Dom

Uređaji s vrlo visokom učinkovitošću kruga. Koji Stirlingov motor ima najbolji dizajn za maksimalnu učinkovitost. Primjeri uspješne implementacije automobilskih Stirlingsa

Ovaj će se članak usredotočiti na poznate, ali mnogi ne razumiju pojam koeficijenta izvedbe (COP). Što je? Idemo to shvatiti. Koeficijent učinkovitosti, u daljnjem tekstu (COP) - karakteristika učinkovitosti sustava bilo kojeg uređaja, u odnosu na pretvorbu ili prijenos energije. Određuje se omjerom iskorištene korisne energije i ukupne količine energije koju sustav primi. Je li obično označeno? ("ovo"). ? = Wpol/Wcym. Učinkovitost je bezdimenzionalna veličina i često se mjeri kao postotak. Matematički, definicija učinkovitosti može se napisati kao: n = (A: Q) x100%, gdje je A koristan rad, a Q potrošeni rad. Na temelju zakona održanja energije, učinkovitost je uvijek manja od jedinice ili jednaka njoj, odnosno nemoguće je dobiti korisniji rad od utrošene energije! Pregledavajući različite stranice, često se iznenadim kako radio amateri izvještavaju, odnosno hvale svoje dizajne za visoku učinkovitost, a da nemaju pojma o čemu se radi! Radi jasnoće, koristeći primjer, razmotrit ćemo pojednostavljeni sklop pretvarača i naučiti kako pronaći učinkovitost uređaja. Pojednostavljeni dijagram prikazan je na slici 1

Pretpostavimo da smo kao osnovu uzeli pojačani DC/DC naponski pretvarač (u daljnjem tekstu PN), iz unipolarnog u povećani unipolarni. Uključujemo ampermetar RA1 u prekidu strujnog kruga, a paralelno s ulazom snage PN voltmetar PA2, čija su očitanja potrebna za izračunavanje potrošnje energije (P1) uređaja i opterećenja zajedno iz izvora napajanja. Na PN izlaz također uključujemo RAZ ampermetar i voltmetar RA4, koji su potrebni za izračunavanje snage koju troši opterećenje (P2) od PN, do prekida napajanja opterećenja. Dakle, sve je spremno za izračun učinkovitosti, onda krenimo. Uključujemo naš uređaj, mjerimo očitanja instrumenata i izračunavamo snage P1 i P2. Dakle, P1=I1 x U1, i P2=I2 x U2. Sada izračunavamo učinkovitost koristeći formulu: Učinkovitost (%) = P2: P1 x100. Sada ste naučili o stvarnoj učinkovitosti vašeg uređaja. Koristeći sličnu formulu, možete izračunati PN i s dvopolarnim izlazom prema formuli: Učinkovitost (%) \u003d (P2 + P3): P1 x100, kao i step-down pretvarač. Treba napomenuti da vrijednost (P1) također uključuje potrošnju struje, na primjer: PWM kontroler i (ili) upravljački program za upravljanje tranzistorima s efektom polja i drugim strukturnim elementima.

Za referencu: proizvođači automobilskih pojačala često navode da je izlazna snaga pojačala mnogo veća nego u stvarnosti! Ali, možete saznati približnu stvarnu snagu automobilskog pojačala pomoću jednostavne formule. Recimo da na automatskom pojačalu u strujnom krugu + 12v postoji osigurač od 50 A. Izračunamo, P = 12V x 50A, ukupno dobivamo potrošnju energije od 600 vata. Čak i u visokokvalitetnim i skupim modelima, učinkovitost cijelog uređaja vjerojatno neće premašiti 95%. Uostalom, dio učinkovitosti se raspršuje u obliku topline na snažnim tranzistorima, namotima transformatora i ispravljačima. Dakle, vratimo se na izračun, dobivamo 600 W: 100% x92 = 570W. Stoga, bez obzira na 1000 W ili čak 800 W, kako pišu proizvođači, ovo automobilsko pojačalo neće dati! Nadam se da će vam ovaj članak pomoći razumjeti takvu relativnu vrijednost kao što je učinkovitost! Sretno svima u razvoju i ponavljanju dizajna. Imao si inverter sa sobom.

