Alalispinge muunduri ahel ja töö. Kuidas lülituspingemuundurid töötavad (27 ahelat) Lülitav alalisvoolu pingemuundur

Panin hiljuti mikrokontrollerile kokku digitaalse seadme ja tekkis küsimus selle toiteallika kohta välitingimustes, see vajab pinget 12 volti ja voolu umbes 50 mA. Pealegi on see väga tundlik pinge pulsatsioonile ja mitmest lülitustoiteallikast ei tahtnud mõnelt seadmelt töötada. Pärast Internetist otsimist leidsin ühe optimaalseima ja odavama valiku: DC-DC võimenduse muundur kiibil MC34063. Arvutamiseks võite kasutada kalkulaatoriprogrammi. Sisestasin vajalikud parameetrid (see võib töötada nii suurendamise kui ka vähendamisena) ja sain järgmise tulemuse:

Mikroskeemi toitepinge ei tohiks ületada 40 volti ja vool ei tohiks ületada 1,5 A. Trükkplaate on Internetis ja SMD osade jaoks, kuid mul pole neid laos, nii et otsustasin ise teha. Pange tähele, et sinna on joonistatud kaks 0,2 oomi takistust. Mul oli ainult 5-vatine, nii et tegin selle jaoks, aga kui oleks väiksema leidnud, siis oleksin selle teise kohta jootnud ja üleliigse ära lõiganud.

Takistuse R1-1,5 kOhm asemel paigaldasin väljundpinge reguleerimiseks 5 kOhm trimmeri. Muide, see reguleerib üsna korralikus vahemikus 7–16, võimalik on rohkemgi, kuid väljundkondensaatori pinge on 16 volti, nii et ma ei tõstnud seda edasi.

Ja nüüd lühidalt muunduri tööst. Panin peale 3 volti, reguleerisin (R1) väljundi 12 voltile – ja see pinge püsib ka siis, kui võimsust vähendatakse 2,5 voltini ja tõstetakse 11 voltini!

Seda kasutatakse sageli ühe taseme pinge teisendamiseks teise taseme pingeks impulsspinge muundurid induktiivsete energiasalvestusseadmete kasutamine. Selliseid muundureid iseloomustab kõrge kasutegur, ulatudes mõnikord 95% -ni ja neil on võime toota suurenenud, alandatud või ümberpööratud väljundpinget.

Vastavalt sellele on teada kolme tüüpi muunduriahelaid: buck (joonis 1), võimendus (joonis 2) ja inverteerimine (joonis 3).

Kõigile seda tüüpi muunduritele on ühised viis elementi:

toiteallikas,
võtme lülituselement,
induktiivne energiasalvesti (induktor, induktiivpool),
blokeeriv diood,
koormustakistusega paralleelselt ühendatud filtrikondensaator.

Nende viie elemendi lisamine erinevatesse kombinatsioonidesse võimaldab teil rakendada mis tahes kolme tüüpi impulssmuundureid.

Konverteri väljundpinge taset reguleeritakse võtmelülituselemendi tööd kontrollivate impulsside laiuse muutmisega ja vastavalt ka induktiivsesse energiasalvestisse salvestatud energiaga.

Väljundpinge stabiliseerimine toimub tagasiside abil: väljundpinge muutumisel muutub automaatselt impulsi laius.

Buck-lülitusmuundur

Alammuundur (joonis 1) sisaldab järjestikku ühendatud lülituselemendi S1 ketti, induktiivset energiasalvestit L1, koormustakistust RH ja sellega paralleelselt ühendatud filtrikondensaatorit C1. Blokeerimisdiood VD1 on ühendatud võtme S1 ühenduspunkti energiasalvestiga L1 ja ühise juhtme vahele.

Riis. 1. Alandava pingemuunduri tööpõhimõte.

Kui lüliti on avatud, on diood suletud, toiteallikast saadav energia koguneb induktiivsesse energiasalvestusseadmesse. Pärast lüliti S1 sulgemist (avamist) kantakse induktiivsalvesti L1 salvestatud energia läbi dioodi VD1 koormustakistusele RH Kondensaator C1 tasandab pinge pulsatsiooni.

Suurendage lülitusmuundurit

Impulsspinge astmemuundur (joonis 2) on valmistatud samadel põhielementidel, kuid sellel on erinev kombinatsioon: induktiivse energiasalvesti L1, dioodi VD1 ja koormustakistuse RH jadakett koos filtrikondensaatoriga C1 on paralleelselt ühendatud. ühendatud toiteallikaga. Lülituselement S1 on ühendatud energiasalvesti L1 ühenduspunkti dioodiga VD1 ja ühissiiniga.

Riis. 2. Võimenduspinge muunduri tööpõhimõte.

Kui lüliti on avatud, voolab toiteallika vool läbi induktiivpooli, mis salvestab energiat. Diood VD1 on suletud, koormusahel on toiteallikast, võtmest ja energiasalvestusseadmest lahti ühendatud.

Koormustakistuse pinge säilib tänu filtrikondensaatorile salvestatud energiale. Lüliti avamisel summeeritakse iseinduktsiooni EMF toitepingega, salvestatud energia kantakse koormusele avatud dioodi VD1 kaudu. Sel viisil saadud väljundpinge ületab toitepinge.

