Απλοί μετατροπείς τάσης αυτόματης γεννήτριας σε τρανζίστορ. Μετατροπείς τάσης μετασχηματιστή υψηλής ισχύος Μετατροπέας τάσης δικτύου μικρού μεγέθους

Ένας πολύ απλός μετατροπέας 50 kV, που ουσιαστικά έχει τρία στοιχεία στη σύνθεσή του. Όλα τα εξαρτήματα είναι διαθέσιμα και, αν θέλετε, είναι εύκολο να τα βρείτε.
Ο μετατροπέας υψηλής τάσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορα πειράματα υψηλής ηλεκτρικής ενέργειας, ως ιονιστής, ελεγκτής ακεραιότητας μόνωσης κ.λπ.

Τι θα απαιτηθεί:
- Μετασχηματιστής σάρωσης γραμμής από οποιαδήποτε τηλεόραση με κινεσκόπιο.
- Τρανζίστορ εφέ πεδίου IRFZ44 -
- Αντίσταση 150 Ohm (1/2 W).

Κύκλωμα μετατροπέα υψηλής τάσης

Θα συναρμολογήσουμε τα πάντα σε ένα breadboard χωρίς συγκόλληση. Απλώς θα δείξω το έργο, και αν σας αρέσει, μπορείτε να το μεταφέρετε σε μια πιο αξιόπιστη πλακέτα και να κολλήσετε όλα τα στοιχεία.


Σύνδεση τρανζίστορ, αν κάποιος δεν ξέρει.


Πρέπει να τυλίξουμε την περιέλιξη του μετασχηματιστή. Η περιέλιξη υψηλής τάσης θα είναι εγγενής. Παίρνουμε ένα κανονικό, όχι αρκετά λεπτό σύρμα και το τυλίγουμε με 14-16 στροφές. Θα κάνουμε μια βρύση στη μέση της περιέλιξης.





Τώρα συνδέουμε τα πάντα στο σχέδιό μας. Το ρεύμα είναι συνδεδεμένο τελευταίο. Να είστε προσεκτικοί καθώς εργάζεστε με υψηλή τάση. Κρατήστε τα χέρια σας μακριά από τον ενεργοποιημένο μετασχηματιστή.

Κάντε μια απόσταση περίπου 1 cm μεταξύ της υψηλής τάσης εξόδου του μετασχηματιστή και των καλωδίων στην άλλη πλευρά. Και μετά απλά ταΐστε το. Εάν σπινθήρες, τότε η γεννήτρια είναι ενθουσιασμένη και όλα λειτουργούν καλά.
Εάν θα λειτουργήσετε για μεγάλο χρονικό διάστημα, συνιστάται να εγκαταστήσετε το τρανζίστορ στο ψυγείο. Και αν ο σπινθήρας είναι μικρός, τότε μπορείτε να αυξήσετε την τάση στα 10 ή στα 15 V.

Βίντεο από την εργασία

Η αγορά μιας έτοιμης συσκευής δεν θα είναι πρόβλημα- σε αντιπροσωπείες αυτοκινήτων μπορείτε να βρείτε (μετατροπείς τάσης μεταγωγής) διαφόρων χωρητικοτήτων και τιμών.

Ωστόσο, η τιμή μιας τέτοιας συσκευής μέσης ισχύος (300-500 W) είναι αρκετές χιλιάδες ρούβλια και η αξιοπιστία πολλών κινεζικών μετατροπέων είναι αρκετά αμφιλεγόμενη. Η κατασκευή ενός απλού μετατροπέα με τα χέρια σας δεν είναι μόνο ένας τρόπος να εξοικονομήσετε σημαντικά χρήματα, αλλά και μια ευκαιρία να βελτιώσετε τις γνώσεις σας στα ηλεκτρονικά. Σε περίπτωση βλάβης, η επισκευή ενός οικιακού κυκλώματος θα είναι σημαντικά ευκολότερη.

Απλός μετατροπέας παλμών

Το κύκλωμα αυτής της συσκευής είναι πολύ απλό., και τα περισσότερα εξαρτήματα μπορούν να αφαιρεθούν από το περιττό τροφοδοτικό του υπολογιστή. Φυσικά, έχει επίσης ένα αξιοσημείωτο μειονέκτημα - η τάση των 220 βολτ που λαμβάνεται στην έξοδο του μετασχηματιστή απέχει πολύ από το ημιτονοειδές σχήμα και έχει συχνότητα πολύ υψηλότερη από τα αποδεκτά 50 Hz. Μη συνδέετε ηλεκτρικούς κινητήρες ή ευαίσθητα ηλεκτρονικά εξαρτήματα απευθείας σε αυτό.

Για να μπορέσετε να συνδέσετε εξοπλισμό που περιέχει τροφοδοτικά μεταγωγής σε αυτόν τον μετατροπέα (για παράδειγμα, τροφοδοτικό φορητού υπολογιστή), εφαρμόστηκε μια ενδιαφέρουσα λύση - ένας ανορθωτής με πυκνωτές εξομάλυνσης είναι εγκατεστημένος στην έξοδο του μετασχηματιστή. Είναι αλήθεια ότι ο συνδεδεμένος προσαρμογέας μπορεί να λειτουργήσει μόνο σε μία θέση της πρίζας, όταν η πολικότητα της τάσης εξόδου ταιριάζει με την κατεύθυνση του ανορθωτή που είναι ενσωματωμένος στον προσαρμογέα. Απλοί καταναλωτές, όπως λαμπτήρες πυρακτώσεως ή συγκολλητικό σίδερο μπορούν να συνδεθούν απευθείας στην έξοδο του μετασχηματιστή TR1.