Buba je sastavljena prema Hartley shemi s nestandardnim povratnim informacijama, zbog čega ima učinkovitost 10-20% veću od sličnih shema. Ova shema je slična onoj koja se koristi u najjednostavnijoj telefonskoj bugi. Internetom kruži već duže vrijeme, a vlasnici stranica nastavljaju ga kopirati jedni od drugih, ne primjećujući grubu grešku u shemi. Ova greška je ovdje ispravljena.

R1=R3=R4 - 9,1 k,
R2 - 300 k,
C1 - 0,1 mikrofarad,
C2 - 56, C3 - 24,
VT1 - KT315,
VT2 - KT325VM,
L1 - 5+5 zavoja
žice PEV-0,5
na trnu od 3 mm.

U pravilu, krug počinje raditi odmah nakon montaže. Ako se čuje škripa u prijemniku, isključite krug kondenzatorom od najmanje 1 uF. Antenu je bolje spojiti kroz konder kapaciteta 1-2 pF. Imao sam domet od 140m s duljinom antene od 20cm.

Fotografije gotovog uređaja u verziji s 2 litij tablete CR-1220 (6v). (rad jako dugo):

Popis radio elemenata

Oznaka	Tip	Vjeroispovijest	Količina	Bilješka	Moja bilježnica
VT1	bipolarni tranzistor	KT315A	1		U bilježnicu
VT2	Tranzistor	KT325VM	1		U bilježnicu
C1	Kondenzator	0,1uF	1		U bilježnicu
C2	Kondenzator	56 pF	1		U bilježnicu
C3	Kondenzator	24 pF	1		U bilježnicu
	Kondenzator	1-2 pF	1	Za povezivanje antene	U bilježnicu
	Kondenzator	Ne manje od 1uF	1	Za ranžiranje kruga	U bilježnicu
R1, R3, R4	Otpornik	9,1 kOhm	3		U bilježnicu
R2	Otpornik	300 kOhm	1		U bilježnicu
L1	Induktor		1

Opisani uređaj pruža iznimno visoku učinkovitost pretvorbe, omogućuje regulaciju izlaznog napona i njegovu stabilizaciju te radi stabilno pri promjeni snage opterećenja. Ovaj tip pretvarača je zanimljiv i nezasluženo malo rasprostranjen - kvazirezonantni, koji je uvelike pošteđen nedostataka drugih popularnih sklopova. Ideja stvaranja takvog pretvarača nije nova, ali praktična implementacija postala je izvediva relativno nedavno, nakon pojave snažnih visokonaponskih tranzistora koji omogućuju značajnu impulsnu struju kolektora pri naponu zasićenja od oko 1,5 V. Glavna razlikovna značajka a glavna prednost ove vrste napajanja je visoka učinkovitost pretvarača napona, koja doseže 97 ... 98% bez uzimanja u obzir gubitaka na ispravljaču sekundarnog kruga, koji uglavnom određuje struju opterećenja.

Od konvencionalnog impulsnog pretvarača, u kojem je, do trenutka zatvaranja sklopnih tranzistori, struja koja teče kroz njih maksimalna, kvazirezonantni se razlikuje po tome što je u trenutku zatvaranja tranzistori njihova kolektorska struja blizu nule. Štoviše, smanjenje struje do trenutka zatvaranja osiguravaju reaktivni elementi uređaja. Od rezonantnog se razlikuje po tome što frekvencija pretvorbe nije određena rezonantnom frekvencijom opterećenja kolektora. Zbog toga je moguće regulirati izlazni napon promjenom frekvencije pretvorbe i provesti stabilizaciju tog napona. Budući da reaktivni elementi do trenutka zatvaranja tranzistora smanjuju struju kolektora na minimum, bazna će struja također biti minimalna i stoga se vrijeme zatvaranja tranzistora smanjuje na vrijednost vremena otvaranja. Tako je problem prolazne struje koji nastaje tijekom prebacivanja potpuno otklonjen. Na sl. 4.22 prikazuje shematski dijagram samogenerirajućeg nestabiliziranog napajanja.

