Snažan i prilično dobar pretvarač napona za povećanje napona može se napraviti na bazi jednostavnog multivibratora.
U mom slučaju, ovaj pretvarač je napravljen samo za pregled rada, a napravljen je i kratak video o radu ovog invertera.
O krugu u cjelini - jednostavan push-pull inverter, teško je zamisliti jednostavnije. Glavni oscilator i istovremeno energetski dio su moćni tranzistori sa efektom polja (preporučljivo je koristiti prekidače poput IRFP260, IRFP460 i sl.) povezani pomoću multivibratorskog kola. Kao transformator možete koristiti gotov trans iz kompjuterskog napajanja (najveći transformator).
Za naše potrebe trebamo koristiti namotaje od 12 V i središnju točku (pletenica, slavina). Na izlazu transformatora napon može doseći i do 260 volti. Budući da je izlazni napon promjenjiv, potrebno ga je ispraviti diodnim mostom. Preporučljivo je sastaviti most od 4 odvojene diode; gotovi diodni mostovi su dizajnirani za mrežne frekvencije od 50 Hz, au našem kolu izlazna frekvencija je oko 50 kHz.
Obavezno koristite pulsne, brze ili ultra-brze diode s reverznim naponom od najmanje 400 Volti i dopuštenom strujom od 1 Ampera ili više. Možete koristiti diode MUR460, UF5408, HER307, HER207, UF4007 i druge.
Preporučujem korištenje istih dioda u glavnom krugu.
Inverterski krug radi na bazi paralelne rezonancije, stoga će radna frekvencija ovisiti o našem oscilatornom krugu - predstavljenom primarnim namotom transformatora i kondenzatorom paralelnim s ovim namotom.
Što se tiče snage i performansi općenito. Ispravno sastavljeno kolo ne zahtijeva dodatno podešavanje i radi odmah. Tokom rada, ključevi se uopće ne bi trebali zagrijati ako izlaz transformatora nije opterećen. Struja praznog hoda pretvarača može doseći i do 300mA - to je norma, veća je već problem.
Sa dobrim ključevima i transformatorom iz ovog kola bez posebne probleme možete ukloniti snagu u području od 300 vati, u nekim slučajevima čak i 500 vati. Ocjena ulaznog napona je prilično visoka, krug će raditi od izvora od 6 volti do 32 volta, nisam se usudio dati više.
Prigušnice - namotane žicom od 1,2 mm na žuto-bele prstenove sa grupne stabilizacijske prigušnice u napajanju računara. Broj zavoja svake prigušnice je 7, oba induktora su potpuno ista.
Kondenzatori paralelni s primarnim namotajem mogu se lagano zagrijati tokom rada, pa vam savjetujem da koristite kondenzatore visokog napona radnog napona od 400 Volti ili više.
Krug je jednostavan i potpuno operativan, ali unatoč jednostavnosti i pristupačnosti dizajna, ovo nije idealna opcija. Razlog nije najbolje upravljanje ključem na terenu. U krugu nedostaje specijalizirani generator i upravljački krug, što ga čini neu potpunosti pouzdanim ako je krug predviđen za dugotrajan rad pod opterećenjem. Kolo može napajati LDS i uređaje koji imaju ugrađen SMPS.
Važna karika - transformator - mora biti dobro namotana i pravilno fazirana, jer igra glavnu ulogu u pouzdanom radu pretvarača.
Primarni namotaj je 2x5 navoja sa sabirnicom od 5 žica 0,8 mm. Sekundarni namot je namotan žicom od 0,8 mm i sadrži 50 zavoja - to je u slučaju samonamotavanja transformatora.
Za pretvaranje napona jednog nivoa u napon drugog nivoa, često se koristi impulsni pretvarači napona korištenjem induktivnih uređaja za pohranu energije. Takvi pretvarači se odlikuju visokom efikasnošću, ponekad dostižući 95%, i imaju mogućnost proizvodnje povećanog, smanjenog ili invertiranog izlaznog napona.
U skladu s tim, poznata su tri tipa konvertorskih kola: buck (slika 1), pojačana (slika 2) i invertirajuća (slika 3).
Zajedničko za sve ove vrste pretvarača su pet elemenata:
- napajanje,
- ključ prekidača,
- induktivno skladištenje energije (induktor, induktor),
- blokirajuća dioda,
- filter kondenzator spojen paralelno sa otporom opterećenja.
Uključivanje ovih pet elemenata u različite kombinacije omogućava vam da implementirate bilo koji od tri tipa impulsnih pretvarača.
Nivo izlaznog napona pretvarača regulira se promjenom širine impulsa koji kontroliraju rad ključnog sklopnog elementa i, shodno tome, energije pohranjene u induktivnom uređaju za pohranu energije.
Stabilizacija izlaznog napona se ostvaruje korištenjem povratne sprege: kada se izlazni napon promijeni, širina impulsa se automatski mijenja.
Buck switching converter
Step-down pretvarač (slika 1) sadrži serijski spojeni lanac sklopnog elementa S1, induktivno skladište energije L1, otpor opterećenja RH i filter kondenzator C1 spojen paralelno s njim. Blokirajuća dioda VD1 je povezana između priključne tačke ključa S1 sa uređajem za skladištenje energije L1 i zajedničke žice.
Rice. 1. Princip rada padajućeg naponskog pretvarača.
