напряжение ниже 5 В для АЦП.


В коде мы сравниваем эти два напряжения и увеличиваем или уменьшаем ширину ШИМ, чтобы сохранить постоянный выходной сигнал.Просто скопируйте и загрузите следующий код в Arduino для этого примера.
Подключите все, как показано на схеме выше, загрузите следующий код на Arduino и начните перемещать потенциометр. Соблюдайте выходные данные на осциллографе.

Загрузите код ОБРАТНОЙ СВЯЗИ здесь:

Бак преобразователь LM2576T-ADJ схема

С этим компонентом у нас есть обратная связь, и результат останется тем же самым, используя различные нагрузки. Просто установите соединения, добавьте входной конденсатор, чтобы иметь постоянный вход, и все готово.

Вход может быть в диапазоне от 5 до 55 вольт. Не применяйте более высокое напряжение, иначе вы можете сжечь компонент LM2576T-ADJ. В этом случае нам не нужен внешний переключатель, так как LM2576T-ADJ уже имеет его внутри. С помощью контакта обратной связи, подключенного к делителю выходного напряжения, LM2576T-ADJ будет изменять ширину импульса в зависимости от выхода, чтобы поддерживать его постоянным. В этом случае используйте диод Шоттки с барьерным выпрямителем, поскольку он имеет низкое прямое напряжение. Этот диод будет жить током, когда переключатель разомкнут.

3.0 Бак преобразователь цепи 555 таймер

Эта конфигурация 555 создаст сигнал ШИМ и подаст этот сигнал на шлюз MOSFET. Схема работает нормально, но у нее есть большая проблема. Выход изменится, если мы изменим выходную нагрузку, потому что схема не имеет обратной связи. Итак, мы будем использовать следующую схему для нашего понижающего конвертера. Для создания сигнала ШИМ мы будем использовать таймер 555 с конфигурацией ШИМ. С помощью потенциометра P1 мы можем изменить рабочий цикл сигнала ШИМ и, в то же время, выходное значение.Для MOSFET вы можете использовать IRF4905 P канал Mosfet. Вы всегда можете попробовать разные значения индуктивности для индуктора и посмотреть результаты.

Вход может быть в диапазоне от 5 до 15 вольт. Не применяйте более высокое напряжение, иначе вы можете сжечь таймер 555. Подключите ШИМ (контакт 3 таймера 555) к шине MOSFET (переключатель). Добавьте выходную нагрузку и проверьте цепь. Вы можете получить выходное значение от 1 до 15 В.

Boost Converter страница:

.Схема преобразователя

Page 2 :: Next.gr

- Страница 2

  • С помощью Signetics NE602 этот преобразователь настраивает диапазон 9,5–9,8 МГц. Автомобильный радиоприемник AM используется ..

  • Используя преобразователь напряжения Burr-Brown VFC 32, этот преобразователь напряжения в частоту использует несколько компонентов.Цепи значений ..

  • Этот преобразователь напряжения в частоту (VFC) принимает биполярно-переменные входы. Для входов от -10- до + 10 В, C ..

  • В этой схеме ДИ заряжается до фиксированного опорного уровня, затем выгружают.Интегратор ICl цепи заряд ..

  • Микросхема NE602 Ul содержит ступени генератора и смесителя. Микшер объединяет сигнал генератора с входным РЧ-сигналом для получения сигналов, частоты которых являются суммой и разностью входных частот. Например, 8,5-МГц генератор и ....

  • Этот преобразователь обеспечивает прием от 800 до 1000 МГц на любом сканере, охватывающем диапазон от 400 до 500 МГц.Преобразователь может быть настроен на покрытие от 800 до 900 МГц или путем перенастройки от 900 до 1000 МГц. Чувствительность очень высокая из-за переднего конца GASFET. ..

  • Второй затвор (G2) МОП-транзистора может использоваться для включения кварцевого генератора в ту же ступень, что и смеситель частоты.Несмотря на то, что это старая шляпа с трубками, такая схема редко встречается в схемах MOSFET с двумя затворами. L3, 03 и XI образуют кварцевый генератор, и ....

  • Используя двусторонние свойства сбалансированного смесителя, этот transvertcr будет производить 6-метровый выход с 2-метровыми входами. Y1 - кристалл с частотой 90 МГц. Обратите внимание, что вход на 2 м составляет от 143 до 144 МГц для выхода от 53 до 54 МГц.Это исключает возможность постороннего 2-м приема ....

  • Большинство передатчиков ATV (любительского телевидения) передают сигнал DSB, а коммерческие телевизионные станции используют сигнал VSB (Vestigial Sideband). Этот факт используется в этом преобразователе для использования нижней боковой полосы. Это приводит к уменьшению помех от повторителей....