Glavne tehničke karakteristike:

Ukupna učinkovitost bloka, %......................................... ........ .........92;

Izlazni napon, V, s otporom opterećenja od 8 Ohm....... 18;

Radna frekvencija pretvarača, kHz ........................................ ... 20;

Maksimalna izlazna snaga, W ............................................ 55;

Maksimalna amplituda mreškanja izlaznog napona s radnom frekvencijom, V

Glavni udio gubitaka snage u jedinici otpada na grijanje "ispravljačkih dioda sekundarnog kruga, a učinkovitost samog pretvarača je takva da nema potrebe za hladnjakom za tranzistore. Gubitak snage na svakom od njih ne prelazi 0,4 W. Poseban odabir tranzistora za bilo koje parametre također nije potreban. Kada je izlaz zatvoren ili prekoračena maksimalna izlazna snaga, generacija se raspada, štiteći tranzistore od pregrijavanja i kvara.

Filter, koji se sastoji od kondenzatora C1...C3 i prigušnice LI, L2, dizajniran je za zaštitu napajanja od visokofrekventnih smetnji iz pretvarača. Početak oscilatora osigurava krug R4, C6 i kondenzator C5. Oscilacije nastaju kao rezultat pozitivne povratne sprege kroz transformator T1, a njihova frekvencija je određena induktivitetom primarnog namota ovog transformatora i otporom otpornika R3 (s povećanjem otpora, frekvencija raste).

Induktori LI, L2 i transformator T1 namotani su na identične prstenaste magnetske jezgre K12x8x3 od 2000NM ferita. Namoti induktora se izvode istovremeno, "u dvije žice", žicom PELSHO-0,25; broj zavoja je 20. Namot I TI transformatora sadrži 200 zavoja žice PEV-2-0,1, namotane u rinfuzi, ravnomjerno po cijelom prstenu. Namoti II i III su namotani "u dvije žice" - 4 zavoja žice PELSHO-0,25; namot IV je svitak iste žice. Za transformator T2 korišten je prstenasti magnetski krug K28x16x9 od 3000NN ferita. Namotaj I sadrži 130 zavoja žice PELI10-0,25, položenih zavoj do zavoja. Namoti II i III - 25 zavoja žice PELSHO-0,56 svaki; namotavanje - "u dvije žice", ravnomjerno duž prstena.

Induktor L3 sadrži 20 zavoja žice PELI10-0,25 namotane na dvije prstenaste magnetske jezgre K12x8x3 od 2000NM ferita presavijene zajedno. Diode VD7, VD8 moraju biti ugrađene na hladnjake s površinom raspršivanja od najmanje 2 cm2 svaka.

Opisani uređaj je dizajniran za korištenje u kombinaciji s analognim stabilizatorima za različite vrijednosti napona, tako da nije bilo potrebe za dubokim suzbijanjem mreškanja na izlazu jedinice. Ripple se može smanjiti na potrebnu razinu korištenjem LC filtera uobičajenih u takvim slučajevima, kao što je, na primjer, u drugoj verziji ovog pretvarača sa sljedećim glavnim tehničkim karakteristikama:

Nazivni izlazni napon, V ................................................. 5,

Maksimalna izlazna struja, A ................................................. .........2;

Maksimalna amplituda pulsiranja, mV ........................................50;

Promjena izlaznog napona, mV, ne više, kada se promijeni struja opterećenja

od 0,5 do 2 A i mrežni napon od 190 do 250 V ..............................150;

Maksimalna frekvencija konverzije, kHz ................................ 20.