Impulsi tüüpi inverteeriv muundur

Impulss-tüüpi inverteeriv muundur sisaldab sama põhielementide kombinatsiooni, kuid jällegi erinevas ühenduses (joonis 3): toiteallikaga on ühendatud lülituselemendi S1, dioodi VD1 ja koormustakistuse RH jadalülitus koos filtrikondensaatoriga C1 .

Induktiivne energiasalvesti L1 on ühendatud lülituselemendi S1 ühenduspunkti dioodiga VD1 ja ühissiiniga.

Riis. 3. Impulsspinge muundamine inversiooniga.

Muundur töötab nii: kui võti on suletud, salvestatakse energia induktiivsesse salvestusseadmesse. Diood VD1 on suletud ja ei edasta voolu toiteallikast koormusele. Kui lüliti on välja lülitatud, rakendatakse energiasalvestusseadme iseinduktiivne emf alaldi, mis sisaldab dioodi VD1, koormustakistust Rн ja filtrikondensaatorit C1.

Kuna alaldi diood edastab koormusse ainult negatiivseid pingeimpulsse, tekib seadme väljundis negatiivse märgiga pinge (toitepingele vastupidine, vastupidine).

Impulsimuundurid ja stabilisaatorid

Mis tahes tüüpi impulssstabilisaatorite väljundpinge stabiliseerimiseks võib kasutada tavapäraseid "lineaarseid" stabilisaatoreid, kuid nende efektiivsus on madal. Sellega seoses on palju loogilisem kasutada impulssmuundurite väljundpinge stabiliseerimiseks impulsspinge stabilisaatoreid. eriti kuna selline stabiliseerimine pole sugugi keeruline.

Lülituspinge stabilisaatorid jagunevad omakorda impulsilaiusmodulatsiooniga stabilisaatoriteks ja impulsi sagedusmodulatsiooniga stabilisaatoriteks. Neist esimeses muutub kontrollimpulsside kestus, samas kui nende kordussagedus jääb muutumatuks. Teiseks, vastupidi, kontrollimpulsside sagedus muutub, samal ajal kui nende kestus jääb muutumatuks. Samuti on segaregulatsiooniga pulsi stabilisaatorid.

Allpool käsitleme amatöörraadio näiteid impulssmuundurite ja pinge stabilisaatorite evolutsioonilisest arengust.

Impulssmuundurite seadmed ja ahelad

Stabiliseerimata väljundpingega impulssmuundurite (joonis 5, 6) põhiostsillaator (joonis 4) mikroskeemil KR1006VI1 töötab sagedusel 65 kHz. Generaatori ristkülikukujulised väljundimpulsid juhitakse RC-ahelate kaudu paralleelselt ühendatud transistori võtmeelementidele.

Induktiivpool L1 on valmistatud ferriitrõngast, mille välisläbimõõt on 10 mm ja magnetiline läbilaskvus 2000. Selle induktiivsus on 0,6 mH. Konverteri efektiivsus ulatub 82% -ni.

Riis. 4. Impulsspingemuundurite põhiostsillaatoriahel.

Riis. 5. Astmelise impulsi pingemuunduri võimsusosa skeem +5/12 V.

Riis. 6. Inverteeriva impulsi pingemuunduri vooluahel +5/-12 V.

Väljundi pulsatsiooni amplituud ei ületa 42 mV ja sõltub seadme väljundis olevate kondensaatorite mahtuvuse väärtusest. Seadmete maksimaalne koormusvool (joon. 5, 6) on 140 mA.

Konverteri alaldis (joonis 5, 6) kasutatakse madalvoolu kõrgsagedusdioodide paralleelühendust, mis on järjestikku ühendatud võrdsustakistitega R1 - R3.

Kogu selle komplekti saab asendada ühe kaasaegse dioodiga, mis on ette nähtud rohkem kui 200 mA voolule sagedusel kuni 100 kHz ja pöördpingele vähemalt 30 V (näiteks KD204, KD226).

VT1 ja VT2-na on võimalik kasutada p-p-p struktuuriga KT81x tüüpi transistore - KT815, KT817 (joonis 4.5) ja p-p-p - KT814, KT816 (joonis 6) jt.

Konverteri töökindluse suurendamiseks on soovitatav ühendada KD204, KD226 tüüpi diood paralleelselt transistori emitteri-kollektori ristmikuga nii, et see oleks alalisvoolule suletud.

Konverter põhiostsillaatori-multivibraatoriga

Väljundpinge saamiseks 30...80 V P. Beljatski kasutas asümmeetrilisel multivibraatoril põhinevat põhiostsillaatoriga muundurit, mille väljundaste oli koormatud induktiivsele energiasalvestusseadmele - induktiivpoolile (drossel) L1 (joon. 7).

Riis. 7. Asümmeetrilisel multivibraatoril põhineva peaostsillaatoriga pingemuunduri ahel.

Seade töötab toitepinge vahemikus 1,0. ..1,5 V ja selle kasutegur on kuni 75%. Skeemis saate kasutada tavalist induktiivpooli DM-0,4-125 või muud induktiivsusega 120...200 μH.

Pingemuunduri väljundastme teostus on näidatud joonisel fig. 8. Kui muunduri väljundi sisendile rakendatakse 7777-taseme (5 V) ristkülikukujulist juhtsignaali kaskaad, kui see toidetakse pingeallikast 12 V saadud pinge 250 V koormusvoolul 3...5 mA(koormustakistus on umbes 100 kOhm). Induktiivpooli L1 induktiivsus on 1 mH.