Η βάση του παραπάνω κυκλώματος είναι ο ελεγκτής TL494 PWM, ο πιο κοινός σε τέτοιες συσκευές. Η συχνότητα του μετατροπέα ρυθμίζεται από την αντίσταση R1 και τον πυκνωτή C2, οι ονομασίες τους μπορούν να ληφθούν ελαφρώς διαφορετικές από αυτές που υποδεικνύονται χωρίς αισθητή αλλαγή στη λειτουργία του κυκλώματος.

Για μεγαλύτερη απόδοση, το κύκλωμα μετατροπέα περιλαμβάνει δύο βραχίονες στα τρανζίστορ φαινομένου ισχύος Q1 και Q2. Αυτά τα τρανζίστορ πρέπει να τοποθετούνται σε ψύκτρες αλουμινίου, εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε μια κοινή ψύκτρα, εγκαταστήστε τα τρανζίστορ μέσω μονωτικών παρεμβυσμάτων. Αντί για αυτά που υποδεικνύονται στο διάγραμμα IRFZ44, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις παραμέτρους κλεισίματος IRFZ46 ή IRFZ48.

Ο επαγωγέας εξόδου τυλίγεται σε έναν δακτύλιο φερρίτη από τον επαγωγέα, ο οποίος έχει επίσης αφαιρεθεί από το τροφοδοτικό του υπολογιστή. Το πρωτεύον τύλιγμα τυλίγεται με σύρμα διαμέτρου 0,6 mm και έχει 10 στροφές με βρύση από τη μέση. Ένα δευτερεύον τύλιγμα που περιέχει 80 στροφές τυλίγεται πάνω του. Μπορείτε επίσης να πάρετε τον μετασχηματιστή εξόδου από ένα σπασμένο αδιάλειπτο τροφοδοτικό.

Διαβάστε επίσης: Μιλάμε για τη συσκευή του μετασχηματιστή συγκόλλησης

Αντί για τις διόδους υψηλής συχνότητας D1 και D2, μπορείτε να πάρετε διόδους των τύπων FR107, FR207.

Δεδομένου ότι το κύκλωμα είναι πολύ απλό, μετά την ενεργοποίηση, με σωστή εγκατάσταση, θα αρχίσει να λειτουργεί αμέσως και δεν θα απαιτεί καμία ρύθμιση. Θα μπορεί να παρέχει ρεύμα έως και 2,5 A στο φορτίο, αλλά ο βέλτιστος τρόπος λειτουργίας θα είναι ρεύμα όχι μεγαλύτερο από 1,5 A - και αυτό είναι περισσότερο από 300 W ισχύος.

Έτοιμος μετατροπέας τέτοιας ισχύος θα κόστιζε περίπου τρεις ή τέσσερις χιλιάδες ρούβλια.

Αυτό το σχέδιο είναι κατασκευασμένο σε οικιακά εξαρτήματα και είναι αρκετά παλιό, αλλά αυτό δεν το καθιστά λιγότερο αποτελεσματικό. Το κύριο πλεονέκτημά του είναι η έξοδος ενός πλήρους εναλλασσόμενου ρεύματος με τάση 220 βολτ και συχνότητα 50 Hz.

Εδώ, η γεννήτρια ταλάντωσης κατασκευάζεται σε ένα τσιπ K561TM2, το οποίο είναι ένα διπλό D-flip-flop. Είναι ένα πλήρες ανάλογο του ξένου τσιπ CD4013 και μπορεί να αντικατασταθεί από αυτό χωρίς αλλαγές στο κύκλωμα.

Ο μετατροπέας διαθέτει επίσης δύο βραχίονες ισχύος σε διπολικά τρανζίστορ KT827A. Το κύριο μειονέκτημά τους σε σύγκριση με τα σύγχρονα πεδία είναι η μεγαλύτερη αντίσταση στην ανοιχτή κατάσταση, γι' αυτό και έχουν ισχυρότερη θέρμανση στην ίδια ισχύ μεταγωγής.

Δεδομένου ότι ο μετατροπέας λειτουργεί σε χαμηλή συχνότητα, ο μετασχηματιστής πρέπει να έχει ισχυρό χαλύβδινο πυρήνα. Ο συγγραφέας του σχεδίου προτείνει τη χρήση του κοινού σοβιετικού μετασχηματιστή δικτύου TS-180.

Όπως και άλλοι μετατροπείς που βασίζονται σε απλά κυκλώματα PWM, αυτός ο μετατροπέας έχει κυματομορφή τάσης αρκετά διαφορετική από την ημιτονοειδή έξοδο, αλλά αυτό εξομαλύνεται κάπως από τη μεγάλη αυτεπαγωγή των περιελίξεων του μετασχηματιστή και του πυκνωτή εξόδου C7. Επίσης, εξαιτίας αυτού, ο μετασχηματιστής μπορεί να εκπέμψει ένα αξιοσημείωτο βουητό κατά τη λειτουργία - αυτό δεν αποτελεί ένδειξη δυσλειτουργίας του κυκλώματος.

Ένας απλός μετατροπέας τρανζίστορ

Αυτός ο μετατροπέας λειτουργεί με την ίδια αρχή με τα κυκλώματα που αναφέρονται παραπάνω, αλλά η ορθογώνια γεννήτρια παλμών (πολυδονητής) σε αυτό είναι χτισμένη σε διπολικά τρανζίστορ.