Kada je prekidač otvoren, dioda je zatvorena, energija iz izvora napajanja se akumulira u induktivnom uređaju za pohranu energije. Nakon što je prekidač S1 zatvoren (otvoren), energija pohranjena u induktivnom skladištu L1 se prenosi preko diode VD1 na otpor opterećenja RH.Kondenzator C1 izglađuje talase napona.
Boost switching konvertor
Pretvarač pojačanog impulsnog napona (slika 2) izrađen je na istim osnovnim elementima, ali ima drugačiju kombinaciju: serijski lanac induktivnog skladišta energije L1, dioda VD1 i otpor opterećenja RH sa paralelno povezanim filterskim kondenzatorom C1 je priključen na izvor napajanja. Preklopni element S1 povezan je između priključne tačke uređaja za skladištenje energije L1 sa diodom VD1 i zajedničke magistrale.
Rice. 2. Princip rada pojačanog naponskog pretvarača.
Kada je prekidač otvoren, struja iz izvora struje teče kroz induktor, koji skladišti energiju. Dioda VD1 je zatvorena, strujni krug je isključen iz izvora napajanja, ključa i uređaja za pohranu energije.
Napon na otporu opterećenja održava se zahvaljujući energiji pohranjenoj na kondenzatoru filtera. Kada se prekidač otvori, EMF samoindukcije se zbraja sa naponom napajanja, a pohranjena energija se prenosi na opterećenje kroz otvorenu diodu VD1. Izlazni napon dobijen na ovaj način premašuje napon napajanja.
Invertujući pretvarač impulsnog tipa
Invertni pretvarač impulsnog tipa sadrži istu kombinaciju osnovnih elemenata, ali opet u drugom spoju (slika 3): serijski sklop sklopnog elementa S1, diode VD1 i otpora opterećenja RH sa filterskim kondenzatorom C1 priključen je na izvor napajanja .
Induktivno skladište energije L1 je povezano između priključne tačke sklopnog elementa S1 sa diodom VD1 i zajedničke magistrale.
Rice. 3. Impulsna konverzija napona sa inverzijom.
Pretvarač radi ovako: kada je ključ zatvoren, energija se pohranjuje u induktivnom uređaju za skladištenje. Dioda VD1 je zatvorena i ne propušta struju od izvora napajanja do opterećenja. Kada je prekidač isključen, samoinduktivna emf uređaja za skladištenje energije se primjenjuje na ispravljač koji sadrži diodu VD1, otpor opterećenja Rn i filterski kondenzator C1.
Budući da ispravljačka dioda propušta samo negativne impulse napona u opterećenje, na izlazu uređaja se stvara napon negativan predznak(inverzno, suprotnog predznaka od napona napajanja).
Impulsni pretvarači i stabilizatori
Za stabilizaciju izlaznog napona impulsnih stabilizatora bilo koje vrste mogu se koristiti konvencionalni "linearni" stabilizatori, ali oni imaju nisku efikasnost. U tom smislu, mnogo je logičnije koristiti stabilizatore impulsnog napona za stabilizaciju izlaznog napona impulsnih pretvarača, pogotovo jer takva stabilizacija nije nimalo teška.
Preklopni stabilizatori napona se, pak, dijele na stabilizatore s pulsno-širinskom modulacijom i stabilizatore s impulsno-frekvencijskom modulacijom. U prvom od njih, trajanje kontrolnih impulsa se mijenja, dok njihova stopa ponavljanja ostaje nepromijenjena. Drugo, naprotiv, frekvencija kontrolnih impulsa se mijenja dok njihovo trajanje ostaje nepromijenjeno. Postoje i stabilizatori impulsa sa mješovitom regulacijom.
U nastavku ćemo razmotriti radioamaterske primjere evolucijskog razvoja impulsnih pretvarača i stabilizatora napona.
Jedinice i sklopovi impulsnih pretvarača
Glavni oscilator (slika 4) impulsnih pretvarača sa nestabilizovanim izlaznim naponom (sl. 5, 6) na mikrokolu KR1006VI1 radi na frekvenciji od 65 kHz. Izlazni pravougaoni impulsi generatora se preko RC kola dovode do paralelno povezanih tranzistorskih ključnih elemenata.
Induktor L1 je izrađen na feritnom prstenu vanjskog prečnika 10 mm i magnetske permeabilnosti 2000. Njegova induktivnost je 0,6 mH. Koeficijent korisna akcija pretvarač dostiže 82%.
Rice. 4. Glavni oscilatorski krug za impulsne naponske pretvarače.
Rice. 5. Dijagram sekcije snage pojačanja impulsni pretvarač napon +5/12 V.
Rice. 6. Kolo invertnog impulsnog pretvarača napona +5/-12 V.
Izlazna amplituda talasanja ne prelazi 42 mV i zavisi od vrednosti kapacitivnosti kondenzatora na izlazu uređaja. Maksimalna struja opterećenja uređaja (sl. 5, 6) je 140 mA.
Ispravljač pretvarača (sl. 5, 6) koristi paralelnu vezu niskostrujnih visokofrekventnih dioda povezanih u seriju sa izjednačujućim otpornicima R1 - R3.
Cijeli ovaj sklop može se zamijeniti jednom modernom diodom, dizajniranom za struju veću od 200 mA na frekvenciji do 100 kHz i reverzni napon od najmanje 30 V (na primjer, KD204, KD226).
Moguće je koristiti tranzistori poput KT81x kao VT1 i VT2 strukture p-p-p- KT815, KT817 (sl. 4.5) i r-p-r - KT814, KT816 (sl. 6) i drugi.