VT1-na saate kasutada kodumaist transistorit, näiteks KT604, KT605, KT704B, KT940A(B), KT969A jne.

Riis. 8. Pingemuunduri väljundastme valik.

Riis. 9. Pingemuunduri väljundastme skeem.

Sarnane väljundastme vooluahel (joonis 9) võimaldas seda pingeallikast toidetuna 28V ja praegune tarbimine 60 mA saada väljundpinget 250 V koormusvoolul 5 mAÕhuklapi induktiivsus on 600 µH. Juhtimpulsside sagedus on 1 kHz.

Sõltuvalt induktiivpooli kvaliteedist võib väljundpinge olla 150...450 V võimsusega ca 1 W ja kasutegur kuni 75%.

Joonisel fig. 10.

Konverteri väljundis toitepingel 9V ja praegune tarbimine 80...90 mA tekib pinge 400...425 V. Tuleb märkida, et väljundpinge väärtus ei ole garanteeritud - see sõltub oluliselt induktiivpooli (drossel) L1 konstruktsioonist.

Riis. 10. Impulssgeneraatoriga pingemuunduri ahel mikroskeemil KR1006VI1.

Soovitud pinge saamiseks on kõige lihtsam valida vajaliku pinge saavutamiseks eksperimentaalselt induktiivpool või kasutada pingekordisti.

Bipolaarse impulsi muunduri ahel

Paljude elektroonikaseadmete toiteks on vaja bipolaarset pingeallikat, mis tagab nii positiivse kui ka negatiivse toitepinge. Joonisel fig. 11 sisaldab palju vähem komponente kui sarnased seadmed, kuna see toimib samaaegselt võimenduse ja inverteri induktiivmuundurina.

Riis. 11. Ühe induktiivse elemendiga muunduri ahel.

Konverteri ahel (joonis 11) kasutab uut põhikomponentide kombinatsiooni ja sisaldab neljafaasilist impulssgeneraatorit, induktiivpooli ja kahte transistorlülitit.

Juhtimpulsse genereerib D-triger (DD1.1). Impulsside esimeses faasis salvestab induktiivpool L1 energiat transistorlülitite VT1 ja VT2 kaudu. Teise faasi ajal avaneb lüliti VT2 ja energia kantakse positiivsesse väljundpingesiini.

Kolmanda faasi ajal suletakse mõlemad lülitid, mille tulemusena kogub induktiivpool taas energiat. Kui võti VT1 avatakse impulsside viimases faasis, kantakse see energia üle negatiivse võimsuse siinile. Kui sisendis võetakse vastu impulsse sagedusega 8 kHz, annab ahel väljundpingeid ±12 V. Ajastusskeem (joonis 11, paremal) näitab juhtimpulsside moodustumist.

Skeemis saab kasutada transistore KT315, KT361.

Pingemuundur (joonis 12) võimaldab saada väljundis stabiliseeritud pinget 30 V. Sellist pinget kasutatakse varikappide, aga ka vaakumfluorestseeruvate indikaatorite toiteks.

Riis. 12. 30 V stabiliseeritud väljundpingega pingemuunduri ahel.

KR1006VI1 tüüpi DA1 kiibile on tavapärase vooluahela järgi kokku pandud põhiostsillaator, mis toodab ristkülikukujulisi impulsse sagedusega umbes 40 kHz.

Generaatori väljundiga on ühendatud transistorlüliti VT1, mis lülitab induktiivpooli L1. Impulsside amplituud mähise vahetamisel sõltub selle valmistamise kvaliteedist.

Igal juhul ulatub sellel olev pinge kümnete voltideni. Väljundpinget alaldab diood VD1. Alaldi väljundiga on ühendatud U-kujuline RC-filter ja zeneri diood VD2. Stabilisaatori väljundi pinge määrab täielikult kasutatava zeneri dioodi tüüp. Kõrgepingelise zeneri dioodina saate kasutada madalama stabiliseerimispingega zeneri dioodide ahelat.

Induktiivse energiasalvestiga pingemuundur, mis võimaldab säilitada väljundis stabiilset reguleeritud pinget, on näidatud joonisel fig. 13.

Riis. 13. Stabiliseerimisega pingemuunduri ahel.

Ahel sisaldab impulssgeneraatorit, kaheastmelist võimsusvõimendit, induktiivset energiasalvestusseadet, alaldit, filtrit ja väljundpinge stabiliseerimisahelat. Takisti R6 seab vajaliku väljundpinge vahemikus 30 kuni 200 V.

Transistori analoogid: VS237V - KT342A, KT3102; VS307V - KT3107I, BF459 - KT940A.

Buck ja invertpinge muundurid

Kaks võimalust - alandatud ja inverteerivad pingemuundurid on näidatud joonisel fig. 14. Esimene annab väljundpinge 8,4 V koormusvoolul kuni 300 mA, teine võimaldab teil saada negatiivse polaarsusega pinge ( -19,4 V) samal koormusvoolul. Väljundtransistor VTZ tuleb paigaldada radiaatorile.

Riis. 14. Stabiliseeritud pingemuundurite ahelad.

Transistori analoogid: 2N2222 - KTZ117A 2N4903 - KT814.