Η ιδιαιτερότητα αυτού του κυκλώματος είναι ότι παραμένει λειτουργικό ακόμη και σε μια πολύ αποφορτισμένη μπαταρία: το εύρος τάσης εισόδου είναι 3,5 ... 18 βολτ. Όμως, επειδή δεν έχει σταθεροποίηση της τάσης εξόδου, όταν η μπαταρία αποφορτιστεί, η τάση στο φορτίο θα πέσει επίσης αναλογικά.

Δεδομένου ότι αυτό το κύκλωμα είναι επίσης χαμηλής συχνότητας, θα χρειαστεί ένας μετασχηματιστής παρόμοιος με αυτόν που χρησιμοποιείται στον μετατροπέα με βάση το K561TM2.

Βελτιώσεις κυκλώματος μετατροπέα

Οι συσκευές που παρουσιάζονται στο άρθρο είναι εξαιρετικά απλές και για πολλές λειτουργίες δεν μπορεί να συγκριθεί με τους αντίστοιχους του εργοστασίου. Για να βελτιώσετε τα χαρακτηριστικά τους, μπορείτε να καταφύγετε σε απλές τροποποιήσεις, οι οποίες, επιπλέον, θα σας επιτρέψουν να κατανοήσετε καλύτερα τις αρχές λειτουργίας των μετατροπέων παλμών.

Διαβάστε επίσης: Φτιάχνουμε μια ημιαυτόματη μηχανή συγκόλλησης με τα χέρια μας

Αύξηση ισχύος εξόδου

Όλες οι περιγραφόμενες συσκευές λειτουργούν σύμφωνα με την ίδια αρχή: μέσω του βασικού στοιχείου (το τρανζίστορ εξόδου του βραχίονα), η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή συνδέεται στην είσοδο ισχύος για ένα χρονικό διάστημα που καθορίζεται από τη συχνότητα και τον κύκλο λειτουργίας του κύριου ταλαντωτή. Σε αυτή την περίπτωση, δημιουργούνται παλμοί μαγνητικού πεδίου που διεγείρουν παλμούς κοινού τρόπου στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή με τάση ίση με την τάση στο πρωτεύον τύλιγμα πολλαπλασιαζόμενη με την αναλογία του αριθμού των στροφών στις περιελίξεις.

Επομένως, το ρεύμα που διαρρέει το τρανζίστορ εξόδου είναι ίσο με το ρεύμα φορτίου πολλαπλασιασμένο με το αντίστροφο του λόγου των στροφών (λόγος μετασχηματισμού). Είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να περάσει από μόνο του ένα τρανζίστορ που καθορίζει τη μέγιστη ισχύ του μετατροπέα.

Υπάρχουν δύο τρόποι για να αυξήσετε την ισχύ του μετατροπέα: είτε να χρησιμοποιήσετε ένα πιο ισχυρό τρανζίστορ ή να χρησιμοποιήσετε την παράλληλη σύνδεση πολλών λιγότερο ισχυρών τρανζίστορ σε έναν βραχίονα. Για έναν οικιακό μετατροπέα, η δεύτερη μέθοδος είναι προτιμότερη, καθώς επιτρέπει όχι μόνο τη χρήση φθηνότερων εξαρτημάτων, αλλά και διατηρεί τον μετατροπέα να λειτουργεί εάν ένα από τα τρανζίστορ αποτύχει. Ελλείψει ενσωματωμένης προστασίας υπερφόρτωσης, μια τέτοια λύση θα αυξήσει σημαντικά την αξιοπιστία μιας οικιακής συσκευής. Η θέρμανση των τρανζίστορ θα μειωθεί επίσης κατά τη λειτουργία τους στο ίδιο φορτίο.

Στο παράδειγμα του τελευταίου σχήματος, θα μοιάζει με αυτό:

Αυτόματη απενεργοποίηση όταν η μπαταρία είναι χαμηλή

Η απουσία στο κύκλωμα του μετατροπέα μιας συσκευής που την απενεργοποιεί αυτόματα όταν η τάση τροφοδοσίας πέσει σημαντικά, μπορεί να σε απογοητεύσει σοβαρά, εάν αφήσετε έναν τέτοιο μετατροπέα συνδεδεμένο στην μπαταρία του αυτοκινήτου. Η συμπλήρωση ενός σπιτικού μετατροπέα με αυτόματο έλεγχο θα είναι εξαιρετικά χρήσιμη.

Ο απλούστερος αυτόματος διακόπτης φορτίου μπορεί να κατασκευαστεί από ένα ρελέ αυτοκινήτου:

Όπως γνωρίζετε, κάθε ρελέ έχει μια συγκεκριμένη τάση στην οποία κλείνουν οι επαφές του. Επιλέγοντας την αντίσταση της αντίστασης R1 (θα είναι περίπου το 10% της αντίστασης της περιέλιξης του ρελέ), ρυθμίζεται η στιγμή που το ρελέ σπάει τις επαφές και σταματά να παρέχει ρεύμα στον μετατροπέα.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ: Πάρτε ένα ρελέ με τάση λειτουργίας (U p) 9 βολτ και αντίσταση περιέλιξης (R o) 330 ohm. Για να λειτουργήσει σε τάση πάνω από 11 βολτ (U min), σε σειρά με την περιέλιξη, πρέπει να ενεργοποιήσετε μια αντίσταση με αντίστασηR n, υπολογίζεται από την συνθήκη της ισότηταςΠάνω /R o =(U min —Πάνω) /R n. Στην περίπτωσή μας, απαιτείται αντίσταση 73 ohm, η πλησιέστερη τυπική τιμή είναι 68 ohm.