Da bi se povećala pouzdanost pretvarača, preporučuje se spajanje diode tipa KD204, KD226 paralelno sa spojem emiter-kolektor tranzistora tako da je zatvoren za istosmjernu struju.
Konvertor sa glavnim oscilatorom-multivibratorom
Da bi se dobio izlazni napon od 30...80 V P. Beljacki je koristio pretvarač sa glavnim oscilatorom na bazi asimetričnog multivibratora sa izlaznim stepenom napunjenim na induktivnom uređaju za skladištenje energije - prigušnici (prigušnici) L1 (slika 7).
Rice. 7. Kolo naponskog pretvarača sa glavnim oscilatorom na bazi asimetričnog multivibratora.
Uređaj radi u opsegu napona napajanja od 1,0. ..1,5 V i ima efikasnost do 75%. U krugu možete koristiti standardni induktor DM-0,4-125 ili drugi s induktivnošću od 120...200 μH.
Ostvarenje izlaznog stepena pretvarača napona prikazano je na Sl. 8. Kada se pravokutna kaskada upravljačkog signala na nivou 7777 (5 V) primjenjuje na ulaz izlaza pretvarača kada se napaja iz izvora napona 12 V primljen napon 250 V pri struji opterećenja 3...5 mA(otpor opterećenja je oko 100 kOhm). Induktivnost induktora L1 je 1 mH.
Kao VT1, možete koristiti domaći tranzistor, na primjer, KT604, KT605, KT704B, KT940A(B), KT969A, itd.
Rice. 8. Opcija za izlazni stepen naponskog pretvarača.
Rice. 9. Dijagram izlaznog stupnja pretvarača napona.
Slično kolo izlaznog stupnja (slika 9) je omogućilo, kada se napaja iz izvora napona 28V i trenutnu potrošnju 60 mA dobiti izlazni napon 250 V pri struji opterećenja 5 mA, Induktivnost prigušnice je 600 µH. Frekvencija kontrolnih impulsa je 1 kHz.
U zavisnosti od kvaliteta induktora, izlazni napon može biti 150...450 V sa snagom od oko 1 W i efikasnošću do 75%.
Pretvarač napona na bazi generatora impulsa na mikrokrugu DA1 KR1006VI1, pojačalo na bazi tranzistor sa efektom polja VT1 i induktivni uređaj za skladištenje energije sa ispravljačem i filterom, prikazan na sl. 10.
Na izlazu pretvarača na napon napajanja 9V i trenutnu potrošnju 80...90 mA stvara se napetost 400...425 V. Treba napomenuti da vrijednost izlaznog napona nije zajamčena - značajno ovisi o dizajnu induktora (prigušnice) L1.
Rice. 10. Kolo naponskog pretvarača sa generatorom impulsa na mikrokolu KR1006VI1.
Da biste dobili željeni napon, najlakši način je eksperimentalno odabrati induktor za postizanje potrebnog napona ili koristiti množitelj napona.
Bipolarno kolo pretvarača impulsa
Da nahranim mnoge elektronskih uređaja Potreban je bipolarni izvor napona koji osigurava pozitivne i negativne napone napajanja. Dijagram prikazan na sl. 11 sadrži mnogo manje komponenti od sličnih uređaja zbog činjenice da istovremeno funkcionira kao pojačani i inverterski induktivni pretvarač.
Rice. 11. Kolo pretvarača sa jednim induktivnim elementom.
Kolo pretvarača (slika 11) koristi novu kombinaciju glavnih komponenti i uključuje četverofazni generator impulsa, induktor i dva tranzistorska prekidača.
Kontrolni impulsi se generiraju pomoću D-okidača (DD1.1). Tokom prve faze impulsa, induktor L1 skladišti energiju preko tranzistorskih prekidača VT1 i VT2. U drugoj fazi se otvara prekidač VT2 i energija se prenosi na sabirnicu pozitivnog izlaznog napona.
Tokom treće faze, oba prekidača su zatvorena, zbog čega induktor ponovo akumulira energiju. Kada se ključ VT1 otvori tokom završne faze impulsa, ova energija se prenosi na negativnu magistralu napajanja. Kada se na ulaz primaju impulsi frekvencije od 8 kHz, krug daje izlazne napone ±12 V. Vremenski dijagram (slika 11, desno) prikazuje formiranje kontrolnih impulsa.
U krugu se mogu koristiti tranzistori KT315, KT361.
Pretvarač napona (slika 12) omogućava vam da na izlazu dobijete stabilizirani napon od 30 V. Napon ove veličine koristi se za napajanje varikapa, kao i vakuumskih fluorescentnih indikatora.
Rice. 12. Kolo pretvarača napona sa stabilizovanim izlaznim naponom od 30 V.
Na DA1 čipu tipa KR1006VI1, glavni oscilator je sastavljen prema uobičajenom krugu, koji proizvodi pravokutne impulse frekvencije od oko 40 kHz.
Na izlaz generatora spojen je tranzistorski prekidač VT1, koji prebacuje induktor L1. Amplituda impulsa pri prebacivanju zavojnice ovisi o kvaliteti njegove izrade.
U svakom slučaju, napon na njemu doseže desetine volti. Izlazni napon se ispravlja diodom VD1. Na izlaz ispravljača spojeni su RC filter u obliku slova U i zener dioda VD2. Napon na izlazu stabilizatora u potpunosti je određen vrstom zener diode koja se koristi. Kao "visokonaponsku" zener diodu, možete koristiti lanac zener dioda s nižim stabilizacijskim naponom.