  • Этот радиочастотный преобразователь преобразует любительские телевизионные сигналы в диапазоне 420–450 МГц в УКВ-канал 3 или 4, позволяя принимать эти сигналы на стандартном телевизионном приемнике. РЧ-усилитель Q1 питает смеситель M1, а Q3 действует как ПЧ-усилитель. ..

  • В этой схеме интегрирование выполняется с использованием обычного операционного усилителя и конденсатора обратной связи CF.Когда выход интегратора пересекает номинальный пороговый уровень на выводе 6 LM131, запускается цикл синхронизации. Средний ток питания ....

  • Интегральный сигнал операционного усилителя 741 подается на триггерный вход Шмитта инвертора. Когда сигнал достигает величины положительного порогового напряжения, выход инвертора переключается на ноль.Выход инвертора управляет FET ....

  • Эта схема основана на изменении частоты функционального генератора с входным напряжением ViN. Как правило, частота зависит от емкости и резистора, подключенного к выводу 6. Этот резистор заменяется полевым транзистором. ..

  • В этой схеме используется программируемый операционный усилитель, такой как -HA2730-монолитный чип с двумя усилителями, с независимыми портами программирования для каждого усилителя, у которого скорость нарастания и другие параметры линейно изменяются в зависимости от так называемого установленного тока.Схема преобразователя использует ....

  • В этой схеме вход от оптопары IC2 подается на вход компаратора AD ..

  • Эта схема превращает синусоидальную волну в прямоугольную.Он состоит из одного 2-входного триггера NAND Schmitt, который сконфигурирован как инвертор с регулировкой уровня триггера на его входе. Когда входное напряжение поднимается выше точки срабатывания затвора, ..

  • Инверторы Ula и Ulb образуют 20-килогерцовый генератор, чей прямоугольный выходной сигнал, дополнительно сформированный D2, R4 и R5 и D3, R6 и R7, приводит в действие силовые полевые транзисторы Q2 и Q3.Полевые транзисторы с каналом p-типа и каналом n-типа работают поочередно, в двухтактном режиме ...

  • В прецизионной схеме операционный усилитель обеспечивает буферный выход, а также действует как 2-полюсный фильтр. Пульсация будет выше пика 5 мВ для всех частот выше 1 кГц, и время отклика будет намного быстрее, чем в части 1.Однако за ....

  • Выход постоянного тока на выводе 1 линейно совпадает со среднеквадратичным входом на выводе 4. 2 CT настраивается, пока сигнал svnc не будет в фазе с сигналом переменного тока. Вольтметр переменного тока может быть легко построен. Простота схемы и низкое количество компонентов делают ее особенно ...

  • В этих приложениях импульсный вход в% дифференцируется сетью C-R, а отрицательный фронт на выводе 6 заставляет входной компаратор запускать схему таймера.Как и в случае с преобразователем V-в-F, средний ток, протекающий через вывод 1, равен IaverAGE ....

  • положительный вход Al смещен термопарой. Выход Al управляет сырым V-F преобразователем, состоящим из инверторов 74C04 и связанных с ними компонентов. Каждый выходной импульс V - F вызывает подачу фиксированного количества заряда в конденсатор емкостью 1 мкм....

  • Диод

    Dl предотвращает возникновение отрицательных пиков на затворе MOSFET, резистор 100 Ом является паразитным подавителем, а Z1 служит в качестве регулятора рассеивающего напряжения для выхода, а также обрезает напряжение стока до уровня ниже номинальной мощности FET...

  • JFET 2N4416 обеспечивает показатели шума менее 3 дБ и усиление мощности более 20 дБ. Исключительная низкая кросс-модуляция JFET и низкие интермодуляционные искажения обеспечивают идеальную характеристику для входного каскада. Выходные данные в ....

  • Цепь переменного тока в постоянный ток представляет собой синусоидальный переменный ток в постоянный ток, пересекающий цепь, если входной сигнал не синусоидальный, а треугольной волны или синуса.,

  • В схеме анализа процесса работы, например, и использование работы в модели преобразователя обратного преобразователя. Трансформатор обратной связи в основном состоит из идеального ..

  • FIG схема преобразования влажности / частоты.Так же, как вышеупомянутые датчики влажности, влажность 76% изохронная. Эквивалентная емкость 500 пФ, емкостная относительная влажность колебалась в пределах +1,7 пФ /%. Схемы, А1 является интегральной схемой, ..

  • A схема преобразования тока в напряжение ..