Φυσικά, αυτή η συσκευή είναι εξαιρετικά πρωτόγονη και είναι περισσότερο μια προπόνηση για το μυαλό. Για πιο σταθερή λειτουργία, πρέπει να συμπληρωθεί με ένα απλό σχήμα ελέγχου που διατηρεί το όριο τερματισμού λειτουργίας με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια:

Σχηματικά διαγράμματα απλών μετατροπέων τάσης που βασίζονται σε αυτοταλαντωτές, κατασκευασμένους με χρήση τρανζίστορ.

Σε γεννήτριες με αυτοδιέγερση (ταλαντωτές), η θετική ανάδραση χρησιμοποιείται συνήθως για τη διέγερση των ηλεκτρικών ταλαντώσεων. Υπάρχουν επίσης αυτοταλαντωτές που βασίζονται σε ενεργά στοιχεία με αρνητική δυναμική αντίσταση, αλλά πρακτικά δεν χρησιμοποιούνται ως μετατροπείς.

Μονοβάθμιοι μετατροπείς τάσης

Το απλούστερο κύκλωμα ενός μονοβάθμιου μετατροπέα τάσης που βασίζεται σε ταλαντωτή φαίνεται στο σχ. 1. Αυτός ο τύπος γεννητριών ονομάζεται γεννήτριες αποκλεισμού. Μια μετατόπιση φάσης για τη διασφάλιση των συνθηκών για την εμφάνιση ταλαντώσεων σε αυτό παρέχεται από μια ορισμένη συμπερίληψη των περιελίξεων.

Ρύζι. 1. Σχέδιο μετατροπέα τάσης με ανάδραση μετασχηματιστή.

Ένα ανάλογο του τρανζίστορ 2N3055 - KT819GM. Η γεννήτρια μπλοκαρίσματος σάς επιτρέπει να λαμβάνετε σύντομους παλμούς με μεγάλο κύκλο λειτουργίας. Αυτοί οι παλμοί έχουν σχεδόν ορθογώνιο σχήμα.

Οι χωρητικότητες των ταλαντωτικών κυκλωμάτων της γεννήτριας μπλοκαρίσματος, κατά κανόνα, είναι μικρές και οφείλονται στις χωρητικότητες διακοπής και στην χωρητικότητα τοποθέτησης. Η περιοριστική συχνότητα παραγωγής της γεννήτριας αποκλεισμού είναι εκατοντάδες kHz. Το μειονέκτημα αυτού του τύπου γεννητριών είναι η έντονη εξάρτηση της συχνότητας παραγωγής από την αλλαγή της τάσης τροφοδοσίας.

Ο διαχωριστής αντίστασης στο κύκλωμα βάσης του τρανζίστορ του μετατροπέα (Εικ. 1) έχει σχεδιαστεί για να δημιουργεί μια αρχική προκατάληψη. Μια ελαφρώς τροποποιημένη έκδοση του μετατροπέα με ανάδραση μετασχηματιστή φαίνεται στο σχ. 2.

Ρύζι. 2. Σχέδιο του κύριου (ενδιάμεσου) μπλοκ της πηγής τάσης υψηλής τάσης που βασίζεται σε αυτοταλαντούμενο μετατροπέα.

Ο ταλαντωτής λειτουργεί σε συχνότητα περίπου 30 kHz. Στην έξοδο του μετατροπέα, σχηματίζεται μια τάση με πλάτος έως 1 kV (καθορίζεται από τον αριθμό των στροφών της περιέλιξης κλιμάκωσης του μετασχηματιστή).

Ο μετασχηματιστής T1 είναι κατασκευασμένος σε διηλεκτρικό πλαίσιο που εισάγεται στον πυρήνα θωράκισης B26 από φερρίτη M2000NM1 (M1500NM1). Η κύρια περιέλιξη περιέχει 6 στροφές. δευτερεύουσα περιέλιξη - 20 στροφές σύρματος PELSHO με διάμετρο 0,18 mm (0,12 ... 0,23 mm).

Η ανοδική περιέλιξη για την επίτευξη τάσης εξόδου 700 ... 800 V έχει περίπου 1800 στροφές σύρματος PEL με διάμετρο 0,1 mm. Κάθε 400 στροφές κατά την περιέλιξη, τοποθετείται ένα διηλεκτρικό παρέμβυσμα από χαρτί πυκνωτή, τα στρώματα εμποτίζονται με λάδι πυκνωτή ή μετασχηματιστή. Οι θέσεις συμπερασμάτων του πηνίου γεμίζονται με παραφίνη.

Αυτός ο μετατροπέας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενδιάμεσος μετατροπέας για την τροφοδοσία των επόμενων σταδίων παραγωγής υψηλής τάσης (για παράδειγμα, με ηλεκτρικούς απαγωγείς ή θυρίστορ).

Ο επόμενος μετατροπέας τάσης (ΗΠΑ) κατασκευάζεται επίσης σε ένα μόνο τρανζίστορ (Εικ. 3). Η σταθεροποίηση της τάσης πόλωσης βάσης πραγματοποιείται με τρεις διόδους συνδεδεμένες σε σειρά VD1 - VD3 (προώθηση πόλωσης).

Ρύζι. 3. Σχέδιο μετατροπέα τάσης με ανάδραση μετασχηματιστή.

Η διασταύρωση συλλέκτη του τρανζίστορ VT1 προστατεύεται από τον πυκνωτή C2, επιπλέον, μια αλυσίδα διόδου VD4 και δίοδος zener VD5 συνδέεται παράλληλα με την περιέλιξη συλλέκτη του μετασχηματιστή T1.