Pretvarač napona sa induktivnim skladištenjem energije, koji vam omogućava da održite stabilan izlaz podesivi napon, prikazano na sl. 13.
Rice. 13. Krug pretvarača napona sa stabilizacijom.
Kolo sadrži generator impulsa, dvostepeno pojačalo snage, induktivni uređaj za skladištenje energije, ispravljač, filter i kolo za stabilizaciju izlaznog napona. Otpornik R6 postavlja potrebni izlazni napon u rasponu od 30 do 200 V.
Analogi tranzistora: VS237V - KT342A, KT3102; VS307V - KT3107I, BF459 - KT940A.
Naponski i invertni pretvarači napona
Dvije opcije - opadajući i invertirajući pretvarači napona prikazane su na Sl. 14. Prvi daje izlazni napon 8,4 V pri struji opterećenja do 300 mA, drugi vam omogućava da dobijete napon negativnog polariteta ( -19,4 V) pri istoj struji opterećenja. Izlazni tranzistor VTZ mora biti ugrađen na radijator.
Rice. 14. Krugovi stabiliziranih pretvarača napona.
Analogi tranzistora: 2N2222 - KTZ117A 2N4903 - KT814.
Step-down stabilizirani pretvarač napona
Step-down stabilizirani pretvarač napona koji koristi mikrokolo KR1006VI1 (DA1) kao glavni oscilator i ima zaštitu od protoka opterećenja prikazan je na Sl. 15. Izlazni napon je 10V kada je struja opterećenja do 100mA.
Rice. 15. Krug pretvarača napona.
Kada se otpor opterećenja promijeni za 1%, izlazni napon pretvarača se mijenja za najviše 0,5%. Analogi tranzistora: 2N1613 - KT630G, 2N2905 - KT3107E, KT814.
Bipolarni inverter napona
Za napajanje elektronskih kola koja sadrže operaciona pojačala, često su potrebna bipolarna napajanja. Ovaj problem se može riješiti korištenjem pretvarača napona, čiji je krug prikazan na sl. 16.
Uređaj sadrži generator kvadratnog impulsa napunjen na induktor L1. Napon iz induktora se ispravlja diodom VD2 i dovodi na izlaz uređaja (filterski kondenzatori C3 i C4 i otpor opterećenja). Zener dioda VD1 osigurava konstantan izlazni napon - regulira trajanje impulsa pozitivnog polariteta na induktoru.
Rice. 16. Krug pretvarača napona +15/-15 V.
Radna frekvencija proizvodnje je oko 200 kHz pod opterećenjem i do 500 kHz bez opterećenja. Maksimalna struja opterećenja je do 50 mA, efikasnost uređaja je 80%. Nedostatak dizajna je relativno visoki nivo elektromagnetne smetnje su, međutim, karakteristične i za druga slična kola. Kao L1 korišćen je gas DM-0.2-200.
Invertori na specijalizovanim čipovima
Najpogodnije je sakupljati visoko efikasno savremeni pretvarači napona, koristeći mikro krugove posebno kreirane za ove svrhe.
Čip KR1156EU5(MC33063A, MC34063A od Motorola) je dizajniran za rad u stabiliziranim step-up, step-down, invertirajućim pretvaračima snage od nekoliko vati.
Na sl. Slika 17 prikazuje dijagram pojačivača naponskog pretvarača baziranog na mikrokolu KR1156EU5. Konvertor sadrži ulazne i izlazne filterske kondenzatore C1, SZ, C4, memorijsku prigušnicu L1, ispravljačku diodu VD1, kondenzator C2, koji postavlja radnu frekvenciju pretvarača, filter prigušnicu L2 za izravnavanje talasa. Otpornik R1 služi kao strujni senzor. Delitelj napona R2, R3 određuje izlazni napon.
Rice. 17. Kolo pojačivača naponskog pretvarača na mikrokolu KR1156EU5.
Radna frekvencija pretvarača je blizu 15 kHz pri ulaznom naponu od 12 V i nazivnom opterećenju. Opseg talasa napona na kondenzatorima SZ i C4 bio je 70 i 15 mV, respektivno.
Induktor L1 sa induktivnošću od 170 μH namotan je na tri zalijepljena prstena K12x8x3 M4000NM sa PESHO 0,5 žicom. Namotaj se sastoji od 59 zavoja. Svaki prsten treba razbiti na dva dijela prije namotavanja.
U jedan od otvora se ubacuje uobičajeni odstojnik od PCB-a debljine 0,5 mm i pakovanje se zalijepi. Možete koristiti i feritne prstenove sa magnetskom permeabilnošću od preko 1000.
Primjer izvršenja buck konvertor na KR1156EU5 čipu prikazano na sl. 18. Na ulaz takvog pretvarača ne može se dovesti napon veći od 40 V. Radna frekvencija pretvarača je 30 kHz pri UBX = 15 V. Opseg talasanja napona na kondenzatorima SZ i C4 je 50 mV.
Rice. 18. Shema step-down pretvarača napona na mikrokolu KR1156EU5.
Rice. 19. Šema invertujućeg pretvarača napona na bazi mikrokola KR1156EU5.
Prigušnica L1 s induktivnošću od 220 μH namotana je na sličan način (vidi gore) na tri prstena, ali je razmak za lijepljenje postavljen na 0,25 mm, namotaj je sadržavao 55 zavoja iste žice.