  • Преобразователь напряжения-частота

    AD654 является недорогим, он может работать от одного источника питания + 5 ~ + 36 В, также может работать от 5 двойных источников питания 18 В, максимальное входное напряжение 36 В, максимальное значение op.,

  • Последовательно-параллельное преобразование данных абсолютного угла наклона вала: последовательные данные угла наклона AD2S90 преобразуются в параллельные данные. Метод имеет много временных сигналов цифрового импульса.

  • Прикладная схема работает на устройстве, как показано ниже, в ряде особых случаев допускается прерывистое освещение (например, при выполнении операции и т. Д.).), используя модуль LCE затемнения Eme ..

  • Как показано в INA321 / 322, сконфигурированном для прямого управления емкостным входом аналого-цифрового преобразователя, показанного на рис. Поскольку выход INA321 / 322 имеет низкое сопротивление, и, следовательно, работает на высоких частотах.

  • Как показано в INA331 / 332, сконфигурированном для непосредственного управления емкостным входом аналого-цифрового преобразователя, показанного на рис.Поскольку выход INA331 / 332 имеет низкое сопротивление, и, следовательно, работает на высоких частотах ..

,Схемы преобразователей

- принципиальные электрические схемы

Если вы работаете в профессиональном звуковом поле
, вам необходимо использовать сбалансированные линии для длинных сигналов
, чтобы предотвратить шум и поглощение шума. Этот Balanced / Unbalanced
Converter действительно представляет собой два проекта в одном. Он может преобразовать несбалансированный вход
в сбалансированные выходы и наоборот.

Технические характеристики:

  • Отношение сигнал / шум: -100 дБ относительно выхода 1 В, входная нагрузка 4,7 кВт.
  • АЧХ: -3 дБ при 2 Гц и 200 кГц.
  • Общее гармоническое искажение: менее 0,001% от 20 Гц до 20 кГц при входе 1 В.
  • Обработка сигналов: зависит от поставки; требуется 30 В постоянного тока или ± 15 В для обработки RMS-сигнала 9 В

Профессиональное аудио оборудование неизменно имеет сбалансированные входы и выходы.
Однако, что если вы хотите подключить стандартное аудиооборудование с несимметричными выходами
к оборудованию с симметричными входами? В качестве альтернативы
, что если вы хотите подключить симметричный выходной сигнал к несбалансированному входу
? В любом случае этот проект Balanced / Unbalanced Converter может выполнять работу
.

Причина, по которой профессиональное аудиооборудование использует сбалансированные входы и выходы
, довольно проста. Это сделано для того, чтобы аудио соединения могли быть сделаны на
на довольно больших расстояниях без добавления дополнительного шума к сигналу.
Эти сбалансированные соединения используют 3-контактные разъемы XLR и розетки и экранированный двухжильный кабель.

Блок-схема

Блок-схема показывает основное расположение. По сути, выходной аудиосигнал
подключен к двум отдельным усилителям, и они управляют двумя сигнальными проводами
в кабеле в противофазе (т. Е. Сигналы имеют
противоположных фаз).В этом случае усилитель 1 имеет выходной сигнал, который находится в фазе
со входом, в то время как усилитель 2 имеет выход, который противоположен
по фазе со входом.

Схема выглядит как:

Выходное сопротивление каждого усилителя одинаковое, а двухжильный кабель
передает сигнал на оборудование на другом конце. Однако в
некоторые более дешевые сбалансированные линейные драйверы, одно ядро ​​не несет никакого сигнала
, а вместо этого заземлено.Таким образом, в этом случае усилитель 2 опущен, а
с левой стороны резистора R2 заземлен.

Во время работы будет слышен шум и шум на длине кабеля
, даже если кабель экранированный. Однако, поскольку
жил в кабеле расположены близко друг к другу, любой сигнал, который принимается
, будет общим для обоих.

Компоновка деталей

На приемном конце сигнал в каждом из двух ядер вычитается
для получения исходного аудиосигнала.В то же время, этот
также удаляет большую часть шума и шума, которые были подхвачены в проводах,
, поскольку в обоих случаях присутствует один и тот же шумовой сигнал.

Принципиальная электрическая схема:

Сбалансированный / несбалансированный преобразователь

Если одно из ядер заземлено, как в более дешевом типе сбалансированного драйвера
, то уровень сигнала после вычитания будет таким же, как и сигнал
в основном ядре. В качестве альтернативы, если противофазные сигналы
подаются на оба ядра, процесс вычитания создает уровень аудиосигнала
, который вдвое превышает уровень в отдельных ядрах.

Источник: Silicon Chip 09 июня 2008 г.

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о