Η γεννήτρια παράγει παλμούς που έχουν σχεδόν ορθογώνιο σχήμα. Η συχνότητα παραγωγής είναι 10 kHz και καθορίζεται από την τιμή χωρητικότητας του πυκνωτή C3. Ένα ανάλογο του τρανζίστορ 2N3700 - KT630A.

Μετατροπείς τάσης push-pull

Το διάγραμμα ενός μετατροπέα τάσης μετασχηματιστή ώθησης-έλξης φαίνεται στο σχ. 4. Ένα ανάλογο του τρανζίστορ 2N3055 - KT819GM. Ο μετασχηματιστής μετατροπέα υψηλής τάσης (Εικ. 4) μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας ανοιχτό πυρήνα φερρίτη στρογγυλής ή ορθογώνιας διατομής, καθώς και με βάση έναν μετασχηματιστή γραμμής τηλεόρασης.

Όταν χρησιμοποιείτε έναν στρογγυλό πυρήνα φερρίτη με διάμετρο 8 mm, ο αριθμός στροφών της περιέλιξης υψηλής τάσης, ανάλογα με την απαιτούμενη τάση εξόδου, μπορεί να φτάσει τις 8000 στροφές σύρματος με διάμετρο 0,15 ... 0,25 mm. Οι περιελίξεις συλλέκτη περιέχουν 14 στροφές σύρματος με διάμετρο 0,5 ... 0,8 mm.

Ρύζι. 4. Σχέδιο μετατροπέα push-pull με ανάδραση μετασχηματιστή.

Ρύζι. 5. Μια παραλλαγή του κυκλώματος μετατροπέα υψηλής τάσης με ανάδραση μετασχηματιστή.

Οι περιελίξεις ανάδρασης (τυλίξεις βάσης) περιέχουν 6 στροφές του ίδιου σύρματος. Κατά τη σύνδεση των περιελίξεων, πρέπει να τηρείται η φάση τους. Η τάση εξόδου του μετατροπέα είναι έως 8 kV.

Τα οικιακά τρανζίστορ, για παράδειγμα, το KT819 και τα παρόμοια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τρανζίστορ μετατροπέων.

Μια παραλλαγή του κυκλώματος ενός παρόμοιου μετατροπέα τάσης φαίνεται στο σχ. 5. Η κύρια διαφορά έγκειται στα κυκλώματα για την παροχή προκατάληψης στις βάσεις των τρανζίστορ.

Ο αριθμός στροφών της κύριας περιέλιξης (συλλεκτική) είναι 2x5 στροφές με διάμετρο 1,29 mm, οι δευτερεύουσες - 2x2 στροφές με διάμετρο 0,64 mm. Η τάση εξόδου του μετατροπέα καθορίζεται εξ ολοκλήρου από τον αριθμό των στροφών της περιέλιξης κλιμάκωσης και μπορεί να φτάσει τα 10...30 kV.

Α. Ο μετατροπέας τάσης του Chaplygin δεν περιέχει αντιστάσεις (Εικ. 6). Τροφοδοτείται από μια μπαταρία 5 6 και μπορεί να παρέχει έως και 1 A στα 12 V στο φορτίο.

Ρύζι. 6. Διάγραμμα απλού μετατροπέα τάσης υψηλής απόδοσης 5V με μπαταρία.

Οι διόδους ανορθωτή είναι οι σύνδεσμοι τρανζίστορ ταλαντωτή. Η συσκευή μπορεί να λειτουργεί ακόμη και με τάση τροφοδοσίας μειωμένη στο 1 V.

Για επιλογές μετατροπέα χαμηλής ισχύος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τρανζίστορ όπως KT208, KT209, KT501 και άλλα. Το μέγιστο ρεύμα φορτίου δεν πρέπει να υπερβαίνει το μέγιστο ρεύμα βάσης των τρανζίστορ.

Οι δίοδοι VD1 και VD2 είναι προαιρετικές, αλλά σας επιτρέπουν να λάβετε πρόσθετη τάση 4,2 V αρνητικής πολικότητας στην έξοδο. Η απόδοση της συσκευής είναι περίπου 85%. Ο μετασχηματιστής T1 κατασκευάζεται στον δακτύλιο K18x8x5 2000NM1. Τα τυλίγματα I και II έχουν 6 το καθένα, III και IV - 10 στροφές σύρματος PEL-2 0,5 το καθένα.

Επαγωγικός μετατροπέας τριών σημείων

Ο μετατροπέας τάσης (Εικ. 7) είναι κατασκευασμένος σύμφωνα με το επαγωγικό κύκλωμα τριών σημείων και έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση υψηλών ωμικών αντιστάσεων και σας επιτρέπει να λαμβάνετε μια μη σταθεροποιημένη τάση 120 ... 150 V στην έξοδο.

Το ρεύμα που καταναλώνεται από τον μετατροπέα είναι περίπου 3 ... 5 mA σε τάση τροφοδοσίας 4,5 V. Ο μετασχηματιστής για αυτήν τη συσκευή μπορεί να δημιουργηθεί με βάση τον τηλεοπτικό μετασχηματιστή BTK-70.

Ρύζι. 7. Σχέδιο ενός μετατροπέα τάσης σύμφωνα με το σχήμα ενός επαγωγικού τριών τόνων.