Stabiliseeritud pingemuundur

Joonisel fig. 15. Väljundpinge on 10V, kui koormusvool on kuni 100mA.

Riis. 15. Pinge alandamise muunduri ahel.

Kui koormustakistus muutub 1%, muutub muunduri väljundpinge mitte rohkem kui 0,5%. Transistori analoogid: 2N1613 - KT630G, 2N2905 - KT3107E, KT814.

Bipolaarne pingeinverter

Operatsioonivõimendeid sisaldavate elektrooniliste ahelate toiteks on sageli vaja bipolaarseid toiteallikaid. Seda probleemi saab lahendada pingeinverteri abil, mille vooluahel on näidatud joonisel fig. 16.

Seade sisaldab ruudukujulist impulssgeneraatorit, mis on laaditud induktiivpoolile L1. Induktiivpooli pinge alaldatakse dioodiga VD2 ja suunatakse seadme väljundisse (filtrikondensaatorid C3 ja C4 ning koormustakistus). Zeneri diood VD1 tagab konstantse väljundpinge - see reguleerib positiivse polaarsusega impulsi kestust induktiivpoolil.

Riis. 16. Pingeinverteri ahel +15/-15 V.

Tootmise töösagedus on koormuse all umbes 200 kHz ja koormuseta kuni 500 kHz. Maksimaalne koormusvool on kuni 50 mA, seadme kasutegur on 80%. Disaini puuduseks on suhteliselt kõrge elektromagnetiliste häirete tase, mis on aga omane ka teistele sarnastele vooluringidele. L1-na kasutati DM-0,2-200 drosselklappi.

Spetsiaalsete kiipide inverterid

Kõige mugavam on koguda väga tõhusaid kaasaegsed pingemuundurid, kasutades selleks spetsiaalselt loodud mikroskeeme.

Kiip KR1156EU5(Motorola MC33063A, MC34063A) on mõeldud töötama stabiliseeritud astmelistes, astmelistes, inverteerivates muundurites, mille võimsus on mitu vatti.

Joonisel fig. Joonisel 17 on kujutatud KR1156EU5 mikroskeemil põhineva pingemuunduri skeem. Konverteris on sisend- ja väljundfiltri kondensaatorid C1, SZ, C4, salvestusdrossel L1, alaldi diood VD1, kondensaator C2, mis määrab muunduri töösageduse, filtri drossel L2 pulsatsioonide tasandamiseks. Takisti R1 toimib vooluandurina. Pingejagur R2, R3 määrab väljundpinge.

Riis. 17. Tõstepingemuunduri vooluahel KR1156EU5 mikroskeemil.

Konverteri töösagedus on 12 V sisendpinge ja nimikoormuse juures 15 kHz lähedal. Kondensaatorite SZ ja C4 pinge pulsatsiooni vahemik oli vastavalt 70 ja 15 mV.

Induktiivpool L1 induktiivsusega 170 μH on keritud kolmele liimitud rõngale K12x8x3 M4000NM PESHO 0,5 juhtmega. Mähis koosneb 59 pöördest. Iga rõngas tuleks enne kerimist jagada kaheks osaks.

Ühte vahesse sisestatakse tavaline 0,5 mm paksune tekstoliittihend ja pakend liimitakse kokku. Võite kasutada ka ferriitrõngaid, mille magnetiline läbilaskvus on üle 1000.

Täitmise näide buck converter kiibil KR1156EU5 näidatud joonisel fig. 18. Sellise muunduri sisendisse ei saa anda pinget üle 40 V. Muunduri töösagedus on UBX = 15 V juures 30 kHz. Kondensaatoritel SZ ja C4 on pinge pulsatsiooni vahemik 50 mV.

Riis. 18. Alandava pingemuunduri skeem mikroskeemil KR1156EU5.

Riis. 19. Inverteeriva pingemuunduri skeem KR1156EU5 mikroskeemil.

Drossel L1 induktiivsusega 220 μH on keritud sarnasel viisil (vt ülal) kolmele rõngale, kuid liimimisvaheks määrati 0,25 mm, mähis sisaldas 55 keerdu sama traati.

Järgmisel joonisel (joonis 19) on kujutatud tüüpilist KR1156EU5 mikroskeemil põhineva inverteeriva pingemuunduri vooluringi DA1 mikroskeemi toiteallikaks on sisend- ja väljundpingete summa, mis ei tohiks ületada 40 V.

Konverteri töösagedus - 30 kHz UBX=5 S juures; pinge pulsatsiooni ulatus kondensaatoritel SZ ja C4 on 100 ja 40 mV.

Inverteeriva muunduri induktiivpooli L1 jaoks induktiivsusega 88 μH kasutati kahte K12x8x3 M4000NM rõngast, mille vahe oli 0,25 mm. Mähis koosneb 35 pöördest PEV-2 0,7 traadist. Kõigi muundurite induktiivpool L2 on standardne - DM-2.4 induktiivsusega 3 μGh. Diood VD1 kõigis ahelates (joonis 17 - 19) peab olema Schottky diood.

Saamise eest bipolaarne pinge unipolaarsest MAXIM on välja töötanud spetsiaalsed mikroskeemid. Joonisel fig. Joonisel 20 on näidatud madalpinge (4,5...5 6) teisendamine bipolaarseks väljundpingeks 12 (või 15 6) koormusvooluga kuni 130 (või 100 mA).

