27 | 10 | 2020
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 4024
Просмотры материалов : 11683012

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 57 гостей
  • 2 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Последние новости
Інвертор полярності напруги PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
12.12.2011 18:43

Дросель L1 підвищує стійкість роботи інвертора, покращує форму вихідної напруги. Ємність комутуючого конденсатора С1 слід вибирати залежно від струму через тріністори. При ток.е не більше 0,5 А достатня ємність 2 мкФ, при струмі до 2А необхідно застосовувати конденсатор ємністю близько 20 МКФ. Конденсатор повинен допускати роботу при зміні полярності напруги з амплітудою, в два рази перевищує напруга живлення. Працездатність пристрою зберігається при зміні напруги живлення в межах від 12 до 24В, потрібно лише підібрати положення движків підлаштування резисторів для збереження робочої частоти. Частоту генерації можна змінювати від десятків герц до 1 кГц. Якщо не потрібно стабілізації частоти, резистори R3 і R8 і стабілітрони можна виключити з пристрою. Пристрій випробувано з трансформатором Т1, зібраним на магнітопроводі Ш20ХЗ0. Обмотка 1 містить 2х160 витків дроту ПЕВ-2 0,35, обмотка 2, розрахована для живлення навантаження напругою близько 60 В, - 780 витків дроту ПЕВ-2 0,25. Дросель містить 350 витків дроту ПЕВ-2 0,35, намотаного на такому ж магнітопроводі. При цьому робоча частота генерації була дорівнює 50 Гц. Вихідна потужність близько 10 Вт. Потужність перетворювача можна збільшити, замінивши тріністори серії КУ201 на КУ202. При активному навантаженні необхідність в трансформаторі Т1 і дроселі L1 відпадає. Більш докладний опис перетворювача наводиться в [50].

Перетворювач полярності напруги

Відомо, що реалізувати повною мірою можливості операційних підсилювачів можна тільки при живленні їх від двополярної джерела. Однак найчастіше в домашній лабораторії радіоаматора є тільки однополярний джерело. Для живлення пристроїв з відносно невеликим числом ОУ (споживають струм до 100мА) можна застосувати перетворювач, який дозволяє сформувати двуполярное напругу. Перетворювач складається з генератора прямокутних імпульсів, виконаного на елементах DD1.1, DD1.2, формувача на включених паралельно (для збільшення навантажувальної здатності генератора) інверторах DD1.3-DD1.6 і чотирьох ключів: двох на транзисторах VT1, VT2 та VT3, VT4 і двох на діодах VD2, VD3 і VD4, VD5. Транзисторні ключі по змінному струму включені послідовно, сигнали на їх вході противофазно. Частота прямокутних імпульсів, що надходять з генератора, - близько 10кГц. Проте напруга на конденсаторі С2 (а також і на конденсаторі СЗ) трохи нижче напруги джерела живлення і залежить від струму навантаження (чим він більший, тим більше втрати на відкритих транзисторі і діод). Тому для вирівнювання напруги плечей введений резистор R8. Конденсатори С4 і С6 служать для усунення паразитного збудження генератора на високій частоті. Ланцюг VD1.R3 дозволяє наблизити шпаруватість вихідних імпульсів генератора до значення, рівного двом. Без навантаження перетворювач споживає струм близько 20мА. Розмах напруги пульсацій на виході перетворювача при струмі навантаження 100 мА - не більше 5 МВ. Вихідний опір перетворювача приблизно дорівнює 10 0м. Якщо перетворювач працюватиме при струмі навантаження до 50 мА, його можна істотно спростити, відмовившись від ключів VT3.VT4 і VD4, VD5 - пристрій у цьому випадку стає однотактним. Однак навантажувальна здатність такого перетворювача набагато гірше, а розмах пульсацій (при струмі навантаження 50мА) досягає 25 мВ.

Транзистори для перетворювача можуть мати будь-який буквений індекс, але бажано вибрати їх з можливо великим статичним коефіцієнтом передачі струму бази. Замість КТ502Б можна застосувати транзистори КТ313Б, а замість КТ50ЕБ - КТ603Б або КТ608Б. Слід зауважити, що така заміна може спричинити зменшення напруги на виході нижнього плеча перетворювача приблизно на 0.3 ... 0.7 В. Замість Д311А підійдуть діоди КД510А, КД522Б. Перетворювач описується в [51].