Η δευτερεύουσα περιέλιξή του αφαιρείται, αντί για αυτό, τυλίγεται μια περιέλιξη χαμηλής τάσης του μετατροπέα - 90 στροφές (δύο στρώματα των 45 στροφών το καθένα) σύρματος PEV-1 0,19 ... 0,23 mm. Ανάσυρση από την 70η στροφή από κάτω σύμφωνα με το σχήμα. Αντίσταση R1 - 12 ... 51 kOhm.

Μετατροπέας τάσης 1,5V/-9V

Ρύζι. 8. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης 1,5V/-9V.

Ο μετατροπέας (Εικ. 8) είναι μια γεννήτρια χαλάρωσης ενός κύκλου με χωρητική θετική ανάδραση (C2, C3). Ένας αυτομετασχηματιστής ανόδου T1 περιλαμβάνεται στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ VT2.

Ο μετατροπέας χρησιμοποιεί την αντίστροφη σύνδεση της διόδου ανορθωτή VD1, δηλ. όταν το τρανζίστορ VT2 είναι ανοιχτό, η τάση τροφοδοσίας Un εφαρμόζεται στην περιέλιξη του αυτομετασχηματιστή και εμφανίζεται ένας παλμός τάσης στην έξοδο του αυτομετασχηματιστή. Ωστόσο, η δίοδος VD1 που ενεργοποιείται προς την αντίθετη κατεύθυνση είναι κλειστή αυτή τη στιγμή και το φορτίο αποσυνδέεται από τον μετατροπέα.

Τη στιγμή της παύσης, όταν το τρανζίστορ κλείνει, η πολικότητα της τάσης στις περιελίξεις T1 αντιστρέφεται, η δίοδος VD1 ανοίγει και η ανορθωμένη τάση εφαρμόζεται στο φορτίο.

Κατά τη διάρκεια των επόμενων κύκλων, όταν το τρανζίστορ VT2 είναι απενεργοποιημένο, οι πυκνωτές φίλτρου (C4, C5) αποφορτίζονται μέσω του φορτίου, διασφαλίζοντας τη ροή συνεχούς ρεύματος. Σε αυτή την περίπτωση, η επαγωγή της περιέλιξης του αυτομετασχηματιστή T1 παίζει το ρόλο ενός επαγωγέα φίλτρου εξομάλυνσης.

Για να εξαλειφθεί η μαγνήτιση του πυρήνα του αυτομετασχηματιστή με συνεχές ρεύμα του τρανζίστορ VT2, χρησιμοποιείται η αντιστροφή μαγνήτισης του πυρήνα του αυτομετασχηματιστή συνδέοντας τους πυκνωτές C2 και C3 παράλληλα με την περιέλιξή του, οι οποίοι είναι επίσης διαιρέτης τάσης ανάδρασης.

Όταν το τρανζίστορ VT2 κλείνει, οι πυκνωτές C2 και C3 αποφορτίζονται κατά τη διάρκεια μιας παύσης μέσω μέρους της περιέλιξης του μετασχηματιστή, επαναμαγνητίζοντας τον πυρήνα T1 με το ρεύμα εκφόρτισης.

Η συχνότητα παραγωγής εξαρτάται από την τάση στη βάση του τρανζίστορ VT1. Η σταθεροποίηση της τάσης εξόδου πραγματοποιείται λόγω αρνητικής ανάδρασης (NFB) για σταθερή τάση μέσω R2.

Με τη μείωση της τάσης εξόδου, η συχνότητα των παραγόμενων παλμών αυξάνεται με την ίδια περίπου διάρκεια. Ως αποτέλεσμα, η συχνότητα επαναφόρτισης των πυκνωτών φίλτρου C4 και C5 αυξάνεται και η πτώση τάσης στο φορτίο αντισταθμίζεται. Με αύξηση της τάσης εξόδου, η συχνότητα παραγωγής, αντίθετα, μειώνεται.

Έτσι, μετά τη φόρτιση του πυκνωτή αποθήκευσης C5, η συχνότητα παραγωγής πέφτει δεκαπλάσια. Μόνο σπάνιοι παλμοί παραμένουν, αντισταθμίζοντας την εκφόρτιση των πυκνωτών σε κατάσταση ηρεμίας. Αυτή η μέθοδος σταθεροποίησης κατέστησε δυνατή τη μείωση του ρεύματος ηρεμίας του μετατροπέα στα 0,5 mA.

Τα τρανζίστορ VT1 και VT2 θα πρέπει να έχουν το υψηλότερο δυνατό κέρδος για να αυξήσουν την απόδοση. Η περιέλιξη του αυτομετασχηματιστή τυλίγεται σε δακτύλιο φερρίτη K10x6x2 από υλικό 2000 NM και έχει 300 στροφές σύρματος PEL-0.08 με βρύση από την 50η στροφή (μετρώντας από τον «γειωμένο» πείρο). Η δίοδος VD1 πρέπει να είναι υψηλής συχνότητας και να έχει μικρό αντίστροφο ρεύμα. Η ρύθμιση του μετατροπέα καταλήγει στη ρύθμιση της τάσης εξόδου στα -9 V επιλέγοντας την αντίσταση R2.

Μετατροπέας τάσης με έλεγχο PWM

Στο σχ. Το σχήμα 9 δείχνει ένα διάγραμμα σταθεροποιημένου μετατροπέα τάσης με έλεγχο πλάτους παλμού. Ο μετατροπέας παραμένει σε λειτουργία όταν η τάση της μπαταρίας μειωθεί από 9... 12 σε 3 V. Ένας τέτοιος μετατροπέας είναι ο πλέον κατάλληλος για εξοπλισμό που τροφοδοτείται από μπαταρίες.