Riis. 20. Pingemuunduri ahel, mis põhineb MAX743 kiibil.

Sisemise struktuuri poolest ei erine mikroskeem samalaadsete diskreetsetel elementidel tehtud muundurite tüüpilisest konstruktsioonist, kuid integreeritud disain võimaldab luua ülitõhusaid pingemuundureid minimaalse arvu väliselementidega.

Jah, mikrolülituse jaoks MAX743(joonis 20) võib muundussagedus ulatuda 200 kHz-ni (mis on palju kõrgem kui valdava enamuse diskreetsetel elementidel valmistatud muundurite muundussagedus). Toitepingel 5 V on kasutegur 80...82% väljundpinge ebastabiilsusega mitte üle 3%.

Mikrolülitus on varustatud kaitsega hädaolukordade eest: kui toitepinge langeb 10% alla normaalse, samuti korpuse ülekuumenemisel (üle 195°C).

Konversioonisagedusega (200 kHz) muunduri väljundi pulsatsiooni vähendamiseks paigaldatakse seadme väljunditesse U-kujulised LC-filtrid. Jumper J1 mikrolülituse kontaktidel 11 ja 13 on ette nähtud väljundpinge väärtuse muutmiseks.

Sest madalpinge muundamine(2,0...4,5 6) stabiliseeritud 3,3 või 5,0 V pingel on MAXIMi poolt välja töötatud spetsiaalne mikroskeem - MAX765. Kodumaised analoogid on KR1446PN1A ja KR1446PN1B. Sarnase otstarbega mikroskeem - MAX757 - võimaldab teil saada pidevalt reguleeritavat väljundpinget vahemikus 2,7...5,5 V.

Riis. 21. Madalpinge astmelise pingemuunduri vooluahel tasemele 3,3 või 5,0 V.

Joonisel fig. 21, sisaldab väikest arvu väliseid (hingedega) osi.

See seade töötab varem kirjeldatud traditsioonilise põhimõtte kohaselt. Generaatori töösagedus sõltub sisendpingest ja koormusvoolust ning varieerub laias vahemikus - kümnetest Hz-st 100 kHz-ni.

Väljundpinge suurus määratakse selle järgi, kuhu on ühendatud DA1 mikrolülituse kontakt 2: kui see on ühendatud ühise siiniga (vt joonis 21), siis mikrolülituse väljundpinge. KR1446PN1A võrdub 5,0±0,25 V, kuid kui see kontakt on ühendatud viiguga 6, siis langeb väljundpinge 3,3±0,15 V-ni. Mikroskeemi jaoks KR1446PN1B väärtused on vastavalt 5,2±0,45 V ja 3,44±0,29 V.

Maksimaalne muunduri väljundvool - 100 mA. Kiip MAX765 annab väljundvoolu 200 mA pingel 5-6 ja 300 mA pinge all 3,3 V. Konverteri efektiivsus on kuni 80%.

1. viigu (SHDN) eesmärk on muundur ajutiselt keelata, ühendades selle viigu ühisvõrguga. Väljundpinge langeb sel juhul sisendpingest veidi madalamale väärtusele.

HL1 LED on ette nähtud toitepinge (alla 2 V) hädaolukorra vähendamiseks, kuigi muundur ise on võimeline töötama madalamatel sisendpinge väärtustel (kuni 1,25 6 ja alla selle).

L1 induktiivpool on valmistatud K10x6x4,5 rõngast, mis on valmistatud M2000NM1 ferriidist. See sisaldab 28 keerdu 0,5 mm PESHO traati ja selle induktiivsus on 22 µH. Enne kerimist murtakse ferriitrõngas pooleks, pärast teemantviiliga viilimist. Seejärel liimitakse rõngas epoksüliimiga, paigaldades ühte tekkinud pilusse 0,5 mm paksune tekstoliittihend.

Sel viisil saadud induktiivpooli induktiivsus sõltub suuremal määral pilu paksusest ja vähemal määral südamiku magnetilisest läbilaskvusest ja pooli keerdude arvust. Kui nõustute elektromagnetiliste häirete taseme tõusuga, võite kasutada DM-2.4 tüüpi induktiivpooli, mille induktiivsus on 20 μGh.

Kondensaatorid C2 ja C5 on tüüpi K53 (K53-18), C1 ja C4 on keraamilised (kõrgsageduslike häirete taseme vähendamiseks), VD1 on Schottky diood (1 N5818, 1 N5819, SR106, SR160 jne).

Philipsi vahelduvvoolu toiteallikas

220 V sisendpingega muundur (Philipsi toiteplokk, joon. 22) annab 2 W koormusvõimsusega stabiliseeritud väljundpinge 12 V.

Riis. 22. Philipsi võrgu toiteploki skeem.

Trafodeta toiteallikas (joonis 23) on mõeldud kaasaskantavate ja taskuvastuvõtjate toiteks 220 V vahelduvvooluvõrgu pingega. Tuleb arvestada, et see allikas ei ole toitevõrgust elektriliselt isoleeritud. Väljundpingega 9V ja koormusvooluga 50 mA tarbib toiteallikas võrgust umbes 8 mA.

Riis. 23. Impulsspingemuunduril põhineva trafota toiteallika skeem.