Інвертор полярності напруги

У процесі удосконалення якого - або готового пристрою часто буває необхідно ввести в нього один - два операційних підсилювача, що змушує відразу ж вирішувати питання про їх харчування - адже більшість поширених ОУ потребують двополярної джерела живлення. У подібних випадках виходом, з положення може послужити так званий інвертор полярності - пристрій, вихідна постійна напруга якого дорівнює вхідному, але зі зворотним полярністю.

Таким чином, наявний звичайний джерело живлення разом з інвертором полярності замінюють Двуполярность. Схема одного з варіантів інвертора полярності зображена на малюнку. Особливістю пристрою є використання у ньому мікросхеми К174УН7 (DA1)-підсилювача потужності ЗЧ. Через сильну позитивного зворотного зв'язку по змінній напрузі через конденсатор С2 мікросхема працює в режимі генерації прямокутних імпульсів з частотою приблизно 20кГц. Амплітуда імпульсів на виході мікросхеми - близько 10В. Ці імпульси подані на вхід помножувача напруги, зібраного на діодах VD1 - VD4 і конденсаторах С4-С7. Вихідна напруга помножувача стабілізує параметричний стабілізатор R2VD5 з підсилювачем струму на транзисторі VT1. Інвертор забезпечує вихідний струм до 100 мА, при цьому споживаний струм дорівнює приблизно 200 мА. У такому режимі мікросхема може працювати без тепла. При зниженні вхідної напруги інвертора до 10 В максимальний вихідний струм зменшується до 40 мА. Крім зазначених, в инвертор можна застосувати транзистори КТ814Б - КТ814Г, КТ816А - КТ816Г; випрямні діоди КД510А, КД212А; стабілітрони КС512А, КС213Б, КС213Е. Конденсатори - К50-6 або К50-16, К53-1 (С1, С4-С8), решта - КЛС, КМ; резистори - ВС, МЛТ. При налагодженні частоту генерації встановлюють у межах 20 ... 25 кГц підбіркою конденсатора С2, а необхідне вихідна напруга - стабілітрон VD5.

Перетворювач напруги

На малюнку представлена ​​принципова схема простого перетворювача напруги. З його допомогою можна отримати вихідну напругу в межах 150 - 450 В при потужності близько 1 Вт. ККД перетворювача становить приблизно 75%. Працює пристрій наступним чином. Коли транзистор під дією тактових імпульсів, що подаються на його базу, відкритий, в котушці індуктивності накопичується енергія у вигляді магнітного поля. При закриванні транзистора на колекторі виникає імпульс напруги, пропорційний швидкості спаду струму в котушці, який передається на конденсатор С2. При частоті тактових імпульсів 1 кГц напруга на виході складає 250 В (вхідна напруга 28 В). Індуктивність котушки - 600 мкГ. У перетворювачі напруги можна використовувати транзистор 2Т704Б. Конденсатор С2 повинен мати дуже невеликий струм витоку. Діод Д1 повинен витримувати зворотне напруга не менше 600 В.

