Преобразувател на напрежение на три трансформатора. Прост конвертор за високо напрежение. Преобразувател на напрежение с ШИМ управление

Много прост 50 kV преобразувател, който по същество се състои от три елемента. Всички компоненти са налични и лесно се намират, ако желаете.
Преобразувателят с високо напрежение може да се използва за различни експерименти с високо електричество, като йонизатор, тестер за целостта на изолацията и др.

От какво имаш нужда:
- Трансформатор за линейно сканиране от всякакви телевизори с кинескоп.
- Полеви транзистор IRFZ44 -
- 150 ома резистор (1/2 W).

Преобразувателна верига за високо напрежение

Нека сложим всичко заедно на макет без запояване. Просто ще ви покажа как работи и ако ви хареса, можете да го прехвърлите на по -надеждна дъска и да запоите всички елементи.

Свързване на транзистора, ако някой не знае.

Трябва да навием намотката на трансформатора. Намотката с високо напрежение ще бъде родна. Взимаме обикновена, не съвсем тънка тел и я навиваме с 14-16 оборота. Ще направим клон в средата на намотката.

Сега свързваме всичко към нашата верига. Захранването е свързано последно. Бъдете внимателни, когато работите с високо напрежение. Не поставяйте ръцете си близо до включения трансформатор.

Направете разстояние от около 1 см между изхода за високо напрежение на трансформатора и клемите от другата страна. И едва след това включете захранването. Ако искри, тогава генераторът се захранва и всичко работи правилно.
Ако ще работите дълго време, препоръчително е да инсталирате транзистора на радиатора. И ако искрата е малка, тогава напрежението може да се увеличи до 10 или 15 V.

Видео на работа

Схематични схеми на прости преобразуватели на напрежение, базирани на автогенератори, изградени с помощта на транзистори.

Самовъзбуждащите се генератори (самовъзбуждащи се генератори) обикновено използват положителна обратна връзка за възбуждане на електрически трептения. Съществуват и автогенератори на базата на активни елементи с отрицателно динамично съпротивление, но те практически не се използват като преобразуватели.

Едностепенни преобразуватели на напрежение

Най-простата схема на едностъпален преобразувател на напрежение, базирана на осцилатор, е показана на фиг. 1. Този тип генератори се наричат блокиращи генератори. Фазовото изместване за осигуряване на условията за възникване на трептения в него се осигурява от определено включване на намотките.

Ориз. 1. Схема на преобразувател на напрежение с обратна връзка на трансформатора.

Аналог на транзистора 2N3055 - KT819GM. Блокиращият генератор ви позволява да получавате къси импулси с висок работен цикъл. По форма тези импулси са близки до правоъгълни.

Капацитетите на трептящите вериги на блокиращия генератор са по правило малки и се дължат на междуобръщателните мощности и капацитета на инсталацията. Ограничаващата честота на генерирането на блокиращ генератор е стотици kHz. Недостатъкът на този тип генератори е изразената зависимост на честотата на генериране от промените в захранващото напрежение.

Резистивният делител в основната верига на транзистора на преобразувателя (фиг. 1) е проектиран да създава първоначално отклонение. Донякъде модифицирана версия на преобразувателя на обратна връзка на трансформатора е показана на фиг. 2.

Ориз. 2. Схема на основния (междинен) блок на източник на високо напрежение на базата на автогенериращ преобразувател.

Осцилаторът работи на честота приблизително 30 kHz. На изхода на преобразувателя се формира напрежение с амплитуда до 1 kV (определено от броя на завоите на повишаващата намотка на трансформатора).

Трансформаторът T1 е направен върху диелектрична рамка, поставена в броневото ядро B26, изработено от ферит M2000NM1 (M1500NM1). Първичната намотка съдържа 6 завоя; вторична намотка - 20 завъртания на тел PELSHO с диаметър 0,18 мм (0,12 ... 0,23 мм).

Повишаващата се намотка за постигане на изходно напрежение 700 ... 800 V има приблизително 1800 завъртания на PEL проводник с диаметър 0,1 mm. На всеки 400 оборота по време на навиване се полага диелектричен дистанционер, изработен от кондензаторна хартия, слоевете се импрегнират с кондензатор или трансформаторно масло. Местата на клемите на бобината са пълни с парафин.

Този преобразувател може да се използва като междинен за захранване на следващи етапи на генериране на високо напрежение (например с електрически свещи или тиристори).

Следващият преобразувател на напрежение (САЩ) също е направен на един транзистор (фиг. 3). Базовото напрежение на отклонение се стабилизира от три последователно свързани диода VD1 - VD3 (отклонение напред).

Ориз. 3. Схема на преобразувател на напрежение с обратна връзка на трансформатора.

Колекторното съединение на транзистора VT1 е защитено от кондензатор С2, освен това, верига от диод VD4 и ценерови диод VD5 е свързана паралелно към намотката на колектора на трансформатор Т1.

Генераторът произвежда импулси, близки до правоъгълна форма. Честотата на генериране е 10 kHz и се определя от стойността на капацитета на кондензатора C3. Аналог на транзистора 2N3700 - KT630A.

Преобразуватели на напрежение с натискане

Схемата на преобразувател на напрежение на трансформатор е показана на фиг. 4. Аналог на транзистора 2N3055 - KT819GM. Трансформаторът на преобразувател с високо напрежение (фиг. 4) може да бъде направен с помощта на феритна отворена сърцевина с кръгло или правоъгълно напречно сечение, както и на базата на телевизионен линеен трансформатор.

Когато се използва кръгла феритна сърцевина с диаметър 8 mm, броят на завъртанията на намотката с високо напрежение, в зависимост от необходимата стойност на изходното напрежение, може да достигне 8000 завъртания на тел с диаметър 0,15 ... 0,25 mm . Намотките на колектора съдържат 14 завъртания на тел с диаметър 0,5 ... 0,8 мм.