Võrgupinge, mis on alaldatud dioodsillaga VD1 - VD4 (joonis 23), laeb kondensaatoreid C1 ja C2. Kondensaatori C2 laadimisaeg määratakse ahela konstandiga R1, C2. Esimesel hetkel pärast seadme sisselülitamist on türistor VS1 suletud, kuid kondensaatori C2 teatud pinge korral see avaneb ja ühendab selle kondensaatoriga ahela L1, NW.

Sel juhul laetakse suure mahutavusega kondensaatorit S3 kondensaatorist C2. Kondensaatori C2 pinge väheneb ja SZ-l suureneb.

Induktiivpooli L1 läbiv vool, mis on esimesel hetkel pärast türistori avamist võrdne nulliga, suureneb järk-järgult, kuni kondensaatorite C2 ja SZ pinged ühtlustuvad. Niipea kui see juhtub, türistor VS1 sulgub, kuid induktiivpooli L1 salvestatud energia hoiab mõnda aega avatud dioodi VD5 kaudu kondensaatori SZ laadimisvoolu. Järgmisena sulgub diood VD5 ja algab kondensaatori SZ suhteliselt aeglane tühjenemine läbi koormuse. Zeneri diood VD6 piirab koormuse pinget.

Niipea kui türistor VS1 sulgub, hakkab kondensaatori C2 pinge uuesti tõusma. Mingil hetkel avaneb türistor uuesti ja algab seadme uus töötsükkel. Türistori avanemissagedus on mitu korda kõrgem kui kondensaatori C1 pinge pulsatsioonisagedus ja sõltub vooluahela elementide R1, C2 nimiväärtustest ja türistori VS1 parameetritest.

Kondensaatorid C1 ja C2 on MBM tüüpi pingele vähemalt 250 V. Induktiivpooli L1 induktiivsus on 1...2 mH ja takistus mitte üle 0,5 oomi. See on keritud 7 mm läbimõõduga silindrilisele raamile.

Mähise laius on 10 mm, see koosneb viiest kihist PEV-2 0,25 mm traadist, mis on tihedalt keritud, keerake keerata. Raami auku on sisestatud M200NN-3 ferriidist SS2.8x12 häälestussüdamik. Induktiivpooli induktiivsust saab muuta laiades piirides ja mõnikord isegi täielikult kõrvaldada.

Energia muundamiseks mõeldud seadmete skeemid

Energia muundamiseks mõeldud seadmete skeemid on näidatud joonisel fig. 24 ja 25. Need on alandatud energiamuundurid, mida toidavad summutuskondensaatoriga alaldid. Pinge seadmete väljundis on stabiliseeritud.

Riis. 24. Trafodeta võrgutoiteallikaga alandava pingemuunduri skeem.

Riis. 25. Alandava pingemuunduri ahela võimalus trafodeta võrgutoiteallikaga.

VD4 dinistoritena saate kasutada koduseid madalpinge analooge - KN102A, B. Nagu eelmisel seadmel (joonis 23), on ka toiteallikatel (joonis 24 ja 25) galvaaniline ühendus toitevõrguga.

Impulssenergiasalvestiga pingemuundur

S. F. Sikolenko pingemuunduris "impulssenergia salvestamisega" (joonis 26) on lülitid K1 ja K2 valmistatud KT630 transistoridel, juhtimissüsteem (CS) on K564 seeria mikroskeemil.

Riis. 26. Impulsi akumulatsiooniga pingemuunduri vooluahel.

Salvestuskondensaator C1 – 47 µF. Toiteallikana kasutatakse 9 V akut Väljundpinge koormustakistusega 1 kOhm ulatub 50 V. Kasutegur on 80% ja tõuseb 95%-ni, kui kasutada võtmeelementidena K1 ja K2 CMOS struktuure nagu RFLIN20L.

Impulss-resonantsmuundur

Impulss-resonantsmuundurid, mis on projekteeritud nn. N. M. Muzychenko, millest üks on näidatud joonisel fig. 4.27, sõltuvalt VT1 lüliti voolu kujust jagunevad need kolme tüüpi, milles lülituselemendid sulguvad nullvoolul ja avanevad nullpingel. Lülitusfaasis töötavad muundurid resonantsmuunduritena ja ülejäänud, suurema osa perioodist, impulssmuundurina.

Riis. 27. Impulss-resonantsmuunduri skeem N. M. Muzychenko.

Selliste muundurite eripäraks on see, et nende toiteosa on valmistatud induktiiv-mahtuvusliku silla kujul, mille ühes diagonaalis on lüliti ja teises lüliti ja toiteallikas. Sellised skeemid (joonis 27) on väga tõhusad.

Impulss-alalisvoolu pingemuundurite lihtsad ahelad amatöörraadioseadmete toiteks

Tere päevast, kallid raadioamatöörid!
Täna veebisaidil " "vaatame mitut lihtsat skeemi, võib isegi öelda lihtsat, DC-DC impulsspinge muundurid(ühe väärtusega alalispinge muundurid teise väärtusega alalispingeks)

Millised on impulssmuundurite eelised? Esiteks on neil kõrge kasutegur ja teiseks võivad nad töötada väljundpingest madalama sisendpingega.
Impulssmuundurid on jagatud rühmadesse:
– alla, astmeline, ümberpööramine;
– stabiliseeritud, stabiliseerimata;
– galvaaniliselt isoleeritud, isoleerimata;
– kitsa ja laia sisendpingevahemikuga.
Omatehtud impulssmuundurite valmistamiseks on kõige parem kasutada spetsiaalseid integraallülitusi - neid on lihtsam kokku panna ja need pole seadistamisel kapriissed.