Високовольтний перетворювач

Високовольтні перетворювачі напруги знаходять широке застосування в сучасній апаратурі, але найбільш трудомістким елементом подібних перетворювачів є високовольтний трансформатор, вихідна обмотка якого повинна містити кілька тисяч витків. Через високі потенціалів між витками і шарами цієї обмотки вимоги до ізоляції і якості виготовлення котушок таких трансформаторів досить жорсткі. В описуваному нижче регульованому високовольтному перетворювачі з вихідним напругою 8 ... 16 кВ використаний з невеликими переробками стандартний високовольтний трансформатор, який застосовується в блоці рядкової розгортки телевізорів. Пристрій складається з задаючого генератора з самозбудженням, підсилювача потужності і випрямляча. Запросах генератор (транзистор V8) являє собою блокінг-генератор (тривалість імпульсу - близько 200 мкс, частота повторення - 1 кГц). Генератор живиться від параметричного стабілізатора R3R4V6. З вихідний обмотки трансформатора Т2 сигнал надходить на підсилювач потужності, зібраний на транзисторі V1. У ланцюг колектора транзистора включена обмотка II високовольтного трансформатора Т1. Високовольтна обмотка I трансформатора живить випрямляч - подвоювач напруги. Резистори R1 і R2 обмежують імпульс струму навантаження при включенні перетворювача, якщо вона має ємнісний характер. Вихідна напруга регулюють зміною напруги живлення. Трансформатор Т1 - ТВЗ-110ЛА. З нього зрізують (не розбираючи магнітопровода) анодний обмотку, і на її місце намотують нову, що складається з 18 витків дроту ПЕВ-2 0,44 з відведенням від 14-го витка. Високовольтну обмотку залишають незмінною. Трансформатор Т2 намотаний на кільці типорозміру К20х12х6 з фериту М2000НМ1. Колекторних обмотку III і обмотку зворотного зв'язку II намотують першими. Вони містять по 25, а вихідна обмотка I - 15 витків дроту ПЕВ-2 0,44. Застосування як V1 досить потужного транзистора дало можливість встановити його безпосередньо на платі без радіатора. Для усунення можливості появи коронуючих розрядів деталі високовольтного випрямляча повинні бути припаяні до плати дуже акуратно, без задирок і гострих кутів, і залиті з обох сторін плати епоксидною смолою чи парафіном шаром 2 ... 3 мм. Резистори R1 до R2 краще всього використовувати типу КеВ. Якщо ємність навантаження не перевищує кількох сотень пікофарад, ці резистори можуть бути виключені. Конденсатор С1 - ПОВ (або К15-4, КВІ). Зазор між платою і металевими стінками футляра перетворювача повинен бути не менше 20 мм. Налагодження перетворювача зводиться до підбору резистора R6 в межах 0 ... 20 0м за найкращою стійкості, роботи генератора, що задає і підбору конденсатора С2 при максимальній напрузі на виході пристрою по мінімуму струму. Детальний опис перетворювача наводиться в [52].

Перетворювач напруги для електробритви

Популярна електробритва «Ера» працює тільки на змінному струмі, тому нею можна користуватися в автомобілі. Пристрій, що описаний нижче, призначене для живлення цієї електробритви від автомобільної бортової мережі постійною напругою 12В. Воно споживає під навантаженням струм близько 2,5 А.

Перетворювач містить задаючий генератор на частоту 100 Гц на тригері DD1.1, дільник частоти на 2 на тригері DD1.2, попередній підсилювач на транзисторах VT1, VT2 і підсилювач потужності на транзисторах VT3, VT4, навантажений трансформатором Т1. Запросах генератор має досить високою стабільністю частоти (не гірше 5% при змін напруги живлення від 6 до 15В). Дільник частоти одночасно грає роль сімметрірующее ступені, дозволяючи поліпшити форму вихідної напруги перетворювача. Мікросхема DD1 і транзистори попереднього підсилювача харчуються через фільтр R9C3C4. Вторинна обмотка трансформатора Т1 з конденсатором С5 і навантаженням утворюють коливальний контур з резонансною частотою близько 50 Гц. Мікросхема К561ТМ2 може бути замінена на 564TM2. Замість транзисторів КТ973Б (VT1 і VT2) можна використовувати складовою емітерний повторювач на транзисторах серій KT361 і КТ502. Транзистори KT805AM можна замінити будь-якими потужними аналогічної структури. Конденсатори С1 і С2-КМБП. С3 - КМ5, С4 - К50-6, С5 - МБГО на напругу 400 В. Транзистори VT2, VT3 слід розмістити на тепловідведення, при використанні металевих транзисторів радіатор не обов'язковий. Трансформатор Т1 можна перемотати з будь-якого мережевого трансформатора потужністю 30 ... 50 Вт. Всі вторинні обмотки з трансформатора видаляють (мережева буде служити обмоткою II), а замість них намотують проводом ПЕЛ або ПЕВ-2 1,28 мм дві полуобмоткі, кожна з числом витків, відповідним коефіцієнтом трансформації близько 20 по відношенню з залишеної обмотці на 220 В. Опис монтажу, настройки та малюнки друкованої плати пристрою наводяться в [53].