Ориз. 4. Схема на push-pull преобразувател с обратна връзка на трансформатора.

Ориз. 5. Вариант на веригата на преобразувателя на високо напрежение с обратна връзка на трансформатора.

Намотките за обратна връзка (базови намотки) съдържат 6 завъртания от същия проводник. При свързване на намотките трябва да се спазва тяхното фазиране. Изходното напрежение на преобразувателя е до 8 kV.

Транзисторите от местно производство, например KT819 и други подобни, могат да се използват като транзистори на преобразувателя.

Вариант на веригата на подобен преобразувател на напрежение е показан на фиг. 5. Основната разлика се крие в схемите за отклонение на захранването към основата на транзисторите.

Броят на завоите на първичната (колекторна) намотка е 2х5 оборота с диаметър 1,29 мм, на вторичната - 2х2 завъртания с диаметър 0,64 мм. Изходното напрежение на преобразувателя се определя изцяло от броя на завъртанията на усилващата намотка и може да достигне 10 ... 30 kV.

А. Преобразувателят на напрежение на Чаплигин не съдържа резистори (фиг. 6). Захранва се от батерия 5-6 и е в състояние да достави до 1 A на товар при напрежение 12 V.

Ориз. 6. Схема на прост, високоефективен 5V батериен преобразувател на напрежение.

Токоизправителните диоди са преходите на транзисторите на осцилатора. Устройството също така може да работи при захранващо напрежение, намалено до 1 V.

За опции на преобразуватели с ниска мощност можете да използвате транзистори като KT208, KT209, KT501 и други. Максималният ток на натоварване не трябва да надвишава максималния ток на базата на транзисторите.

Диодите VD1 и VD2 са по избор, но позволяват получаване на допълнително напрежение от 4,2 V с отрицателна полярност на изхода. Ефективността на устройството е около 85%. Трансформаторът T1 е направен на пръстена K18x8x5 2000NM1. Намотките I и II имат 6, III и IV - 10 завъртания от проводник PEL -2 0,5 всяка.

Индуктивен триточков преобразувател

Преобразувателят на напрежение (фиг. 7) е направен съгласно индуктивната триточкова схема и е предназначен за измерване на съпротивления с високо съпротивление и ви позволява да получите нестабилно напрежение от 120 ... 150 V на изхода.

Консумираният от преобразувателя ток е около 3 ... 5 mA при захранващо напрежение 4,5 V. Трансформаторът за това устройство може да бъде създаден на базата на телевизионния трансформатор BTK-70.

Ориз. 7. Схема на преобразувател на напрежение съгласно индуктивната тритонна верига.

Вторичната му намотка се отстранява, вместо нея се навива намотка на ниско напрежение на преобразувателя-90 завъртания (два слоя по 45 оборота всеки) на проводника PEV-1 0,19 ... 0,23 мм. Клон от 70 -ия завой отдолу според схемата. Резистор R1 - 12 ... 51 kOhm.

Преобразувател на напрежение 1,5 V / -9 V

Ориз. 8. Схема на преобразувател на напрежение 1,5 V / -9 V.

Преобразувателят (фиг. 8) е генератор за релаксация с един цикъл с капацитивна положителна обратна връзка (C2, C3). Повишаващ автотрансформатор Т1 е включен в колекторната верига на транзистора VT2.

Конверторът използва обратната връзка на токоизправителния диод VD1, т.е. когато транзисторът VT2 е отворен, захранващото напрежение Un се прилага към намотката на автотрансформатора и на изхода на автотрансформатора се появява импулс на напрежение. Диодът VD1, включен в обратна посока, обаче по това време се затваря и натоварването се изключва от преобразувателя.

В момента на пауза, когато транзисторът се затвори, полярността на напрежението на намотките Т1 се обръща, диодът VD1 се отваря и коригираното напрежение се прилага към товара.

В следващите цикли, когато транзисторът VT2 е заключен, филтърните кондензатори (C4, C5) се разреждат през товара, осигурявайки протичането на постоянен ток. В този случай индуктивността на нарастващата намотка на автотрансформатора Т1 играе ролята на изглаждащ филтър дросел.

За да се елиминира намагнитването на сърцевината на автотрансформатора чрез постоянен ток на транзистора VT2, се използва обръщане на намагнитването на сърцевината на автотрансформатора поради включването на кондензатори С2 и С3 паралелно с намотката му, които са едновременно делител на напрежение с обратна връзка.

Когато транзисторът VT2 се затвори, кондензаторите C2 и C3 по време на паузата се разреждат през част от намотката на трансформатора, обръщайки намагнитването на сърцевината T1 от разрядния ток.

Честотата на генериране зависи от напрежението в основата на транзистора VT1. Стабилизирането на изходното напрежение се осъществява посредством отрицателна обратна връзка (OOS) на постоянно напрежение посредством R2.

С намаляване на изходното напрежение честотата на генерираните импулси се увеличава с приблизително същата продължителност. В резултат на това честотата на зареждане на филтърните кондензатори С4 и С5 се увеличава и падането на напрежението върху товара се компенсира. С увеличаване на изходното напрежение честотата на генериране, напротив, намалява.

Така че, след зареждане на кондензатора за съхранение C5, честотата на генериране пада десетки пъти. Остават само редки импулси, които компенсират разреждането на кондензаторите в режим на покой. Този метод на стабилизиране направи възможно намаляването на тока на покой на преобразувателя до 0,5 mA.

Транзисторите T1 и ѴT2 трябва да имат възможно най -висока печалба за подобряване на ефективността. Намотката на автотрансформатора е навита върху феритен пръстен K10x6x2, изработен от 2000NM материал и има 300 завъртания на тел PEL-0,08 с кран от 50-ия завой (броене от "заземения" терминал). Диодът VD1 трябва да бъде високочестотен и да има нисък обратен ток. Регулирането на преобразувателя се намалява до задаване на изходното напрежение равно на -9 V чрез избор на резистор R2.