Shema stabiliziranog napajanja na temelju kvazirezonantnog pretvarača prikazana je na sl. 4.23.

Izlazni napon se stabilizira odgovarajućom promjenom radne frekvencije pretvarača. Kao iu prethodnom bloku, snažni tranzistori VT1 i VT2 ne trebaju hladnjake. Simetrično upravljanje ovim tranzistorima provodi se korištenjem zasebnog glavnog generatora impulsa sastavljenog na DDI čipu. Okidač DD1.1 radi u stvarnom generatoru.

Impulsi imaju konstantno trajanje postavljeno krugom R7, C12. Period mijenja OS sklop, koji uključuje optospojnicu U1, tako da se napon na izlazu bloka održava konstantnim. Minimalno razdoblje postavlja krug R8, C13. Okidač DDI.2 dijeli frekvenciju ovih impulsa na dva, a napon meandra se dovodi s izravnog izlaza na tranzistorsko strujno pojačalo VT4, VT5. Nadalje, strujno pojačani upravljački impulsi diferenciraju krug R2, C7, a zatim, već skraćeni na trajanje od približno 1 μs, ulaze kroz transformator T1 u osnovni krug tranzistora VT1, VT2 pretvarača. Ovi kratki impulsi služe samo za prebacivanje tranzistora - zatvaranje jednog od njih i otvaranje drugog.

Osim toga, glavna snaga generatora uzbude se troši samo u trenucima prebacivanja snažnih tranzistora, stoga je prosječna struja koju troši mala i ne prelazi 3 mA, uzimajući u obzir struju Zener diode VD5. To vam omogućuje da ga napajate izravno iz primarne mreže kroz otpornik za gašenje R1. Tranzistor VT3 je pojačalo napona upravljačkog signala, kao u kompenzacijskom stabilizatoru. Koeficijent stabilizacije izlaznog napona bloka izravno je proporcionalan koeficijentu prijenosa statičke struje ovog tranzistora.

Korištenje tranzistorske optospojnice U1 osigurava pouzdanu galvansku izolaciju sekundarnog kruga od mreže i visoku otpornost na buku na kontrolnom ulazu glavnog oscilatora. Nakon sljedećeg prebacivanja tranzistora VT1, VT2, kondenzator SU počinje se puniti i napon na bazi tranzistora VT3 počinje rasti, povećava se i struja kolektora. Kao rezultat, otvara se tranzistor optospojnice, održavajući kondenzator glavnog oscilatora C13 u ispražnjenom stanju. Nakon zatvaranja ispravljačkih dioda VD8, VD9, kondenzator SU počinje se prazniti do opterećenja i napon na njemu pada. Tranzistor VT3 se zatvara, zbog čega počinje punjenje kondenzatora C13 kroz otpornik R8. Čim se kondenzator napuni na sklopni napon okidača DD1.1, na njegovom izravnom izlazu će se postaviti visoka razina napona. U ovom trenutku dolazi do sljedećeg prebacivanja tranzistora VT1, VT2, kao i pražnjenja SI kondenzatora kroz otvoreni tranzistor optospojnice.