Na sljedećoj slici (slika 19) prikazano je tipično kolo invertujućeg pretvarača napona na bazi mikrokola KR1156EU5.Mikrokolo DA1 se napaja zbirom ulaznog i izlaznog napona, koji ne smije biti veći od 40 V.
Radna frekvencija pretvarača - 30 kHz na UBX=5 S; raspon talasa napona na kondenzatorima SZ i C4 je 100 i 40 mV.
Za induktor L1 invertujućeg pretvarača s induktivnošću od 88 μH korištena su dva K12x8x3 M4000NM prstena s razmakom od 0,25 mm. Namotaj se sastoji od 35 zavoja žice PEV-2 0,7. Induktor L2 u svim pretvaračima je standardni - DM-2.4 sa induktivnošću od 3 μGh. Dioda VD1 u svim kolima (sl. 17 - 19) mora biti Schottky dioda.
Za dobijanje bipolarni napon od unipolarnog MAXIM je razvio specijalizovana mikro kola. Na sl. Slika 20 prikazuje mogućnost konverzije napona nizak nivo(4,5...5 6) bipolarni izlazni napon 12 (ili 15 6) pri struji opterećenja do 130 (ili 100 mA).
Rice. 20. Kolo pretvarača napona bazirano na MAX743 čipu.
By unutrašnja struktura mikrokolo se ne razlikuje od tipičnog dizajna sličnih pretvarača napravljenih na diskretnim elementima, međutim, integrirani dizajn omogućava minimalna količina eksternih elemenata za stvaranje visoko efikasnih pretvarača napona.
Da, za mikrokolo MAX743(Sl. 20) frekvencija konverzije može dostići 200 kHz (što je mnogo više od frekvencije konverzije velike većine pretvarača napravljenih na diskretnim elementima). Sa naponom napajanja od 5 V, efikasnost je 80...82% sa nestabilnošću izlaznog napona ne većom od 3%.
Čip je opremljen zaštitom od vanredne situacije: kada napon napajanja padne 10% ispod normalnog, kao i kada se kućište pregrije (iznad 195°C).
Da bi se smanjilo talasanje na izlazu pretvarača sa frekvencijom konverzije (200 kHz), na izlazima uređaja ugrađeni su LC filteri u obliku slova U. Jumper J1 na pinovima 11 i 13 mikrokola je dizajniran za promjenu vrijednosti izlaznih napona.
Za konverzija niskog nivoa napona(2,0...4,5 6) u stabilizovanom naponu od 3,3 ili 5,0 V nalazi se posebno mikrokolo koje je razvio MAXIM - MAX765. Domaći analozi— KR1446PN1A i KR1446PN1B. Mikrokrug za sličnu svrhu - MAX757 - omogućava vam da dobijete kontinuirano podesiv izlazni napon u rasponu od 2,7...5,5 V.
Rice. 21. Kolo niskonaponskog pojačanog naponskog pretvarača na nivo od 3,3 ili 5,0 V.
Kolo pretvarača prikazano na sl. 21, sadrži mali broj vanjskih (zglobnih) dijelova.
Ovaj uređaj radi po tradicionalnom principu opisanom ranije. Radna frekvencija generatora ovisi o ulaznom naponu i struji opterećenja i varira u širokom rasponu - od desetina Hz do 100 kHz.
Veličina izlaznog napona određena je time gdje je spojen pin 2 mikrokola DA1: ako je spojen na zajedničku sabirnicu (vidi sliku 21), izlazni napon mikrokola KR1446PN1A iznosi 5,0±0,25 V, ali ako je ovaj pin spojen na pin 6, tada će izlazni napon pasti na 3,3±0,15 V. Za mikrokolo KR1446PN1B vrijednosti će biti 5,2±0,45 V i 3,44±0,29 V, respektivno.
Maksimalna izlazna struja pretvarača - 100 mA. Čip MAX765 obezbeđuje izlaznu struju 200 mA na naponu 5-6 i 300 mA pod tenzijom 3,3 V. Efikasnost pretvarača je do 80%.
Svrha pina 1 (SHDN) je da privremeno onemogući pretvarač spajanjem ovog pina na zajednički. Izlazni napon će u ovom slučaju pasti na vrijednost nešto manju od ulaznog napona.
HL1 LED je dizajniran da ukaže na hitno smanjenje napona napajanja (ispod 2 V), iako sam pretvarač može raditi na nižim vrijednostima ulaznog napona (do 1,25 6 i niže).
Induktor L1 je napravljen na prstenu K10x6x4.5 od M2000NM1 ferita. Sadrži 28 zavoja PESHO žice od 0,5 mm i ima induktivnost od 22 µH. Prije namotavanja, feritni prsten se lomi na pola, nakon što se turpije dijamantskom turpijom. Zatim se prsten zalijepi epoksidnim ljepilom, ugrađujući brtvu od tekstolita debljine 0,5 mm u jednu od nastalih praznina.
Ovako dobivena induktivnost induktora u većoj mjeri ovisi o debljini zazora, a u manjoj mjeri o magnetskoj permeabilnosti jezgre i broju zavoja zavojnice. Ako prihvatite povećanje razine elektromagnetskih smetnji, tada možete koristiti induktor tipa DM-2.4 s induktivnošću od 20 μGh.