Преобразувател на напрежение с ШИМ управление

На фиг. 9 показва диаграма на стабилизиран преобразувател на напрежение с управление по ширина на импулса. Конверторът остава в работно състояние, когато напрежението на батерията намалее от 9 ... 12 до 3V. Такъв преобразувател се оказва най-подходящ за оборудване, захранвано от батерии.

Ефективността на стабилизатора е поне 70%. Стабилизирането се поддържа, когато захранващото напрежение падне под изходното стабилизирано напрежение на преобразувателя, което не може да бъде осигурено от традиционен регулатор на напрежение. Принципът на стабилизиране, използван в този преобразувател на напрежение.

Ориз. 9. Схема на стабилизиран преобразувател на напрежение с ШИМ управление.

Когато преобразувателят е включен, токът през резистора R1 отваря транзистора Т1, колекторният ток на който, преминавайки през намотката II на трансформатора Т1, отваря мощния транзистор Т2. Транзисторът ѴT2 влиза в режим на насищане и токът през намотката I на трансформатора се увеличава линейно.

Енергията се съхранява в трансформатора. След известно време транзисторът ѴT2 преминава в активен режим, в намотките на трансформатора възниква ЕМП на самоиндукция, чиято полярност е противоположна на приложеното към тях напрежение (магнитната верига на трансформатора не се насища).

Транзисторът ѴT2 се затваря като лавина и ЕРС на самоиндукцията на намотката I през диода VD2 зарежда кондензатора С3. Кондензатор С2 допринася за по -ясно затваряне на транзистора. След това процесът се повтаря.

След известно време напрежението в кондензатора СЗ се увеличава толкова много, че ценеровият диод VD1 се отваря и базовият ток на транзистора ѴТ1 намалява, докато базовият ток намалява, а оттам и колекторният ток на транзистора ѴТ2.

Тъй като натрупаната енергия в трансформатора се определя от колекторния ток на транзистора ѴT2, по -нататъшното увеличаване на напрежението в кондензатора С3 спира. Кондензаторът се разрежда през товара. По този начин се поддържа постоянно напрежение на изхода на преобразувателя. Изходното напрежение се задава от ценеровия диод VD1. Честотата на преобразуване варира в рамките на 20 ... 140 kHz.

Преобразувател на напрежение 3-12V / + 15V, -15V

Преобразувател на напрежение, чиято верига е показана на фиг. 10 се различава по това, че товарната верига е галванично изолирана от управляващата верига. Това дава възможност да се получат няколко вторични стабилни напрежения. Използването на интегрираща връзка във веригата за обратна връзка подобрява стабилизирането на вторичното напрежение.

Ориз. 10. Схема на стабилизиран преобразувател на напрежение с биполярен изход 15 + 15V.

Честотата на преобразуване намалява почти линейно с намаляване на захранващото напрежение. Това обстоятелство засилва обратната връзка в преобразувателя и увеличава стабилността на вторичното напрежение.

Напрежението в изглаждащите кондензатори на вторичните вериги зависи от енергията на импулсите, получени от трансформатора. Наличието на резистор R2 прави напрежението в кондензатора за съхранение C3 зависимо от скоростта на повторение на импулса, а степента на зависимост (наклон) се определя от съпротивлението на този резистор.

По този начин резисторът за подрязване R2 може да зададе желаната зависимост от промяната на напрежението на вторичните намотки от промяната на захранващото напрежение. Полеви транзистор ѴT2 - стабилизатор на ток. Ефективността на преобразувателя може да бъде до 70 ... 90%.

Нестабилността на изходното напрежение при захранващо напрежение 4 ... 12 V е не повече от 0,5%, а когато температурата на околната среда се промени от -40 до + 50 ° C - не повече от 1,5%. Максималната мощност на натоварване е 2 W.

Когато регулирате преобразувателя, резисторите R1 и R2 се настройват в положение на минималното съпротивление и свързват еквивалентните товари RH. Захранващо напрежение от 12 V се подава към входа на устройството и с помощта на резистор R1 се задава напрежение от 15 V при товара R. След това захранващото напрежение се намалява до 4 V и напрежението при изходът от 15 V. също се постига с резистор R2. Повтаряйки този процес няколко пъти, се постига стабилно изходно напрежение.

Намотките I и II и магнитната верига на трансформатора са еднакви и за двата преобразувателя. Намотките са навити на бронирана магнитна сърцевина B26, изработена от 1500 NM ферит. Намотката I съдържа 8 завъртания на проводник PEL 0.8, а II - 6 завъртания на проводник PEL 0.33 (всяка от намотки III и IV се състои от 15 завъртания от проводник PEL 0,33 мм).

Мрежов преобразувател на напрежение в мрежата

Диаграма на прост малък преобразувател на напрежение в мрежата, направена от налични елементи, е показана на фиг. 11. Устройството се основава на конвенционален блокиращ генератор на транзистор VT1 (KT604, KT605A, KT940).

Ориз. 11. Веригата на понижаващия преобразувател на напрежение на базата на блокиращия генератор.

Трансформатор Т1 е навит върху бронирана сърцевина В22, изработена от ферит M2000NN. Намотките Ia и Ib съдържат 150 + 120 завъртания от 0,1 мм тел PELSHO. Намотката II има 40 завъртания от 0,27 мм PEL проводник III - 11 завъртания от 0,1 мм проводник PELSHO. Първо се навива намотката Ia, след това - II, след - намотката lb и накрая намотката III.

Захранването не се страхува от късо съединение или отворена верига в товара, но има голям коефициент на вълнообразно напрежение, ниска ефективност, ниска изходна мощност (до 1 W) и значително ниво на електромагнитни смущения. Можете също така да захранвате преобразувателя от източник на постоянен ток с напрежение 120 6. В този случай резисторите R1 и R2 (както и диодът VD1) трябва да бъдат изключени от веригата.