Počinje sljedeći proces punjenja kondenzatora SU, a okidač DD1.1 nakon 3 ... 4 μs će se ponovno vratiti u nulto stanje zbog male vremenske konstante kruga R7, C12, nakon čega se cijeli ciklus upravljanja ponavlja se, bez obzira na to koji je od tranzistora VT1 ili VT2 - otvoren u trenutnom poluperiodu. Kada je izvor uključen, u početnom trenutku, kada je kondenzator SU potpuno ispražnjen, nema struje kroz LED optospojnice, frekvencija generiranja je maksimalna i određena je u glavnoj vremenskoj konstanti kruga R8, C13 (vremenska konstanta kruga R7, C12 je nekoliko puta manja). S ocjenama ovih elemenata navedenim na dijagramu, ova frekvencija će biti oko 40 kHz, a nakon dijeljenja okidačem DDI.2 bit će 20 kHz. Nakon punjenja kondenzatora SU na radni napon ulazi u rad stabilizirajuća petlja OS na elementima VD10, VT3, U1, nakon čega će frekvencija pretvorbe već ovisiti o ulaznom naponu i struji opterećenja. Fluktuacije napona na kondenzatoru SU izglađuju se filtrom L4, C9. Prigušnice LI, L2 i L3 su iste kao u prethodnom bloku.

Transformator T1 je izrađen na dvije prstenaste magnetske jezgre K12x8x3 od 2000NM ferita presavijene zajedno. Primarni namot je ravnomjerno namotan na cijelom prstenu i sadrži 320 zavoja žice PEV-2-0,08. Namoti II i III sadrže 40 zavoja žice PEL1110-0,15; namotani su "u dvije žice". Namotaj IV sastoji se od 8 zavoja PELSHO-0,25 žice. Transformator T2 je izrađen na prstenastom magnetskom krugu K28x16x9 od 3000NN ferita. Namotavanje I - 120 zavoja žice PELSHO-0,15, a II i III - 6 zavoja žice PEL1110-0,56 namotane "u dvije žice". Umjesto PELSHO žice, možete koristiti žicu PEV-2 odgovarajućeg promjera, ali istovremeno između namota treba položiti dva ili tri sloja lakirane tkanine.

Prigušnica L4 sadrži 25 zavoja PEV-2-0,56 žice, namotane na prstenastu magnetnu jezgru K12x6x4,5 izrađenu od 100NNN1 ferita. Prikladna je i svaka gotova prigušnica s induktivitetom od 30 ... 60 μH za struju zasićenja od najmanje 3 A i radnom frekvencijom od 20 kHz. Svi fiksni otpornici su MJIT. Otpornik R4 - podešen, bilo koji tip. Kondenzatori C1 ... C4, C8 - K73-17, C5, C6, C9, SU - K50-24, ostatak - KM-6. KS212K zener dioda može se zamijeniti s KS212Zh ili KS512A. Diode VD8, VD9 moraju se ugraditi na radijatore s površinom disipacije od najmanje 20 cm2 svaki. Učinkovitost oba bloka može se povećati ako se umjesto dioda KD213A koriste Schottky diode, na primjer, bilo koja iz serije KD2997. U ovom slučaju, hladnjaci za diode nisu potrebni.

Visoko učinkoviti jednostruki pretvarači, 12/220 volti

Neki poznati kućanski električni aparati, poput fluorescentne svjetiljke, bljeskalice za fotografije i niza drugih, ponekad se mogu prikladno koristiti u automobilu.

Budući da se većina uređaja napaja mrežnim naponom od 220 V, potreban je pojačani pretvarač. Električni brijač ili mala fluorescentna svjetiljka ne troše više od 6 ... 25 vata. U ovom slučaju, takav pretvarač često ne zahtijeva izmjenični napon na izlazu. Gore navedeni kućanski električni aparati normalno rade kada se napajaju istosmjernom ili unipolarnom pulsirajućom strujom.

Prva verzija jednociklusnog (flyback) impulsnog pretvarača istosmjernog napona 12 V / 220 V izrađena je na uvezenom UC3845N PWM upravljačkom čipu i moćnom N-kanalnom tranzistoru polja BUZ11 (slika 4.10). Ovi elementi su pristupačniji od domaćih kolega i omogućuju vam postizanje visoke učinkovitosti uređaja, uključujući i zbog malog pada napona izvora i odvoda na tranzistoru otvorenog polja (učinkovitost pretvarača također ovisi o omjeru širina impulsa koji prenose energiju transformatoru do pauze).