Esimene skeem.
Stabiliseerimata transistori muundur:
See muundur töötab sagedusel 50 kHz, galvaanilise isolatsiooni tagab trafo T1, mis on mähitud 2000NM ferriidist valmistatud K10x6x4,5 rõngale ja sisaldab: primaarmähis - 2x10 pööret, sekundaarmähis - 2x70 pööret PEV-0,2 traati. . Transistorid saab asendada KT501B-ga. Koormuse puudumisel akust peaaegu voolu ei kulu.

Teine skeem.

Trafo T1 on keritud 7 mm läbimõõduga ferriitrõngale ja sisaldab kahte mähist 25 keerdu traati PEV = 0,3.

Kolmas skeem.
:

Push-pull stabiliseerimata muundur, mis põhineb multivibraatoril (VT1 ja VT2) ja võimsusvõimendil (VT3 ja VT4). Väljundpinge valitakse impulsstrafo T1 sekundaarmähise pöörete arvu järgi.

Neljas skeem.
Konverter spetsiaalsel kiibil:
Stabiliseeriv tüüpi muundur MAXIMi spetsiaalsel mikroskeemil. Tootmissagedus 40...50 kHz, salvestuselement – induktiivpool L1.

Viies skeem.
Stabiliseerimata kaheastmeline pingekordaja:

Kahe aku pinge korrutamiseks võite kasutada ühte kahest kiibist eraldi, näiteks teist.

Kuues skeem.
Impulsi võimenduse stabilisaator MAXIM-kiibil:
Tüüpiline vooluahel MAXIM-i mikroskeemile impulsi võimenduse stabilisaatori ühendamiseks. Töötamine toimub 1,1-voldise sisendpingega. Kasutegur - 94%, koormusvool - kuni 200 mA.

Seitsmes skeem.
Kaks pinget ühest toiteallikast :
Võimaldab saada kaks erinevat stabiliseeritud pinget kasuteguriga 50...60% ja koormusvooluga kuni 150 mA igas kanalis. Kondensaatorid C2 ja C3 on energiasalvestusseadmed.

Kaheksas skeem.
Impulsi võimenduse stabilisaator kiibil 2 MAXIMilt:
Tüüpiline vooluskeem MAXIM-i spetsiaalse mikroskeemi ühendamiseks. See jääb tööle 0,91-voldise sisendpingega, sellel on väikese suurusega SMD-korpus ja see tagab kuni 150 mA koormusvoolu 90% efektiivsusega.

Üheksas skeem.
TEXAS-kiibil olev impulsi alandamise stabilisaator:

Tüüpiline vooluahel laialdaselt saadaolevale TEXAS-e mikroskeemile impulss-allastabilisaatori ühendamiseks. Takisti R3 reguleerib väljundpinget vahemikus +2,8…+5 volti. Takisti R1 määrab lühisevoolu, mis arvutatakse järgmise valemiga:
Ikz (A) = 0,5 / R1 (oomi)

Kümnes skeem.
Integreeritud pingeinverter MAXIM-i kiibil:
Integreeritud pingeinverter, kasutegur – 98%.

Üheteistkümnes skeem.
Kaks isoleeritud muundurit YCL Elektronicsi mikroskeemidel:
Kaks isoleeritud pingemuundurit DA1 ja DA2, mis on ühendatud ühise maandusega isoleerimata ahelasse.

Võimsa ja üsna hea astmelise pingemuunduri saab ehitada lihtsa multivibraatori baasil.
Minu puhul on see inverter ehitatud lihtsalt töö ülevaatamiseks, selle inverteri tööst tehti ka lühike video.

Ahela kui terviku kohta - lihtne push-pull inverter, lihtsamat on raske ette kujutada. Peaostsillaator ja samal ajal toiteosa on võimsad väljatransistorid (soovitav on kasutada lüliteid nagu IRFP260, IRFP460 jms), mis on ühendatud multivibraatori ahelaga. Trafona saab kasutada arvuti toiteallikast (suurim trafo) valmis transi.

Meie eesmärkidel peame kasutama 12 V mähiseid ja keskmist punkti (punutis, kraan). Trafo väljundis võib pinge ulatuda kuni 260 volti. Kuna väljundpinge on muutuv, tuleb see dioodsillaga alaldada. Sild on soovitav kokku panna 4 eraldi dioodist, valmis dioodsillad on mõeldud võrgusagedustele 50 Hz ja meie vooluringis on väljundsagedus umbes 50 kHz.

Kasutage kindlasti impulss-, kiir- või ülikiireid dioode, mille pöördpinge on vähemalt 400 V ja lubatud vool 1 Amper või suurem. Võite kasutada dioode MUR460, UF5408, HER307, HER207, UF4007 ja teisi.
Soovitan kasutada samu dioode ka peavooluahelas.