Нискотоков преобразувател на напрежение за 440V

Нискотоков преобразувател на напрежение за захранване на газоразрядния брояч на Geiger-Muller може да бъде сглобен съгласно схемата на фиг. 12. Конверторът е транзисторен блокиращ генератор с допълнителна усилваща намотка. Импулсите от тази намотка зареждат кондензатора SZ през токоизправителните диоди VD2, VD3 до напрежение 440 V.

Кондензаторът SZ трябва да бъде слюден или керамичен, за работно напрежение най -малко 500 V. Продължителността на импулсите на блокиращия генератор е приблизително 10 μs. Скоростта на повторение на импулса (десетки Hz) зависи от времевата константа на веригата R1, C2.

Ориз. 12. Схема на нискотоков преобразувател на напрежение за захранване на газоразрядния брояч на Гайгер-Мюлер.

Магнитното ядро на трансформатора T1 е направено от два феритни пръстена K16x10x4.5 3000NM, залепени заедно и изолирани със слой от лакирана кърпа, тефлон или флуоропласт.

В началото намотка III се навива насипно - 420 завъртания на проводник PEV -2 0,07, запълвайки равномерно магнитната верига. Върху намотка III се нанася слой изолация. Намотки I (8 завъртания) и II (3 завъртания) се навиват с произволен проводник върху този слой, те също трябва да бъдат разпределени възможно най -равномерно около пръстена.

Трябва да обърнете внимание на правилното фазиране на намотките, това трябва да стане преди първото включване. При съпротивление на натоварване от порядъка на единици от MΩ преобразувателят консумира ток от 0,4 ... 1,0 mA.

Преобразувател на напрежение за захранване на светкавицата

Преобразувателят на напрежение (фиг. 13) е предназначен за захранване на светкавицата. Трансформаторът T1 е направен върху магнитна верига от два пръстена от пермалойна K40x28x6, сгънати заедно. Намотката на колекторната верига на транзистора VT1 има 16 оборота на PEV-2 0,6 мм; основната му верига е 12 завъртания от същия проводник. Повишаващата се намотка съдържа 400 оборота на PEV-2 0,2.

Ориз. 13. Схема на преобразувателя на напрежение за светкавицата.

Неоновата лампа HL1 се използва от стартер на флуоресцентна лампа. Изходното напрежение на преобразувателя плавно се повишава на кондензатора на светкавицата до 200 V за 50 секунди. В този случай устройството консумира ток до 0,6 A.

Преобразувател на напрежение PN-70

Преобразувателят на напрежение PN-70, който е в основата на устройството, описано по-долу, е предназначен за захранване на светкавиците (фиг. 14). Обикновено инверторната батерия се консумира с минимална ефективност.

Независимо от честотата на светкавиците, генераторът работи непрекъснато, консумира голямо количество енергия и разрежда батериите.

Ориз. 14. Схема на модифицирания преобразувател на напрежение PN-70.

О. Панчик успя да прехвърли работата на преобразувателя в режим на готовност, който включи резистивния делител R5, R6 на изхода на преобразувателя и изпрати сигнал от него през ценеровия диод VD1 към електронен превключвател, направен на транзистори VT1 - ѴТЗ по схемата на Дарлингтън.

Веднага щом напрежението на кондензатора на светкавицата (не е показано на диаграмата) достигне номиналната стойност, определена от стойността на резистора R6, ценеровият диод VD1 ще пробие и транзисторният превключвател ще изключи батерията (9 V) от конвертора.

Когато напрежението на изхода на преобразувателя намалее в резултат на саморазреждане или разреждане на кондензатора към лампата на светкавицата, ценеровият диод VD1 ще спре да провежда ток, превключвателят ще се включи и съответно преобразувателят. Транзисторът ѴT1 трябва да бъде инсталиран върху меден радиатор с размери 50x22x0,5 mm.

Усилващите преобразуватели на напрежение на транзистори се използват широко в нестационарни и полеви условия за замяна на 220 V 50 Hz мрежа за захранване на мрежово оборудване и устройства.

Такива преобразуватели трябва да осигуряват изходна мощност от блокове до стотици ватове, когато се захранват от батерии или DC генератори с напрежение от 6 до 24 V.

Обикновено като преобразуватели на напрежение се използват автоколебателни преобразуватели или трансформаторни преобразуватели с външно възбуждане.

Пример за автогенератор на трансформатор с натискане, който преобразува директно напрежение 12 B в променливо напрежение 220 V е показано на фиг. 10.1. Конверторът работи при повишена честота на преобразуване - 500 Hz (под товар) и 700 Hz без товар. Ефективността на преобразувателя е около 75%. Такъв преобразувател може да се използва главно за захранване на активен товар, например поялник, осветителна лампа. Изходната му мощност е до 40 W.

Резистор R1 е ограничител на основния ток. Веригата R2, C1 създава импулс на стартов ток в момента на включване на генератора. Дроселът L1 DPM-0.4 намалява вероятността от самовъзбуждане на преобразувателя при повишена честота (повече от 10 kHz).

За трансформатора Т1 се използва магнитната верига на трансформатора за сканиране на рамката (TVK). Всичките му намотки са пренавити. Намотките I и II съдържат по 30 завоя тел PEV 0,6 ... 0,8. Намотка III съдържа 20 завоя тел PEV 0,16 ... 0,2; намотка IV - 1000 завъртания на същия проводник. Намотката на намотки I и II се извършва едновременно в два проводника, завъртане на завъртане. Намотка III

Ориз. 10.1. Средна верига на преобразувателя на напрежение на мощността

Ориз. 10.2. Мощна верига на преобразувател на напрежение

намотка към намотка също се навива. Намотка IV - насипно равномерно върху рамката.