Ovaj mikrosklop je posebno dizajniran za jednociklične pretvarače i ima sve potrebne čvorove unutar, što smanjuje broj vanjskih elemenata. Ima visokostrujni kvazikomplementarni izlazni stupanj koji je posebno dizajniran za izravnu vožnju jednog snažnog. M-kanalni tranzistor s efektom polja s izoliranim vratima. Radna frekvencija impulsa na izlazu mikrosklopa može doseći 500 kHz. Frekvencija je određena vrijednostima elemenata R4-C4 i u gornjem krugu je oko 33 kHz (T = 50 μs).

Riža. 4.10. Shema jednociklusnog impulsnog pretvarača koji povećava napon

Čip također sadrži zaštitni krug za onemogućavanje rada pretvarača kada napon napajanja padne ispod 7,6 V, što je korisno pri napajanju uređaja iz baterije.

Razmotrimo detaljnije rad pretvarača. Na sl. 4.11 prikazuje dijagrame napona koji objašnjavaju tekuće procese. Kada se na vratima tranzistora s efektom polja pojave pozitivni impulsi (slika 4.11, a), on se otvara i otpornici R7-R8 će imati impulse prikazane na sl. 4.11, c.

Nagib vrha impulsa ovisi o induktivnosti namota transformatora, a ako dođe do naglog povećanja amplitude napona na vrhu, kao što je prikazano isprekidanom linijom, to ukazuje na zasićenje magnetskog kruga. U tom se slučaju gubici pretvorbe naglo povećavaju, što dovodi do zagrijavanja elemenata i pogoršava rad uređaja. Da bi se uklonilo zasićenje, bit će potrebno smanjiti širinu impulsa ili povećati razmak u središtu magnetske jezgre. Obično je dovoljan razmak od 0,1 ... 0,5 mm.

U trenutku isključivanja tranzistora snage, induktivnost namota transformatora uzrokuje skokove napona, kao što je prikazano na slikama.

Riža. 4.11. Dijagrami napona na ispitnim točkama kruga

Pravilnom izradom transformatora T1 (presjeci sekundarnog namota) i niskonaponskim napajanjem, amplituda prenapona ne doseže opasnu vrijednost za tranzistor, pa se u ovom krugu primjenjuju posebne mjere, u obliku prigušnih krugova. u primarnom namotu T1, ne koriste se. A kako bi se suzbili udari trenutnog povratnog signala koji dolazi na ulaz mikrosklopa DA1.3, iz elemenata R6-C5 ugrađen je jednostavan RC filtar.

Napon na ulazu pretvarača, ovisno o stanju baterije, može varirati od 9 do 15 V (što je 40%). Kako bi se ograničila promjena izlaznog napona, ulazna povratna sprega se uklanja s razdjelnika otpornika R1-R2. U tom slučaju, izlazni napon na opterećenju će se održavati u rasponu od 210 ... 230 V (Rload = 2200 Ohm), vidi tablicu. 4.2, odnosno mijenja se za ne više od 10%, što je sasvim prihvatljivo.

Tablica 4.2. Parametri kruga kada se promijeni napon napajanja

Stabilizacija izlaznog napona provodi se automatskim promjenom širine impulsa otvaranja tranzistora VT1 od 20 µs pri Upit=9 V na 15 µs (Upit=15 V).

Svi elementi sklopa, osim kondenzatora C6, postavljeni su na jednostranu tiskanu ploču od stakloplastike veličine 90x55 mm (slika 4.12).

Riža. 4.12. Topologija PCB-a i raspored elemenata

Transformator T1 se montira na ploču vijkom M4x30 kroz gumenu brtvu, kao što je prikazano na sl. 4.13.

Riža. 4.13 Vrsta montaže transformatora T1

Tranzistor VT1 je postavljen na radijator. Dizajn utikača. XP1 mora isključiti pogrešno napajanje strujnog kruga.