Απόδοση σταθεροποιητή - όχι μικρότερη από 70%. Η σταθεροποίηση διατηρείται όταν η τάση τροφοδοσίας πέσει κάτω από τη σταθεροποιημένη τάση εξόδου του μετατροπέα, την οποία ένας παραδοσιακός ρυθμιστής τάσης δεν μπορεί να παρέχει. Η αρχή σταθεροποίησης που χρησιμοποιείται σε αυτόν τον μετατροπέα τάσης.

Ρύζι. 9. Σχέδιο σταθεροποιημένου μετατροπέα τάσης με έλεγχο PWM.

Όταν ο μετατροπέας είναι ενεργοποιημένος, το ρεύμα μέσω της αντίστασης R1 ανοίγει το τρανζίστορ VT1, το ρεύμα συλλέκτη του οποίου, που ρέει μέσω της περιέλιξης II του μετασχηματιστή T1, ανοίγει το ισχυρό τρανζίστορ VT2. Το τρανζίστορ VT2 εισέρχεται σε λειτουργία κορεσμού και το ρεύμα μέσω της περιέλιξης I του μετασχηματιστή αυξάνεται γραμμικά.

Η ενέργεια αποθηκεύεται στον μετασχηματιστή. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, το τρανζίστορ VT2 μεταβαίνει σε ενεργή λειτουργία, το EMF αυτοεπαγωγής εμφανίζεται στις περιελίξεις του μετασχηματιστή, η πολικότητα του οποίου είναι αντίθετη από την τάση που εφαρμόζεται σε αυτά (το μαγνητικό κύκλωμα του μετασχηματιστή δεν είναι κορεσμένο).

Το τρανζίστορ VT2 κλείνει σαν χιονοστιβάδα και το EMF αυτοεπαγωγής της περιέλιξης I μέσω της διόδου VD2 φορτίζει τον πυκνωτή C3. Ο πυκνωτής C2 συμβάλλει στο καθαρότερο κλείσιμο του τρανζίστορ. Στη συνέχεια η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η τάση στον πυκνωτή C3 αυξάνεται τόσο πολύ που ανοίγει η δίοδος zener VD1 και το ρεύμα βάσης του τρανζίστορ VT1 μειώνεται, ενώ το ρεύμα βάσης μειώνεται και ως εκ τούτου το ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ VT2.

Δεδομένου ότι η ενέργεια που συσσωρεύεται στον μετασχηματιστή προσδιορίζεται από το ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ VT2, σταματά μια περαιτέρω αύξηση της τάσης στον πυκνωτή C3. Ο πυκνωτής εκφορτίζεται μέσω του φορτίου. Έτσι, διατηρείται σταθερή τάση στην έξοδο του μετατροπέα. Η τάση εξόδου ρυθμίζει τη δίοδο zener VD1. Η συχνότητα μετατροπής ποικίλλει εντός 20 ... 140 kHz.

Μετατροπέας τάσης 3-12V/+15V, -15V

Ο μετατροπέας τάσης, το κύκλωμα του οποίου φαίνεται στο σχ. 10 διαφέρει στο ότι σε αυτό το κύκλωμα φορτίου είναι γαλβανικά απομονωμένο από το κύκλωμα ελέγχου. Αυτό σας επιτρέπει να λαμβάνετε αρκετές δευτερεύουσες σταθερές τάσεις. Η χρήση ενός συνδέσμου ολοκλήρωσης στο κύκλωμα ανάδρασης καθιστά δυνατή τη βελτίωση της σταθεροποίησης της δευτερεύουσας τάσης.

Ρύζι. 10. Σχέδιο σταθεροποιημένου μετατροπέα τάσης με διπολική έξοδο 15 + 15V.

Η συχνότητα μετατροπής μειώνεται σχεδόν γραμμικά καθώς μειώνεται η τάση τροφοδοσίας. Αυτή η περίσταση ενισχύει την ανάδραση στον μετατροπέα και αυξάνει τη σταθερότητα της δευτερεύουσας τάσης.

Η τάση στους πυκνωτές εξομάλυνσης των δευτερευόντων κυκλωμάτων εξαρτάται από την ενέργεια των παλμών που λαμβάνονται από τον μετασχηματιστή. Η παρουσία της αντίστασης R2 κάνει την τάση στον πυκνωτή αποθήκευσης C3 να εξαρτάται επίσης από τον ρυθμό επανάληψης του παλμού και ο βαθμός εξάρτησης (κλίση) καθορίζεται από την αντίσταση αυτής της αντίστασης.

Έτσι, η αντίσταση κοπής R2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ρυθμίσει την επιθυμητή εξάρτηση της αλλαγής της τάσης των δευτερευόντων περιελίξεων από την αλλαγή στην τάση τροφοδοσίας. Τρανζίστορ πεδίου VT2 - σταθεροποιητής ρεύματος. Η απόδοση του μετατροπέα μπορεί να φτάσει έως και 70 ... 90%.

Η αστάθεια της τάσης εξόδου σε τάση τροφοδοσίας 4 ... 12 V δεν είναι μεγαλύτερη από 0,5%, και όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος αλλάζει από -40 σε +50 ° C - όχι περισσότερο από 1,5%. Η μέγιστη ισχύς φορτίου είναι 2 W.