Повишаващ трансформаторен преобразувател на напрежението на батерията (фиг. 10.2) ви позволява да получите напрежение 220 V 50 Hz на изхода, като консумирате ток от 5A [^ 0,2] при напрежение 12 V.

Устройството се основава на главен генератор на правоъгълни импулси, направен по схемата на мултивибратора, типична схема на която е показана по -рано на фиг. 1.1. Работната честота на този генератор трябва да бъде 50 Hz. Тъй като изходната мощност на главния осцилатор е ниска, двустепенни усилватели на мощност са свързани към изходите на мултивибратора, което прави възможно да се получи усилване на мощността до 1000 пъти.

На изхода на усилвателя е включен повишаващ нискочестотен трансформатор Т1. Диодите VD1 и VD2 защитават изходните транзистори на преобразувателя, когато работят на индуктивен товар.

Като трансформатор T1 можете да използвате унифициран трансформатор от типа TAN или G / 7/7. Транзисторите VT1 и VT4 могат да бъдат заменени с KT819GM (с радиатори); VT2 и VT3 - KT814, KT816, KT837; диоди VD1 и VD2 - D226.

Преобразувател за променлив ток от 12 B до 220 V (Фигура 10.3) може да осигури изходна мощност от 100 W. Максималната изходна мощност на преобразувателя е 100 W, ефективността е до 50%.

Ориз. 10.4. Проста схема на преобразувател на напрежение

Главният генератор е направен по схемата на традиционен симетричен мултивибратор, направен на транзистори VT2 и VT3 (KT815). Изходните етапи на преобразувателя са сглобени на композитни транзистори VT1 и VT4 (KT825). Тези транзистори са инсталирани без изолиращи дистанционни елементи на общ радиатор.

Устройството консумира ток до 20 L.

Като захранващ беше използван готов мрежов трансформатор за 100 W (напречното сечение на централната част на железното ядро е около 10 cm ^). Тя трябва да има две вторични намотки, предназначени за 8 B / 10 L всяка.

За да бъде честотата на главния осцилатор равна на 50 Hz, се избират стойностите на резисторите R3 и R4.

Преобразувателят на напрежение с висока мощност работи от акумулаторна батерия (фиг. 10.5) и ви позволява да получите променливо напрежение 220 V при честота 50 Hz на изхода. Мощността на натоварване може да бъде до 200 вата.

Трансформатор Т1 е навит на лентова магнитна верига ШЛ12х20. Първичната намотка съдържа 500 завъртания на PEV-2 0.21, кран от средата. Контролните намотки имат 30 завъртания от една и съща жица с диаметър 0,4 мм.

Трансформатор Т2 - също на лентовата магнитна верига ШЛ32х38. Първичната намотка съдържа 96 завъртания на проводник PEV-2 2.5, кран от средата. Вторичната намотка има 920 завъртания на проводник PEV-2 с диаметър 0,56 мм.

Изходните транзистори са монтирани на радиатори с площ 200 cm ^. Силовите токови проводници трябва да имат напречно сечение най-малко 4 mm ^.

Работата на преобразувателя е тествана от батерия 6ST60.

Следното устройство е предназначено за захранване на електрическата самобръсначка от автомобилна бордова мрежа с постоянно напрежение 12 V (фиг. 10.6). Той консумира ток от около 2,5 u4 под товар.

В преобразувателя главният осцилатор на спусъка DD1.1 генерира честота от 100 Hz. Тогава честотният делител на тригера DDI.2 го намалява с 2 пъти, а предусилвателят на транзисторите VT1, VT2 разклаща усилвателя на мощността на транзисторите VT3, VT4, натоварен на трансформатора Т1. Главният осцилатор има стабилност на честотата най -малко 5%, когато захранващото напрежение се промени от 6 до 15 S. Честотният делител едновременно играе ролята на балансиращ етап, което прави възможно подобряването на формата на изходното напрежение на преобразувателя. Чип DDI К561ТМ2 (564ТМ2) и транзистори с усилвател се захранват през филтъра R9, СЗ и С4. Вторичната намотка на трансформатора Т1 с кондензатора С5 и натоварването образуват колебателна верига с резонансна честота около 50 Hz.

Ориз. 10.5. Схема на преобразувател на напрежение с висока мощност

Ориз. 10.6. Схема на преобразувател на напрежение за захранване на електрическа самобръсначка

Трансформатор Т1 може да бъде направен на базата на всеки мрежов трансформатор с мощност 30 ... 50 W. Всички вече съществуващи вторични намотки се отстраняват от трансформатора (мрежата ще служи като нова вторична намотка) и вместо тях две полунамотки се навиват с проводник PEL или PEV-2 с диаметър 1,25 mm, всяка с брой завои, съответстващи на коефициент на трансформация от около 20 по отношение на лявата намотка при 220 V. Ако броят на завоите на намотката с ниско напрежение е неизвестен, броят на завоите на намотката с ниско напрежение се определя експериментално чрез избор на броя на завъртанията, докато се получи напрежение 220 V на изхода на преобразувателя.

Капацитетът на кондензатора С5 се избира от условието за получаване на максималното изходно напрежение със свързания товар.

Конверторната схема (фиг. 10.6) е опростена от В. Каравкин. Подобренията засягат само главния осцилатор, чиято верига е показана на фиг. 10.7. Този генератор работи при 50 Hz.

Преобразувател на директно напрежение 12 B към променлив 220 V (фиг. 10.8), когато е свързан към автомобилна батерия с капацитет 44 Ah, може да захранва 100-ватов товар за 2 ... 3 часа. Главният генератор на симетричен мултивибратор (VT1 и VT2) се зарежда върху мощни парафазни превключватели (VT3 - VT8), превключвайки тока в първичната намотка

Ориз. 10.7. Вариант на главната осцилаторна верига за преобразувател на напрежение

Ориз. 10.8. 100 W верига на преобразувател на напрежение

повишаващ трансформатор T1. Мощните транзистори VT5 и VT8 са защитени от пренапрежение по време на работа без натоварване от диоди VD3 и VD4.