Impulsni transformator T1 izrađen je korištenjem široko korištenih BZO oklopnih čašica iz magnetskog kruga M2000NM1. Istodobno, za njih u središnjem dijelu treba osigurati razmak od 0,1 ... 0,5 mm.

Magnetni krug se može kupiti s postojećim razmakom ili ga možete napraviti grubim brusnim papirom. Bolje je eksperimentalno odabrati vrijednost razmaka pri postavljanju tako da magnetski krug ne uđe u način zasićenja - prikladno ga je kontrolirati oblikom napona na izvoru VT1 (vidi sliku 4.11, c).

Za transformator T1, namot 1-2 sadrži 9 zavoja žice promjera 0,5,0,6 mm, namoti 3-4 i 5-6 svaki sa 180 zavoja žice promjera 0,15 ... 0,23 mm (PEL ili PEV žica). U ovom slučaju primarni namot (1-2) nalazi se između dva sekundarna, t.j. prvi namot 3-4 je namotan, a zatim 1-2 i 5-6.

Prilikom spajanja namota transformatora važno je promatrati faziranje prikazano na dijagramu. Neispravno faziranje neće oštetiti krug, ali neće raditi ispravno.

Prilikom sastavljanja korišteni su sljedeći dijelovi: podešeni otpornik R2 - SDR-19a, fiksni otpornici R7 i R8 tipa C5-16M za 1 W, ostatak može biti bilo koje vrste; elektrolitski kondenzatori C1 - K50-35 za 25 V, C2 - K53-1A za 16 V, C6 - K50-29V za 450 V, a ostatak tipa K10-17. Tranzistor VT1 je montiran na mali (po veličini ploče) radijator od duralumin profila. Postavljanje kruga sastoji se od provjere ispravnog fraziranja spoja sekundarnog namota pomoću osciloskopa, kao i postavljanja željene frekvencije otpornikom R4. Otpornik R2 postavlja izlazni napon na utičnicama XS1 kada je opterećenje uključeno.

Gornji krug pretvarača je dizajniran za rad s poznatom snagom opterećenja (6 ... 30 W - stalno spojen). U praznom hodu napon na izlazu kruga može doseći 400 V, što nije prihvatljivo za sve uređaje, jer ih može oštetiti zbog kvara izolacije.

Ako se pretvarač treba koristiti u radu s opterećenjem različite snage, koje se također uključuje tijekom rada pretvarača, tada je potrebno ukloniti povratni signal napona s izlaza. Varijanta takve sheme prikazana je na Sl. 4.14. To ne samo da vam omogućuje da ograničite izlazni napon kruga u praznom hodu na 245 V, već i smanjuje potrošnju energije u ovom načinu rada za oko 10 puta (Ipotr=0,19 A; P=2,28 W; Uh=245 V).

Riža. 4.14. Shema jednociklusnog pretvarača s ograničenjem maksimalnog napona u praznom hodu

Transformator T1 ima iste podatke o magnetskom krugu i namotu kao u krugu (slika 4.10), ali sadrži dodatni namot (7-4) - 14 zavoja PELSHO žice promjera 0,12,0,18 mm (namotana je zadnja) . Preostali namoti izrađeni su na isti način kao u gore opisanom transformatoru.

Za proizvodnju impulsnog transformatora možete koristiti i četvrtaste jezgre serije. KV12 od ferita M2500NM - broj zavoja u namotima u ovom slučaju neće se promijeniti. Za zamjenu oklopnih magnetskih jezgri (B) modernijim četvrtastim (KB), možete koristiti tablicu. 4.3.

Signal povratne sprege napona iz namota 7-8 kroz diodu dovodi se na ulaz (2) mikrosklopa, što vam omogućuje preciznije održavanje izlaznog napona u zadanom rasponu, kao i pružanje galvanske izolacije između primarne i izlazni krugovi. Parametri takvog pretvarača, ovisno o naponu napajanja, dati su u tablici. 4.4.