Kondenzatori C2 i C5 su tipa K53 (K53-18), C1 i C4 su keramički (za smanjenje nivoa visokofrekventnih smetnji), VD1 je Schottky dioda (1 N5818, 1 N5819, SR106, SR160, itd.).
Philips AC napajanje
Pretvarač (Philips jedinica za napajanje, slika 22) sa ulaznim naponom od 220 V daje stabilizirani izlazni napon od 12 V sa snagom opterećenja od 2 W.
Rice. 22. Dijagram Philips mrežnog napajanja.
Napajanje bez transformatora (Sl. 23) je predviđeno za napajanje prijenosnih i džepnih prijemnika iz AC mrežnog napona od 220 V. Treba imati u vidu da ovaj izvor nije električno izolovan od mreže napajanja. Uz izlazni napon od 9V i struju opterećenja od 50 mA, napajanje troši oko 8 mA iz mreže.
Rice. 23. Šema izvora napajanja bez transformatora na bazi impulsnog naponskog pretvarača.
Mrežni napon, ispravljen diodnim mostom VD1 - VD4 (slika 23), puni kondenzatore C1 i C2. Vrijeme punjenja kondenzatora C2 određeno je konstantom kruga R1, C2. U prvom trenutku nakon uključivanja uređaja, tiristor VS1 je zatvoren, ali će se pri određenom naponu na kondenzatoru C2 otvoriti i spojiti kolo L1, NW na ovaj kondenzator.
U ovom slučaju, kondenzator S3 velikog kapaciteta će se puniti iz kondenzatora C2. Napon na kondenzatoru C2 će se smanjiti, a na SZ će se povećati.
Struja kroz induktor L1, jednaka nuli u prvom trenutku nakon otvaranja tiristora postepeno se povećava sve dok se naponi na kondenzatorima C2 i S3 ne izjednače. Čim se to dogodi, tiristor VS1 će se zatvoriti, ali će energija pohranjena u induktoru L1 neko vrijeme održavati struju punjenja kondenzatora SZ kroz otvorenu diodu VD5. Zatim se dioda VD5 zatvara i počinje relativno sporo pražnjenje kondenzatora SZ kroz opterećenje. Zener dioda VD6 ograničava napon na opterećenju.
Čim se tiristor VS1 zatvori, napon na kondenzatoru C2 ponovo počinje rasti. U nekom trenutku tiristor se ponovo otvara i počinje novi ciklus rada uređaja. Frekvencija otvaranja tiristora je nekoliko puta veća od frekvencije pulsiranja napona na kondenzatoru C1 i ovisi o nazivnim vrijednostima elemenata kola R1, C2 i parametrima tiristora VS1.
Kondenzatori C1 i C2 su tipa MBM za napon od najmanje 250 V. Induktor L1 ima induktivnost od 1...2 mH i otpor ne veći od 0,5 Ohm. Namotana je na cilindrični okvir prečnika 7 mm.
Širina namotaja je 10 mm, sastoji se od pet slojeva žice PEV-2 0,25 mm, čvrsto namotanih, okretanje do okreta. Jezgro za podešavanje SS2.8x12 od ferita M200NN-3 je umetnuto u otvor okvira. Induktivnost induktora može se mijenjati u širokim granicama, a ponekad čak i potpuno eliminirati.
Sheme uređaja za pretvaranje energije
Dijagrami uređaja za konverziju energije prikazani su na sl. 24 i 25. To su niži pretvarači energije napajani ispravljačima sa kondenzatorom za gašenje. Napon na izlazu uređaja je stabiliziran.
Rice. 24. Šema opadajućeg naponskog pretvarača sa mrežnim napajanjem bez transformatora.
Rice. 25. Opcija sklopa step-down pretvarača napona sa mrežnim napajanjem bez transformatora.
Kao VD4 dinistore možete koristiti domaće niskonaponske analoge - KN102A, B. Kao i prethodni uređaj (sl. 23), izvori napajanja (sl. 24 i 25) imaju galvansku vezu sa napojnom mrežom.
Pretvarač napona sa memorijom impulsne energije
U pretvaraču napona S. F. Sikolenko sa "skladištenjem energije impulsa" (slika 26), prekidači K1 i K2 su napravljeni na tranzistorima KT630, upravljački sistem (CS) je na mikrokrugu serije K564.
Rice. 26. Kolo naponskog pretvarača sa akumulacijom impulsa.
Kondenzator za skladištenje C1 - 47 µF. Kao izvor napajanja koristi se baterija od 9 V. Izlazni napon pri otporu opterećenja od 1 kOhm dostiže 50 V. Efikasnost je 80% i povećava se na 95% kada se koriste CMOS strukture kao što je RFLIN20L kao ključni elementi K1 i K2.
Impulsno-rezonantni pretvarač
Impulsno-rezonantni pretvarači dizajnirani od strane tzv. N. M. Muzychenko, od kojih je jedan prikazan na sl. 4.27, ovisno o obliku struje u prekidaču VT1, podijeljeni su u tri tipa, u kojima se sklopni elementi zatvaraju na nultu struju i otvaraju pri nultom naponu. U fazi prebacivanja, pretvarači rade kao rezonantni pretvarači, a ostatak, veći dio perioda, kao impulsni pretvarači.
Rice. 27. Šema impulsno-rezonantnog pretvarača N. M. Muzychenko.
Posebnost takvih pretvarača je da je njihov energetski dio izrađen u obliku induktivno-kapacitivnog mosta s prekidačem u jednoj dijagonali i s prekidačem i napajanjem u drugoj. Takve šeme (slika 27) su visoko efikasne.