Перетворювач напруги 12В - 220 В

На малюнку приведена схема перетворювача напруги 12В постійного струму в 220 В змінного. Пропонований варіант перетворювача можна використовувати для живлення магнітоли, телевізійного приймача та інших радіоелектронних пристроїв з потужністю до 100 Вт.

Перетворювач складається з генератора, що задає, виконаного за схемою симетричного мультивібратора на транзисторах VT1, VT2, і підсилювача потужності на транзисторах VT3 - VT8. Він працює таким чином. При подачі живлення вимикачем SB1 мультивибратор починає генерувати симетричні імпульси (меандр). З колекторів транзисторів мультивібратора імпульси через ланцюжки R2C3 і R6C4 надходять на транзистори двотактного підсилювача потужності. Коли на колекторі транзистора VT1 високий рівень напруги, на колекторі транзистора VT2 - низький. Протягом напівперіоду транзистори VT4, VT6 і VT8 відкритими через них і обмотку трансформатора Т1 протікає струм від джерела живлення 12 В. Транзистори верхнього плеча підсилювача потужності закриті. Протягом другого напівперіоду відкриті транзистори VT3, VT5 і VT7 - і струм протікає через відповідну обмотку. Таким чином, на первинній обмотці трансформатора Т1 формується змінну напругу прямокутної форми з амплітудою, приблизно рівної напрузі джерела. Змінний магнітний потік в магнітопроводі трансформатора індукує у вторинній обмотці напруга, амплітуда якого залежить від співвідношення витків вторинної та первинної обмоток. Діоди VD1 і VD2 служать для усунення імпульсів негативної полярності, що виникають при роботі генератора, що задає в моменти перехідних процесів. Діоди VD3 і VD4 захищають транзистори вихідний щаблі підсилювача потужності від напруги зворотної полярності, що виникають за рахунок самоіндукції. Трансформатор Т1 виконаний на магнітопроводі Ш36х36. Кожна з половин первинної обмотки має по 21 витка, намотаних проводом ПЕЛ 2,1, вторинна обмотка має 600 витків дроту ПЕЛ 0,59. Вторинна обмотка при виконанні трансформатора укладається першою, а поверх неї-первинна обмотка, яку для кращої симетрії слід виконувати одночасно в два дроти. При виконанні перетворювача транзистори VT5 і VT7, VT6 і VT8 слід попарно розташувати на тепловідведення. Тепловідводи повинні бути ізольовані один від одного і від шини загального ланцюга живлення. Для вимірювання струму споживання від джерела постійного струму (він не повинен перевищувати 10А) в розрив дроту, що йде від середньої точки первинної обмотки трансформатора Т1 до плавкою вставці FU1, бажано включити амперметр зі струмом повного відхилення 10А (на схемі не показаний). Це полегшить візуальний контроль при роботі з потужними споживачами.

Налаштування перетворювача складається в установці частоти задаючого генератора змінним резистором R9. Для налаштування слід підключити осцилограф або частотомір до колектора одного з транзисторів мультивібратора і включити живлення перетворювача. Регулюванням змінного резистора домогтися частоти генерованих коливань 50 Гц. Змонтоване і відрегульоване пристрій слід розмістити в корпусі, на передній панелі якого мають клеми для підключення зовнішнього джерела струму (акумулятора) і навантаження, власники плавких вставок, вимикач напруги генератора, що задає, світлодіоди індикаторів робочого стану - червоний (HL2), що сигналізує підключення зовнішнього джерела струму , і зелений (HL1) - включення генератора, що задає. При виготовленні перетворювача припустимі наступні заміни елементів: 2Т6551 - КТ601А, 277531 - KT801A. 2N3055-КТ819ГМ, 205607-Д226А. діод КД208А застосований російського виробництва. В якості індикаторів можна застосувати світлодіоди АЛ307В (зелений) і АЛ307Б (червоний).