Tablica 4.4. Parametri kruga kada se promijeni napon napajanja

Učinkovitost opisanih pretvarača moguće je još malo povećati ako se impulsni transformatori pričvrste na ploču dielektričnim vijkom ili ljepilom otpornim na toplinu. Varijanta topologije tiskane ploče za sastavljanje kruga prikazana je na sl. 4.15.

Riža. 4.15. Topologija PCB-a i raspored elemenata

Uz pomoć takvog pretvarača moguće je napajati električne brijače "Agidel", "Kharkov" i niz drugih uređaja iz mreže automobila.

Danas ćemo razmotriti nekoliko sklopova jednostavnih, moglo bi se čak reći - jednostavnih, impulsnih DC-DC pretvarača napona (pretvarači konstantnog napona jedne vrijednosti u konstantni napon druge vrijednosti)

Što su dobri pretvarači impulsa. Prvo, imaju visoku učinkovitost, a drugo, mogu raditi na ulaznom naponu nižem od izlaznog. Impulsni pretvarači podijeljeni su u grupe:

- spuštanje, podizanje, preokretanje;
- stabilizirano, nestabilizirano;
- galvanski izolirani, neizolirani;
- s uskim i širokim rasponom ulaznih napona.

Za proizvodnju kućnih impulsnih pretvarača najbolje je koristiti specijalizirane integrirane krugove - lakše ih je sastaviti i nisu hiroviti prilikom postavljanja. Dakle, evo 14 shema za svaki ukus:

Ovaj pretvarač radi na frekvenciji od 50 kHz, galvansku izolaciju osigurava T1 transformator, koji je namotan na prsten K10x6x4.5 od ferita 2000NM i sadrži: primarni namot - 2x10 zavoja, sekundarni namot - 2x70 zavoja PEV-0,2 žice. Tranzistori se mogu zamijeniti s KT501B. Struja iz baterije, u nedostatku opterećenja, praktički se ne troši.

Transformator T1 je namotan na feritni prsten promjera 7 mm, a sadrži dva namota od 25 zavoja žice PEV = 0,3.

Push-pull nestabilizirani pretvarač na bazi multivibratora (VT1 i VT2) i pojačala snage (VT3 i VT4). Izlazni napon odabire se brojem zavoja sekundarnog namota impulsnog transformatora T1.

Pretvarač stabilizirajućeg tipa baziran na MAX631 čipu iz MAXIM-a. Frekvencija generiranja je 40 ... 50 kHz, element za pohranu je L1 prigušnica.

Možete koristiti jedan od dva čipa zasebno, na primjer drugi, za množenje napona iz dvije baterije.

Tipičan sklop za uključivanje prekidača pojačanja stabilizatora na MAX1674 čipu iz MAXIM-a. Rad se održava na ulaznom naponu od 1,1 volta. Učinkovitost - 94%, struja opterećenja - do 200 mA.

Omogućuje vam primanje dva različita stabilizirana napona s učinkovitošću od 50 ... 60% i strujom opterećenja do 150 mA u svakom kanalu. Kondenzatori C2 i C3 su uređaji za pohranu energije.

8. Prebacivanje pojačanog stabilizatora na MAX1724EZK33 čipu od MAXIM-a

Tipični krug za uključivanje specijaliziranog mikrosklopa iz MAXIM-a. Ostaje u radu na ulaznom naponu od 0,91 volti, ima SMD paket male veličine i osigurava struju opterećenja do 150 mA s učinkovitošću od 90%.

Tipičan sklop za uključivanje prekidača buck regulatora na široko dostupnom TEXAS čipu. Otpornik R3 regulira izlazni napon unutar + 2,8 ... + 5 volti. Otpornik R1 postavlja struju kratkog spoja, koja se izračunava po formuli: Ikz (A) \u003d 0,5 / R1 (Ohm)