Inverteri ahel töötab paralleelse resonantsi alusel, seetõttu sõltub töösagedus meie võnkeahelast - seda esindab trafo primaarmähis ja selle mähisega paralleelne kondensaator.
Võimsuse ja jõudluse kohta üldiselt. Õigesti kokkupandud ahel ei vaja täiendavat reguleerimist ja töötab kohe. Töö ajal ei tohiks klahvid üldse kuumeneda, kui trafo väljund pole koormatud. Inverteri tühikäiguvool võib ulatuda kuni 300mA - see on norm, suurem on juba probleem.

Heade lülitite ja trafoga saate sellest vooluringist ilma probleemideta eemaldada voolu umbes 300 vatti, mõnel juhul isegi 500 vatti. Sisendpinge nimiväärtus on üsna kõrge, vooluahel töötab allikast 6 V kuni 32 V, ma ei julgenud rohkem pakkuda.

Drosselid - keritud 1,2 mm juhtmega kollakasvalgetele rõngastele grupi stabiliseerimisdrossel arvuti toiteallikas. Iga induktiivpooli keerdude arv on 7, mõlemad induktiivpoolid on täpselt samad.

Primaarmähisega paralleelsed kondensaatorid võivad töötamise ajal veidi soojeneda, seetõttu soovitan teil kasutada kõrgepingekondensaatoreid, mille tööpinge on 400 V või kõrgem.

Ahel on lihtne ja täielikult töökorras, kuid hoolimata disaini lihtsusest ja ligipääsetavusest pole see ideaalne valik. Põhjuseks pole parim väljavõtmete haldamine. Ahelal puudub spetsiaalne generaator ja juhtimisahel, mistõttu pole see täiesti usaldusväärne, kui vooluahel on ette nähtud pikaajaliseks koormuse all töötamiseks. Ahel võib toita LDS-i ja seadmeid, millel on sisseehitatud SMPS.

Oluline lüli - trafo - peab olema hästi keritud ja õigesti faasitud, kuna see mängib suurt rolli inverteri töökindlas töös.

Primaarmähis on 2x5 pööret koos 5 0,8 mm juhtmega siiniga. Sekundaarmähis on keritud 0,8 mm juhtmega ja sisaldab 50 pööret - see on trafo isemähise korral.

Täna vaatleme mitmeid lihtsate, võib isegi öelda lihtsate impulss-alalis-alalispingemuundurite ahelaid (ühe väärtusega alalispinge muundurid teise väärtusega alalispingeks).

Millised on impulssmuundurite eelised? Esiteks on neil kõrge kasutegur ja teiseks võivad nad töötada väljundpingest madalama sisendpingega. Impulssmuundurid on jagatud rühmadesse:

- ümberpööramine, tõstmine, ümberpööramine;
- stabiliseeritud, stabiliseerimata;
- galvaaniliselt isoleeritud, isoleerimata;
- kitsa ja laia sisendpingevahemikuga.

Omatehtud impulssmuundurite valmistamiseks on kõige parem kasutada spetsiaalseid integraallülitusi - neid on lihtsam kokku panna ja need pole seadistamisel kapriissed. Niisiis, siin on 14 skeemi igale maitsele:

See muundur töötab sagedusel 50 kHz, galvaanilise isolatsiooni tagab trafo T1, mis on mähitud 2000NM ferriidist valmistatud K10x6x4,5 rõngale ja sisaldab: primaarmähis - 2x10 pööret, sekundaarmähis - 2x70 pööret PEV-0,2 traati. . Transistorid saab asendada KT501B-ga. Koormuse puudumisel akust peaaegu voolu ei kulu.

Trafo T1 on keritud 7 mm läbimõõduga ferriitrõngale ja sisaldab kahte mähist 25 keerdu traati PEV = 0,3.

Push-pull stabiliseerimata muundur, mis põhineb multivibraatoril (VT1 ja VT2) ja võimsusvõimendil (VT3 ja VT4). Väljundpinge valitakse impulsstrafo T1 sekundaarmähise pöörete arvu järgi.

Stabiliseeriv tüüpi muundur, mis põhineb MAXIM-i MAX631 mikroskeemil. Tootmissagedus 40…50 kHz, salvestuselement - induktiivpool L1.

Kahe aku pinge korrutamiseks võite kasutada ühte kahest kiibist eraldi, näiteks teist.

Tüüpiline vooluahel MAXIM-i MAX1674 mikroskeemile impulsi võimenduse stabilisaatori ühendamiseks. Töötamine toimub 1,1-voldise sisendpingega. Kasutegur - 94%, koormusvool - kuni 200 mA.

Võimaldab saada kaks erinevat stabiliseeritud pinget kasuteguriga 50...60% ja koormusvooluga kuni 150 mA igas kanalis. Kondensaatorid C2 ja C3 on energiasalvestusseadmed.

8. MAXIMi MAX1724EZK33 kiibil oleva võimenduse stabilisaatori vahetamine

Tüüpiline vooluskeem MAXIM-i spetsiaalse mikroskeemi ühendamiseks. See jääb tööle 0,91-voldise sisendpingega, sellel on väikese suurusega SMD-korpus ja see tagab kuni 150 mA koormusvoolu 90% efektiivsusega.

Tüüpiline vooluahel laialdaselt saadaolevale TEXAS-e mikroskeemile impulss-allastabilisaatori ühendamiseks. Takisti R3 reguleerib väljundpinget vahemikus +2,8…+5 volti. Takisti R1 määrab lühisevoolu, mis arvutatakse järgmise valemiga: Is(A)= 0,5/R1(Ohm)