Перетворювач напруги для автомобіля

Для автотуриста, особливо на тривалому привалі, єдиним джерелом електроенергії служить акумуляторна батарея автомобіля. Тому, природно, і всі похідні освітлювальні і нагрівальні прилади живляться від неї. А якщо в дорогу взяті прилади, розраховані на напругу 36, 127, 220 В? Нічого страшного. Виручить перетворювач напруги, схема якого показана на малюнку. Описується пристрій дозволяє живити електропаяльник на напругу 36 В, електробритву та інші прилади. Максимальна потужність навантаження перетворювача -40 Вт, при цьому струм, споживаний від акумуляторної батареї, становить приблизно 4А. Вилкою X Р 1 перетворювач підключають до прикурювача або розетки, з'єднаної з акумуляторною батареєю автомобіля. З метою зменшення габаритів конструкції перетворювача частота генератора, що задає, зібраного на елементах DD1.1 і DD1.2, обрана близько 25 кГц. Елементи DD1.3 і DD1.4 утворюють буферний каскад, навантаженням якого служить обмотка I узгоджувального трансформатора Т1. Імпульси напруги на обмотках II і III трансформатора управляють потужними ключовими транзисторами VT1, VT2. При цьому струм в первинній обмотці трансформатора Т2 перетворювача досягає в імпульсі 8 А, що забезпечує необхідну потужність на його вторинних обмотках. Напруга живлення на елементи задаючого генератора і буферного каскаду надходить через розв'язують фільтр L1C4C6. Щоб генератор виробляв сигнал симетричної форми - меандр, необхідний для управління транзисторними ключами, в нього введена ланцюжок R1VD1, що вирівнює тривалість зарядки і розрядки конденсатора С 1. Обмотка III трансформатора Т2 розрахована на підключення до неї (через роз'єми XSI, XS2) приладів на напругу 36 ... 40 В. відведенням обмотки можна змінювати потужність, споживану навантаженням, наприклад, підбирати температуру нагрівання жала електропаяльника. Обмотка II цього трансформатора призначена для живлення приладів, розрахованих на змінні напруги 127 і 220 В. Частина напруги, що знімається з верхньою за схемою секції обмотки, випрямляється діодами VD4-VD7, включеними за схемою моста, а пульсації випрямленої напруги згладжує конденсатор. В результаті на роз'ємі XS5 (при замкнутих контактах кнопки SB1) діє постійна напруга 115 В - для живлення електробритви з колекторним електродвигуном. Втім, ця напруга може мати інше значення - залежно від конкретної моделі електробритви. Ланцюги перетворювача, по яких тече великий струм, слід, виконувати проводом діаметром не менше 2 мм можливо мінімальної довжини. Ця вимога відноситься і до проводів, що з'єднує перетворювач з акумуляторною батареєю. Мікросхема DD1 перетворювача може бути К561ЛЕ5, діод VD1 - будь-який високочастотний малогабаритний, транзистори VT1 ​​і VT2-КТ827 з буквеними індексами Б, В. Індуктивність дроселя / 1может бути 10 ... 200 мкГн. Трансформатор Т1 виконаний на кільці типорозміру K20X12X6 з фериту 2000НМ. Обмотка 1 містить 120 витків, а обмотки II і III - по 45 витків дроту ПЕВ-2 0,2. Магнітопроводом трансформатора Т2 служать два склеєних разом кільця типорозміру K32X20X9 з фериту 2000НМ. Його обмотка 1 містить 1,5 витка дроту ПЕВ-2 2,0, обмотка II - 88 витків дроту ПЕВ-2 0,4 (відводи від 36 до 50-го витків, рахуючи від початку), обмотка III -16 витків дроту ПЕВ -2 1,0 (відвід від 14-го витка). Перед намотуванням дроту гострі грані кілець треба згладити надфілем, після чого обмотати магнітопровода Лакотканини або ізоляційною стрічкою. Налагодження перетворювача напруги полягає в наступному. Спочатку підбором резистора R1 домагаються на виході буферного каскаду імпульсного сигналу, близького за формою до меандру. 3атем, у разі необхідності, підбором конденсатора С1 встановлюють частоту задаючого генератора, що дорівнює 25 ... 27кГц. Струм, споживаний перетворювачем без навантаження, повинен становити приблизно 500 мА. Аналогічний перетворювач можна пристосувати для мотоцикла, Для навантажень, розрахованих на інші напруги, потрібно лише перерахувати дані трансформатора Т2. Опис і малюнок друкованої плати пристрою наводяться в [53].

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Обновлено 13.12.2011 19:14
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья