Вічна пам'ять героям

cup Розділи

Імпульсний перетворювач з 12 Вольт ( ботової напруги авто ) до 5 Вольт ( напруги живлення багатьох приборів )

Імпульсний перетворювач з 12 Вольт ( ботової напруги авто ) до 5 Вольт ( напруги живлення багатьох приборів )


Для живлення різних низьковольтних гаджетів найвигідніше використовувати імпульсні перетворювачі. Від лінійних вони відрізняються набагато більшим ККД і меншим нагріванням елементів, але на відміну від останніх вони створюють набагато більше перешкод. Тому використовувати їх можна тільки для живлення нечутливих до перешкод пристроїв - лампочок, нагрівачів, цифрових схем. Для прикладу на малюнку показана схема нескладного імпульсного перетворювача "автомобільних" 12 В в 5 В (автор використовує його для живлення зовнішнього DVD-RW, якому необхідна напруга 12 і 5 В, хоча він підійде і для живлення багатьох інших навантажень). Цей привід і сам по собі досить сильно гріється, тому охолоджувати ще й Кренки (лінійний стабілізатор 5 В для живлення цифрової частини приводу) просто нічим. А "імпульсники" знамениті своєю економічністю.

Схема

На елементах DD1.1 - DD1.4 зібраний тактовий генератор. Він працює на "злегка" ультразвуковій частоті - приблизно 30 кГц: на звукових частотах дросель буде свистіти, а на високих частотах (вище 50 ... 100 кГц) паразитна ємність затвора потужного транзистора буде "знижувати ККД ". Так як цей же генератор використовується і в помножувачі напруги, для збільшення потужності його виходу, три елементи мікросхеми DD1 (DD1.2 - DD1.4) з'єднані паралельно.
Помножувач зібраний на елементах C3, VD1, VD2 і фільтруючому конденсаторі С4 за типовою схемою. Для обмеження напруги (вона може піднятися до 22 В, а для мікросхеми 555 напругу вище 18 В небезпечна) доданий резистор R5. Завдяки йому напругу на конденсаторі С4 становить близько 17 ... 18 В, цього достатньо для нормальної роботи польового транзистора і недостатньо для пробою мікросхеми. Конденсатор С3 може бути або багатошаровим керамічним (у вигляді паралелепіпеда, для поверхневого монтажу), або плівковим, але не дисковим керамічним! Інакше, через значний внутрішній опір конденсатора, напруга на С4 не підвищиться вище 15 ... 16 В навіть без резистора R5. Конденсатор С4 може бути розрахований на 16 В.
Власне широтно-імпульсний модулятор зібраний на таймері 555 (DD2). Через конденсатор С2 і транзистор VT1 на вхід S таймера надходять дуже короткі синхроімпульси з виходу генератора - чим вони коротші, тим краще (інакше вихід таймера порушуватиметься). Ємності 10 пф цілком достатньо, її можна зменшити до 5 пф.
Регулювання тривалості вихідних імпульсів здійснюється через вхід REF (вив. 5 мікросхеми). Тривалість вихідного імпульсу дорівнює часу, за який конденсатор С5 заряджається від нуля до напруги на цьому вході, тобто при зменшенні напруги REF тривалість імпульсів (і напруга на виході) зменшуються.
Перетворювач напруги побудований за класичною схемою на польовому транзисторі VT2 і дроселі L1. Як зворотньоходовий діод використовується транзистор VT3. У потужних понижаючих "імпульсніках" в цьому місці краще всього ставити саме транзистори - тому що струм зворотного ходу практично дорівнює прямому струму, і якщо падіння напруги на ключовому транзисторі (VT2 ) легко зменшити до мінімуму, то з діодами все набагато складніше . У підсумку виходить парадокс: ключовий транзистор - холодний, дросель - майже не гріється, зате якийсь зовсім "лівий" діод - як праска! А чим менше нагрівання - тим вище ККД схеми і з відведенням тепла менше проблем.
Транзистор VT3 працює в протифазі з ключовим транзистором VT2, завдяки інверторам DD1.5, DD1.6. Так як зворотньоходові "діод" повинен бути відкритий не весь час "простою" ключового транзистора, а тільки трішки (інакше він буде замикати через дросель вихід схеми) час відразу після закриття ключового транзистора (саме в цей час імпульс струму зворотного ходу має найбільшу амплітуду) , у схему доданий конденсатор С6 і - для точної настройки - подстроювальний резистор R8. Весь інший час транзистор VT3 працює як діод - завдяки вбудованому потужному захисному діоду між виводами стоку і витоку. Тобто від заміни діода транзистором гірше точно не буде.
Стабілізатор напруги зібраний на стабілітроні VD3 і транзисторі VT4. Точність і величина вихідної напруги залежать тільки від якості і напруги стабілізації стабілітрона. Його можна замінити мікросхемою TL431.
При повтореніі схеми особливу увагу потрібно приділити проводам живлення - всі елементи і всі проводи повинні бути підключені саме так, як показано на малюнку! Не економте на сірниках - інакше замучитеся з налаштуванням!
Дросель L1 автор намотав на каркасі трансформатора від старої радіоточки. Провід діаметром 1 мм (для струму навантаження до 2 А) - і до заповнення каркасу (близько сотні витків). Так як дросель працює на постійному струмі, то між пластинами обов'язковий дізлектріческій зазор - тобто засовуємо всі Ш-образні пластини в одному напрямку, і між ними і "паличками" прокладаємо один-два шари газетного паперу (або трансформаторного, якщо у вас є) , після чого все це дуже добре стискаємо. Можна намотати дросель і на феритовому кільці, але знову-таки, його краще розрізати і знову склеїти, або взяти спеціальний розрізний сердечник.

Настройка. Повністю збираємо схему, не впаюємо тільки VT2 і VT3. Підключаємо живлення - напруга на виводах живлення DD2 повинно бути на 4 ... 6 В більше живить; якщо не так - переконуємося в наявності генерації (напруга на виході генератора повинна дорівнювати половині живлення), зменшуємо опір резистора R5, якщо це не допомагає - ставимо більш якісний конденсатор С3. Після цього впаюємо обидва транзистора і зменшуємо опір R8 до нуля. До виходу підключаємо потужне навантаження (рекомендується - автомобільну лампочку 12 В, 20 Вт) і подаємо живлення +12 В через амперметр. Якщо все працює нормально, напруга на лампочці буде приблизно дорівнює напрузі стабілізації стабілітрона, а споживаний схемою струм буде раза в два менше струму через лампочку (у автора - 0,5 А). Тепер відключаємо лампочку-навантаження. Напруга на виході має збільшитися не більше ніж на 0,2 ... 0,3 В, а напруга на вході REF DD2 повинно бути більше 0,8 В. Якщо вона близько до нуля, зменшіть ємність конденсатора С5. Увімкніть-відключіть навантаження: дросель при цьому повинен коротко "стукати", ніяких свистів (самозбудження) бути не повинно. Якщо виникає збудження - швидше за все, неправильно намальовані доріжки.
Після цього можна починати налаштування "розумного діода" (VT3). Повільно обертайте ротор подстроювального резистора R8 - споживаний схемою струм почне зменшуватися - приблизно на 5 ... 10%. Цей струм раніше витрачався виключно на нагрів корпусу транзистора VT3. Але в якийсь час виникає самозбудження вихідного каскаду - споживаний схемою струм різко зростає в два ... три рази. Ротор R8 потрібно встановити в таке положення, при якому споживаний струм зменшиться, але до порушення ще далеко. Знову відключіть-включіть навантаження, відключіть-увімкніть живлення: збудження виходу і свисту в дроселі (навіть дуже короткого!) Бути не повинно. Якщо це не так - треба трохи зменшити опір R8 і повторити "провокацію".
Завдяки такій схемі включення транзистора VT3, він хоч і гріється, але помітно слабкіше, ніж гарний діод (КД213). При струмі навантаження до 1 ... 1,5 А радіатори для транзисторів не потрібні, при струмі до 3 А до корпусу VT3 потрібно прикрутити невеликий тепловідвід (Кренка з такою силою гріється вже при 0,3 А). Замість IRFZ46 у автора стоять аналоги КП723А, транзистори КТ315 можна замінити будь-якими кремнієвими структури npn. Електроліти С7 і С8 бажано набрати з декількох з'єднаних паралельно меншої ємності, паралельно їм можна включити парочку плівкових або багатошарових керамічних конденсаторів ємністю 0,1 мкф і більше. Доріжки, намальовані на малюнку більш товстою лінією, повинні бути товстішими.

Сподобалась новина? Поділись нею з другом!

Це просте посилання, його можна відправити другу по ICQ або E-Mail:


Це посилання для вставки на форумах:


Це HTML-посилання для розміщення на своєму сайті:



Категорія: Схеми, Живлення, Побут, Інші схеми. Додав: TimON (19-11-2010, 22:15).
  • 0
 (голосів: 0)
#1: Alex (30 липня 2013 08:26)
Журналісти
Публікацій: 12
Коментарів: 12
ICQ: --
А можна просто поставити 7805)
   
#2: TimON (6 серпня 2013 00:09)
Користувачі
Публікацій: 333
Коментарів: 85
ICQ: --
Alex,
"А радіатори для транзисторів не потрібні, при струмі до 3 А до корпусу VT3 потрібно прикрутити невеликий тепловідвід (Кренка з такою силою гріється вже при 0,3 А)."
В цьому і перевага імпульсної техніки
   
Інформація
alt=
cup Вхід на сайт    cup Реєстрація cup WEB - Програми

Каталог веб ресурсів Тернопільщини каталог сайтів Схеми Copyright © 2010-2011.
Наш хостинг: ukraine.com.ua