Трансформаторът е направен върху магнитната верига ШЗбхЗб, намотките за ниско напрежение G и I "имат по 28 завъртания от PEL проводник с диаметър 2,1 мм, а повишаващата намотка II има 600 оборота на PEL с диаметър 0,6 мм и първо се навива W2, а отгоре с двойна жица (с цел постигане на симетрия на полунамотките) W1 При регулиране с резистор R5 се постига минимално изкривяване на формата на вълната на изходното напрежение.

Диаграмата на 300 W преобразувател на напрежение е показана на фиг. 10.9. Главният генератор на преобразувателя е сглобен върху еднопреходен транзистор VT1, резистори R1 - R3 и кондензатор С2. Честотата на генерираните от него импулси, равна на 100 Hz, се разделя на D-тригера на микросхемата DDI K561TM2 на 2. В същото време, парафазните импулси се формират на изходите на спусъка, следвайки честота 50 Hz. Те чрез буферни елементи-инвертори / CMO / 7-микросхеми K561LN2, управляват ключови транзистори (блок 1), свързани по схемата на усилвател с натискане. Натоварването на този етап е трансформаторът Т1, който увеличава импулсното напрежение до 220 V.

Ориз. 10.9. 300 W верига на преобразувател на напрежение

Трансформаторът Т1 е направен върху магнитната верига PL25x100x20. Намотките I и II съдържат по 11 завъртания от алуминиева шина с напречно сечение 3 × 2 мм, намотката III е направена с PBD тел с диаметър 1,2 мм и има 704 завоя.

Преди да настроите устройството, положителният проводник на източника на захранване се изключва от точката на свързване на намотките I и II на трансформатора Т1 и с помощта на осцилоскоп се проверяват честотата и амплитудата на импулсите в основите на транзисторите . Амплитудата на импулсите трябва да бъде около 2 S, а скоростта на тяхното повторение, равна на 50 Hz, се задава от резистора R1.

Всеки от изходните транзистори е монтиран на радиатор с площ около 200 cm ^. Резисторите в колекторните вериги на транзисторите са изработени от нихромна тел с диаметър 1,2 мм (10 завъртания на дорник с диаметър 4 мм). Ако те са включени в емитерните схеми на транзисторите, тогава транзисторите на всяко рамо могат да бъдат инсталирани на общ радиатор.

Разрешено е свързването на товара към преобразувателя само след захранване на веригата.

Всички усилващи преобразуватели, обсъдени по -горе, имаха нерегламентирано и нерегулирано изходно напрежение.

На фиг. 10.10 показва прост усилващ преобразувател, предимствата на който включват:

Стабилизирано изходно напрежение;

Възможност за регулиране на стойността на изходното напрежение в значителни граници;

Прилагане на широко разпространени елементи;

Използване на типичен трансформатор TN-46-127 / 220-50 като T1 без никакви промени.

Ориз. 10.10. Контур на усилвателния преобразувател 9 ... 12,6 V / 220 V, 18 W с регулирано стабилизирано AC изходно напрежение

Конверторът е направен на транзистори VT4 и VT5 по класическата схема на Ройер. Захранването му се осъществява от регулатор на напрежение на транзистори VT1 - VT3. Трябва да се има предвид, че транзисторите VT3 - VT5 трябва да бъдат инсталирани върху плочите на радиатора. Композитният стабилитрон VD1 - VD2 (KS147A и KS133A) може да бъде заменен с KS182. Максималният ток на натоварване е до 100 mA.

Днес ще разгледаме няколко прости схеми, дори може да се каже - прости, импулсни DC -DC преобразуватели на напрежение (преобразуватели с постоянно напрежение с една стойност, в постоянно напрежение с друга стойност)

Защо импулсните преобразуватели са добри. Първо, те имат висока ефективност, и второ, те могат да работят при входно напрежение по -ниско от изходното. Импулсните преобразуватели са разделени на групи:

- надолу, нагоре, обръщане;
- стабилизиран, нестабилизиран;
- галванично изолирани, неизолирани;
- с тесен и широк диапазон от входни напрежения.

За производството на домашни импулсни преобразуватели е най -добре да се използват специализирани интегрални схеми - те са по -лесни за сглобяване и не капризни при настройка. И така, представяме за преглед 14 схеми за всеки вкус:

Този преобразувател работи на честота 50 kHz, галваничната изолация се осигурява от трансформатор T1, който е навит на пръстен K10x6x4.5, изработен от 2000NM ферит и съдържа: първична намотка - 2x10 оборота, вторична намотка - 2x70 оборота на PEV -0.2 тел. Транзисторите могат да бъдат заменени с KT501B. Токът от батерията, при липса на натоварване, практически не се консумира.

Трансформаторът Т1 е навит върху феритен пръстен с диаметър 7 мм и съдържа две намотки от 25 завъртания на тел PEV = 0,3.

Нестабилизиран преобразувател с издърпване, базиран на мултивибратор (VT1 и VT2) и усилвател на мощност (VT3 и VT4). Изходното напрежение се избира от броя на завъртанията на вторичната намотка на импулсния трансформатор Т1.

Стабилизиращ преобразувател тип, базиран на микросхемата MAX631 на компанията MAXIM. Честота на генериране 40 ... 50 kHz, елемент за съхранение - дросел L1.

Можете да използвате една от двете микросхеми поотделно, например втората, за да умножите напрежението от две батерии.

Типична схема за включване на стабилизатор за усилване на импулса на микросхемата MAX1674 от MAXIM. Работоспособността се поддържа при входно напрежение от 1,1 волта. Ефективност - 94%, ток на натоварване - до 200 mA.

Позволява ви да получите две различни стабилизирани напрежения с ефективност 50 ... 60% и ток на натоварване до 150 mA във всеки канал. Кондензаторите C2 и C3 са устройства за съхранение на енергия.

8. Импулсен усилващ стабилизатор на микросхемата MAX1724EZK33 на MAXIM

Типична схема за включване на специализирана микросхема на компанията MAXIM. Той остава в действие при входно напрежение от 0,91 волта, има малък SMD корпус и осигурява ток на натоварване до 150 mA с ефективност 90%.

Типична схема за включване на импулсен стабилизатор на долар на широко достъпна микросхема TEXAS. Резистор R3 регулира изходното напрежение в диапазона + 2.8 ... + 5 волта. Резистор R1 задава тока на късо съединение, който се изчислява по формулата: Isc (A) = 0,5 / R1 (Ohm)

Интегрален инвертор на напрежение, ефективност - 98%.

Два изолирани преобразувателя на напрежение DA1 и DA2, свързани в „неизолирана“ верига с общо „заземяване“.

Индуктивността на първичната намотка на трансформатора Т1 е 22 μH, съотношението на завоите на първичната намотка към всяка вторична е 1: 2.5.

Типична схема на стабилизиран усилващ преобразувател, базиран на микросхема MAXIM.

Обикновено като преобразуватели на напрежение с напрежение се използват автоколебателни преобразуватели или трансформатори с външно възбуждане.

Пример за автогенератор на трансформатор с натискане, който преобразува директно напрежение 12 6 в променливо напрежение 220 V е показано на фиг. 10.1. Конверторът работи при повишена честота на преобразуване - 500 Hz (под товар) и 700 Hz без товар. Ефективността на преобразувателя е около 75%. Такъв преобразувател може да се използва главно за захранване на активен товар, например поялник, осветителна лампа. Изходната му мощност е до 40 W.

Ориз. 10.1. Средна верига на преобразувателя на напрежение на мощността.

Ориз. 10.2. Мощна верига на преобразувател на напрежение.

Намотка III също се навива на кръг на кръг. Намотка IV - насипно равномерно върху рамката. Повишаващ преобразувател на напрежение на батерията (Фиг.10.2) ви позволява да получите напрежение 220 V 50 Hz на изхода, като консумирате ток от 5 A. при напрежение 12 V.

Унифицирани трансформатори от тип TAN или ТЕЦ могат да се използват като трансформатор Т1. Транзисторите VT1 и VT4 могат да бъдат заменени с KT819GM (с радиатори); VT2 и ѴTZ - KT814, KT816, KT837; диоди VD1 и VD2 - D226.

Преобразувател 12 6 до 220 V AC (Фигура 10.3) може да осигури изходна мощност от 100 вата.

Ориз. 10.3. Схема на преобразувател на напрежение с мощност 100 вата.

Преобразувателят се захранва с постоянно напрежение от 12 V от батерията. Неговият главен генератор генерира две парафазни напрежения с честота 50 Hz (честота на промишлената мрежа). Напреженията от главния осцилатор се подават към два импулсни усилвателя от същия тип, които превключват напрежението върху първичната намотка на трансформатора Т1. От вторичната намотка на трансформатора T1 към товара се подава променливо напрежение 220 V с честота 50 Hz.

Главният осцилатор (виж типична диаграма на възел на фиг. 1.1), базиран на симетричен мултивибратор, се отличава с използването на диоди, включени в базовите схеми на транзисторите. Поради нелинейността на CVC на диодите, изходните импулси на мултивибратора имат незначителни скокове.

Два тристепенни усилвателя от същия тип са свързани към изходите на главния осцилатор. На вторичната намотка Т1 се получава променливо напрежение 220 V.

Силовият трансформатор Т1 е навит върху W-образна магнитна сърцевина със сечение 12 см2. Първичната намотка съдържа две половини от 240 завъртания от 0,65 мм PEL тел. Вторичната намотка има 4400 завъртания от 0,25 мм PEL проводник.

Изходните транзистори ѴТ1 и ѴТ6 се монтират на радиатори с площ 100 cm2.

За защита на изходните транзистори трябва да се използват високочестотни диоди VD1 и VD2 от типа KD213, KD2997. Транзисторите ѴT1 и ѴT6 могат да бъдат заменени с KT819GM (с радиатори); ѴT2 и ѴT5 - KT805 \ ѴTZ и ѴT4 - KT208.

Диаграмата на обикновен преобразувател на напрежение, която позволява, когато се захранва от 12 V автомобилна батерия, да получи напрежение 220 V 50 Hz на изхода, е показана на фиг. 10.4. ... Максималната изходна мощност на преобразувателя е 100 W, ефективността е до 50%.

Ориз. 10.4. Проста схема на преобразувател на напрежение.

Главният осцилатор е направен по схемата на традиционен симетричен мултивибратор, направен на транзистори Т2 и ѴТЗ (КТ815). Изходните етапи на преобразувателя са сглобени на композитни транзистори ѴT1 и ѴT4 (KT825). Тези транзистори са инсталирани без изолиращи дистанционни елементи на общ радиатор.

Устройството консумира ток до 20 А от батерията. Като силов трансформатор се използва готов мрежов трансформатор от 100 W (напречното сечение на централната част на железното ядро е около 10 cm2). Тя трябва да има две вторични намотки, предназначени за 8V / 10A всяка.

За да бъде честотата на главния осцилатор равна на 50 Hz, се избират стойностите на резисторите R3 и R4.

Изходните транзистори са монтирани на радиатори с площ 200 cm2. Силовите токови проводници трябва да имат напречно сечение най-малко 4 mm2. Работата на преобразувателя е тествана от батерия 6ST60.

Следното устройство е предназначено за захранване на електрическата самобръсначка от бордова автомобилна мрежа с постоянно напрежение 12 V (фиг. 10.6). Консумира около 2,5 А при натоварване.