Zahvaljujući razvoju savremena elektronika, V velike količine Izrađuju se specijalizirani mikro krugovi za stabilizaciju struje i napona. Po funkcionalnosti su podijeljeni u dva glavna tipa, DC DC pretvornik napona za povećanje napona i step-down pretvarač. Neki kombinuju obe vrste, ali to ne utiče na efikasnost bolja strana.
Nekada su mnogi radio-amateri sanjali o stabilizatorima pulsa, ali oni su bili rijetki i u nedostatku. Posebno veseli asortiman u kineskim trgovinama.
- 1. Aplikacija
- 2. Popularne konverzije
- 3. Pretvarači pojačanog napona
- 4. Primjeri pojačivača
- 5. Tusotek
- 6. Za XL4016
- 7. Na XL6009
- 8.MT3608
- 9. Visok napon na 220
- 10. Snažni pretvarači
Aplikacija
Nedavno sam kupio mnogo različitih LED dioda od 1W, 3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W. Svi oni Niska kvaliteta, da ih uporedim sa kvalitetnim. Za povezivanje i napajanje cijele ove grupe, imam 12 V i 19 V napajanja iz laptopa. Morao sam aktivno pregledavati Aliexpress u potrazi za niskim naponom LED drajveri.
Nabavljeni su savremeni pojačani pretvarači napona DC DC i step-down pretvarači napona, 1-2 Ampera i moćni 5-7 Ampera. Osim toga, savršeni su za povezivanje laptopa na 12V u automobilu, povući će 80-90 vati. Prilično su pogodni kao punjač za automobilske akumulatore od 12V i 24V.
U kineskim internet trgovinama stabilizatori napona su malo skuplji.
Popularna mikro kola za pojačane prekidačke stabilizatore su:
- LM2577, zastareo sa niskom efikasnošću;
- XL4016, 2 puta efikasniji od 2577;
- XL6009;
- MT3608.
Stabilizatori se označavaju tako AC-DC, DC-DC. AC je naizmjenična struja, DC je konstantan. Ovo će olakšati pretragu ako to navedete u zahtjevu.
Nije racionalno praviti DC DC boost pretvarač vlastitim rukama; potrošit ću previše vremena na montažu i konfiguraciju. Možete ga kupiti od Kineza za 50-250 rubalja, ova cijena uključuje dostavu. Za ovaj iznos ću dobiti gotovo gotov proizvod koji se može finalizirati u najkraćem mogućem roku.
Ovi sklopni sklopovi se koriste zajedno s ostalima, napisali su karakteristike i datasheet za popularne IC-ove za napajanje,.
Popularne konverzije
Stabilizatori-pojačivači se dijele na niskonaponske i visokonaponske od 220 do 400 volti. Naravno, postoje gotovi blokovi sa fiksnom vrijednošću pojačanja, ali ja preferiram prilagođene, imaju širu funkcionalnost.
Najčešće tražene transformacije su:
- 12V - 19V;
- 12 - 24 volti;
- 5 - 12V;
- 3 - 12V
- 12 - 220V;
- 24V - 220V.
Pojačivači se nazivaju auto invertori.
Pojačani pretvarači napona
Moj laboratorijski blok Napajanje radi iz laptop jedinice na 19V 90W, ali to nije dovoljno za testiranje serijski povezanih LED dioda. Serijski LED niz zahtijeva 30V do 50V. Kupovina gotove jedinice za 50-60 Volti i 150W ispostavilo se da je malo skupo, oko 2000 rubalja. Stoga sam naručio prvi pojačani stabilizator za 500 rubalja. sa povećanjem na 50V. Nakon provjere pokazalo se da dostiže maksimalno 32V, jer na ulazu i izlazu postoje kondenzatori od 35V. Uvjerljivo sam pisao prodavcu o svom ogorčenju, a par dana kasnije su mi vratili novac.
Naručio sam drugi do 55V pod markom Tusotek za 280 rubalja, pojačivač se pokazao odličnim. Sa 12V se lako povećava na 60V, nisam podizao konstrukcijski otpornik više, odjednom bi pregorio. Radijator je zalijepljen ljepilom koji provodi toplinu, tako da nije bilo moguće vidjeti oznake mikrokola. Hlađenje je odrađeno malo netačno, jastučić hladnjaka Schottky diode i kontroler je pričvršćen za ploču, a ne za hladnjak.
Primjeri pojačivača
XL4016
Pogledajmo 4 modela koja imam na lageru. Nisam gubio vrijeme na fotografije, uzeo sam i prodavce.
Karakteristike.
| Tusotek | XL4016 | Vozač | MT3608 | |
| Ulaz, V | 6 – 35V | 6 – 32V | 5 – 32V | 2-24V |
| Ulazna struja | do 10A | do 10A | — | — |
| Izlaz, V | 6 – 55V | 6 – 32V | 6 – 60V | do 28V |
| Izlazna struja | 5A, max 7A | 5A, max 8A | max 2A | 1A, max 2A |
| Cijena | 260rub | 250rub | 270rub | 55rub |
imam odlično iskustvo radeći sa kineskom robom, većina njih odmah ima nedostatke. Prije upotrebe pregledavam ih i modificiram kako bih povećao pouzdanost cijele konstrukcije. To su uglavnom problemi sa montažom koji nastaju prilikom brzog sklapanja proizvoda. Finaliziram LED reflektore, lampe za dom, auto kratka i duga svjetla, kontrolere za upravljanje dnevnim svjetlima (DRL). Preporučujem svima da to urade; uz minimalno utrošeno vrijeme, vijek trajanja se može udvostručiti.
Budite oprezni, nisu svi zaštićeni od kratki spoj, pregrijavanje, preopterećenje i neispravan priključak.
Stvarna snaga ovisi o načinu rada; specifikacije ukazuju na maksimum. Naravno, karakteristike svakog proizvođača bit će različite, ugrađuju različite diode i namotaju induktor žicama različite debljine.
Tusotek
Po mom mišljenju, najbolji od svih pojačanja stabilizatora. Neki elementi nemaju rezervu karakteristika ili su niži od onih kod PWM mikrokola, zbog čega ne mogu da obezbede ni polovinu obećane struje. Tusotek ima kondenzator od 1000mF 35V na ulazu i 470mF 63V na izlazu. Strana hladnjaka metalna ploča zalemljeni su na ploču. Ali oni su slabo zalemljeni i nagnuti, samo jedna ivica leži na ploči, ispod druge postoji praznina. Bez pogleda, nije jasno koliko su dobro zapečaćeni. Ako je stvarno loše, onda ih je bolje rastaviti i staviti ovu stranu na radijator; hlađenje će se poboljšati 2 puta.
Varijabilni otpornik postavlja potreban broj volti. Ostat će nepromijenjen ako promijenite ulazni napon, ne ovisi o tome. Na primjer, postavio sam 50V na izlazu, povećao ga sa 5V na 12V na ulazu, postavljeno 50V se nije promijenilo.
Na XL4016
Ovaj pretvarač ima takvu karakteristiku da može povećati samo do 50% ulaznih volti. Ako spojite 12V, tada će maksimalno povećanje biti 18V. U opisu je navedeno da se može koristiti za laptopove koji se napajaju sa maksimalno 19V. Ali pokazalo se da je njegova glavna svrha rad s laptopima iz akumulator automobila. Vjerovatno se ograničenje od 50% može ukloniti promjenom otpornika koji postavljaju ovaj način rada. Izlazni volti direktno zavise od broja ulaza. 
Odvođenje topline je mnogo bolje, radijatori su pravilno postavljeni. Samo umjesto termalne paste postoji zaptivka koja provodi toplinu kako bi se izbjegao električni kontakt sa radijatorom. Na ulazu se nalazi kondenzator 470mF 50V, na drugom kraju 470mF na 35V.
Na XL6009
Predstavnik modernih efikasnih pretvarača, poput zastarjelih modela na LM2596, dostupan je u nekoliko opcija, od minijaturnih do modela sa indikatorima napona.
Primjer efikasnosti:
- 92% pri pretvaranju 12V u 19V, 2A opterećenje.
Datasheet odmah pokazuje shemu za korištenje kao napajanje za laptop u automobilu od 10V do 30V. Takođe na XL6009 je lako implementirati bipolarno napajanje na +24 i -24V. Kao i kod većine pretvarača, efikasnost se smanjuje što je veća razlika napona i što je veći amper.
MT3608
Minijaturni model sa dobrom efikasnošću do 97%, PWM frekvencijom 1,2 MHz. Efikasnost se povećava kako se povećava ulazni napon i smanjuje kako se struja povećava. Na pojačanom pretvaraču MT3608 možete računati na malu struju, interno ograničenu na 4A u slučaju kratkog spoja. Što se tiče volti, preporučljivo je da ne prelazi 24.
Visok napon na 220
Jedinice za konverziju od 12,24 volti do 220 su široko rasprostranjene među ljubiteljima automobila kao što su. Koristi se za povezivanje uređaja napajanih od 220V. Kinezi uglavnom prodaju 7-10 modela takvih modula, ostalo su gotovi uređaji. Cijena od 400 rub. Zasebno, želio bih napomenuti da ako je, na primjer, 500W naznačeno na gotovoj jedinici, onda će to često biti kratkoročna maksimalna snaga. Realna dugoročna će biti oko 240W.
Snažni pretvarači
Za posebne prilike Ponekad su vam potrebni moćni DC-DC boost pretvarači za 10-20A i do 120V. Pokazat ću vam nekoliko popularnih i pristupačnih modela. Uglavnom nemaju oznake ili ih prodavac skriva da ih ne bi kupio na drugom mestu. Nisam ih lično testirao, što se tiče napona, koegzistiraju prema obećanim karakteristikama. Ali amper će biti malo manji. Iako proizvodi ove cjenovne kategorije uvijek izdrže navedeno opterećenje, slične uređaje sam kupovao samo sa LCD ekranima.
600W
Snažan #1:
- snaga 600W;
- 10-60V se pretvara u 12-80V;
- cijena od 800 rub.
Možete ga pronaći pretraživanjem "600W DC 10-60V na 12-80V Boost Converter Step Up"
400W
Snažan #2:
- snaga 400W;
- 6-40V se pretvara u 8-80V;
- izlaz do 10A;
- cijena od 1200 rub.
Za pretraživanje unesite u tražilicu “DC 400W 10A 8-80V Boost Converter Step-Up”
B900W
Snažan #3:
- snaga 900W;
- 8-40V se pretvara u 10-120V;
- izlaz do 15A.
- cijena od 1400 rub.
Jedina jedinica koja je označena kao B900W i može se lako pronaći.