В преобразувателя главният осцилатор на спусъка DD1.1 генерира честота от 100 Hz. Тогава честотният делител на спусъка DD1.2 го намалява с 2 пъти, а предусилвателят на транзистори VT1, VT2 изпомпва усилвателя на мощност на транзистори ѴТЗ, ѴТ4, натоварен върху трансформатора Т1. Главният осцилатор има стабилност на честотата най -малко 5%, когато захранващото напрежение се промени от 6 до 15 V. Честотният делител едновременно играе ролята на балансиращ етап, което прави възможно подобряването на формата на изходното напрежение на преобразувателя. Чип DD1 K561TM2 (564TM2) и транзисторите на предусилвателя се захранват чрез филтъра R9, C3 и C4. Вторичната намотка на трансформатора Т1 с кондензатора С5 и натоварването образуват трептяща верига с резонансна честота около 50 Hz.

Ориз. 10.5. Схема на преобразувател на напрежение с висока мощност.

Ориз. 10.6. Схема на преобразувател на напрежение за захранване на електрическа самобръсначка.

Трансформатор Т1 може да бъде направен на базата на всеки мрежов трансформатор с мощност 30 ... 50 W. Всички съществуващи вторични намотки се отстраняват от трансформатора (мрежата ще служи като нова вторична намотка) и вместо тях две полунамотки се навиват с проводник PEL или PEV-2 с диаметър 1,25 mm, всяка с брой завои, съответстващи на коефициент на трансформация от около 20 по отношение на лявата намотка при 220 V. Ако броят на завоите на намотката с високо напрежение е неизвестен, броят на завоите на намотката с ниско напрежение се определя експериментално чрез избор на броя на завъртанията, докато се получи напрежение 220 V на изхода на преобразувателя.

Преобразувателят на директно напрежение 12 6 към променлив 220 V (фиг. 10.8), когато е свързан към автомобилна батерия с капацитет 44 Ah, може да захранва 100-ватов товар за 2 ... 3 часа.

Ориз. 10.7. Вариант на главната осцилаторна верига за преобразувателя на напрежение.

Ориз. 10.8. Схема на преобразувател на напрежение за 100 вата.

Главният генератор на симетричен мултивибратор (VT1 и VT2) се зарежда върху мощни парафазни превключватели (ѴТЗ - ѴТ8), които превключват тока в първичната намотка на повишаващия трансформатор Т1. Мощните транзистори ѴТ5 и ѴТ8 са защитени срещу пренапрежение при работа без натоварване от диоди VD3 и VD4.

Трансформаторът е направен върху магнитната верига ШЗбхЗб, намотките с ниско напрежение I 'и I "имат по 28 завъртания от PEL проводник с диаметър 2,1 мм, а нарастващата намотка II-600 оборота на PEL с диаметър от 0,6 мм, като W2 първо се навива, а отгоре с двойна жица (за да се постигне симетрия на полунамотките) W1. При регулиране с резистор R5 се постига минимално изкривяване на формата на вълната на изходното напрежение.

Диаграмата на 300 W преобразувател на напрежение е показана на фиг. 10.9. Главният генератор на преобразувателя е сглобен на транзистор с едно съединение VT1, резистори R1 - R3 и кондензатор С2. Честотата на генерираните от него импулси, равна на 100 Hz, се разделя на D-тригера на микросхемата DD1 K561TM2 на 2. В същото време, парафазни импулси се формират на изходите на спусъка, следвайки с честота от 50 Hz. Те управляват ключови транзистори (блок 1), свързани по схемата на усилвател с мощност чрез натискане, чрез буферни елементи - инвертори на КМОП микросхемата K561LN2. Натоварването на този етап е трансформаторът Т1, който увеличава импулсното напрежение до 220 V.

Ориз. 10.9. Схема на преобразувател на напрежение за 300 вата.

Трансформаторът Т1 е направен върху магнитната верига PL25x100x20. Намотките I и II съдържат по 11 завъртания от алуминиева шина с напречно сечение 3x2 mm, намотката III е направена с PBD тел с диаметър 1,2 mm и има 704 завоя.

Преди да настроите устройството, положителният проводник на източника на захранване се изключва от точката на свързване на намотките I и II на трансформатора Т1 и с помощта на осцилоскоп се проверяват честотата и амплитудата на импулсите в основите на транзисторите . Амплитудата на импулсите трябва да бъде около 2 B, а скоростта на тяхното повторение, равна на 50 Hz, се задава от резистора R1.

Всеки от изходните транзистори е инсталиран на радиатор с площ около 200 см2. Резисторите в колекторните вериги на транзисторите са изработени от нихромна тел с диаметър 1,2 мм (10 завъртания на дорник с диаметър от 4 мм). Ако ги включите

в емитерните схеми на транзисторите, тогава транзисторите на всеки полупроводник могат да бъдат инсталирани на общ радиатор. Допуска се свързването на товара към преобразувателя само след захранване на веригата.

Всички усилващи преобразуватели, обсъдени по -рано, имаха нерегламентирано и нерегулирано изходно напрежение.

На фиг. 10.10 показва прост усилващ преобразувател, предимствата на който включват:

стабилизирано изходно напрежение;
възможност за регулиране на стойността на изходното напрежение в значителни граници;
използването на широко разпространени елементи;
използване като T1 на типичен трансформатор TN-46-127 / 220-50 без никакви промени.

Ориз. 10.10. Контур на усилвателния преобразувател 9 ... 12,6 V / 220 V, 18 W с регулирано стабилизирано изходно напрежение.

Конверторът е направен на транзистори ѴТ4 и ѴТ5 по класическата схема на Ройер. Захранването му се осъществява от регулируем регулатор на напрежение на транзистори ѴТ1 - ѴТЗ. Трябва да се има предвид, че транзисторите ѴТЗ - ѴТ5 трябва да бъдат инсталирани върху плочи на радиатора. Композитният стабилитрон VD1 - VD2 (KS147A и KS133A) може да бъде заменен с KS182. Максималният ток на натоварване е до 100 mA.