Κατά τη ρύθμιση του μετατροπέα, οι αντιστάσεις R1 και R2 ρυθμίζονται στη θέση ελάχιστης αντίστασης και συνδέουν ισοδύναμα φορτία RH. Εφαρμόζεται τάση τροφοδοσίας 12 V στην είσοδο της συσκευής και, χρησιμοποιώντας την αντίσταση R1, ρυθμίζεται τάση 15 V στο φορτίο Rn. Στη συνέχεια, η τάση τροφοδοσίας μειώνεται στα 4 V και η τάση εξόδου είναι επίσης 15 V από την αντίσταση R2. Επαναλαμβάνοντας αυτή τη διαδικασία πολλές φορές, επιτυγχάνεται σταθερή έξοδος.

Οι περιελίξεις I και II και το μαγνητικό κύκλωμα του μετασχηματιστή είναι τα ίδια και για τις δύο εκδόσεις των μετατροπέων. Οι περιελίξεις τυλίγονται σε θωρακισμένο μαγνητικό κύκλωμα B26 κατασκευασμένο από φερρίτη 1500 NM. Το τύλιγμα I περιέχει 8 στροφές σύρματος PEL 0,8 και II - 6 στροφές σύρματος PEL 0,33 (κάθε μία από τις περιελίξεις III και IV αποτελείται από 15 στροφές σύρματος PEL 0,33 mm).

Μετατροπέας τάσης δικτύου μικρού μεγέθους

Ένα διάγραμμα ενός απλού μικρού μεγέθους μετατροπέα τάσης δικτύου, κατασκευασμένου από προσβάσιμα στοιχεία, φαίνεται στο σχ. 11. Η συσκευή βασίζεται σε έναν συμβατικό ταλαντωτή αποκλεισμού που βασίζεται σε τρανζίστορ VT1 (KT604, KT605A, KT940).

Ρύζι. 11. Σχέδιο μετατροπέα τάσης βαθμίδωσης που βασίζεται σε γεννήτρια αποκλεισμού.

Ο μετασχηματιστής T1 τυλίγεται σε θωρακισμένο πυρήνα B22 από φερρίτη M2000NN. Τα τυλίγματα Ia και Ib περιέχουν 150+120 στροφές σύρματος PELSHO 0,1 mm. Το τύλιγμα II έχει 40 στροφές σύρμα PEL 0,27 mm III - 11 στροφές σύρμα PELSHO 0,1 mm. Πρώτα, η περιέλιξη Іa τυλίγεται, μετά - II, μετά - περιέλιξη lb και, τέλος, η περιέλιξη III.

Το τροφοδοτικό δεν φοβάται βραχυκύκλωμα ή άνοιγμα στο φορτίο, αλλά έχει συντελεστή κυματισμού υψηλής τάσης, χαμηλή απόδοση, χαμηλή ισχύ εξόδου (έως 1 W) και σημαντικό επίπεδο ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής. Μπορείτε επίσης να τροφοδοτήσετε τον μετατροπέα από μια πηγή DC με τάση 120 6. Σε αυτήν την περίπτωση, οι αντιστάσεις R1 και R2 (καθώς και η δίοδος VD1) θα πρέπει να εξαιρεθούν από το κύκλωμα.

Μετατροπέας τάσης χαμηλού ρεύματος για 440V

Ένας μετατροπέας τάσης χαμηλού ρεύματος για την τροφοδοσία ενός μετρητή εκκένωσης αερίου Geiger-Muller μπορεί να συναρμολογηθεί σύμφωνα με το κύκλωμα στο Σχ. 12. Ο μετατροπέας είναι μια γεννήτρια μπλοκαρίσματος τρανζίστορ με πρόσθετη ανοδική περιέλιξη. Οι παλμοί από αυτή την περιέλιξη φορτίζουν τον πυκνωτή C3 μέσω των διόδων ανορθωτή VD2, VD3 σε τάση 440 V.

Ο πυκνωτής SZ πρέπει να είναι είτε μαρμαρυγίας είτε κεραμικός, για τάση λειτουργίας τουλάχιστον 500 V. Η διάρκεια των παλμών της γεννήτριας μπλοκαρίσματος είναι περίπου 10 μs. Ο ρυθμός επανάληψης παλμού (δεκάδες Hz) εξαρτάται από τη σταθερά χρόνου του κυκλώματος R1, C2.

Ρύζι. 12. Σχέδιο μετατροπέα τάσης χαμηλού ρεύματος για τροφοδοσία μετρητή εκκένωσης αερίου Geiger-Muller.

Το μαγνητικό κύκλωμα του μετασχηματιστή Τ1 αποτελείται από δύο δακτυλίους φερρίτη K16x10x4,5 3000NM κολλημένους μεταξύ τους και μονωμένους με μια στρώση βερνικωμένου υφάσματος, Teflon ή fluoroplast.

Στην αρχή, το τύλιγμα III τυλίγεται χύμα - 420 στροφές σύρματος PEV-2 0,07, γεμίζοντας ομοιόμορφα το μαγνητικό κύκλωμα. Ένα στρώμα μόνωσης εφαρμόζεται πάνω από την περιέλιξη III. Οι περιελίξεις I (8 στροφές) και II (3 στροφές) τυλίγονται με οποιοδήποτε σύρμα πάνω από αυτό το στρώμα, θα πρέπει επίσης να κατανέμονται όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφα γύρω από το δακτύλιο.

Θα πρέπει να προσέξετε τη σωστή φάση των περιελίξεων, πρέπει να γίνει πριν από την πρώτη εκκίνηση. Με αντίσταση φορτίου της τάξης των μονάδων MΩ, ο μετατροπέας καταναλώνει ρεύμα 0,4 ... 1,0 mA.

Μετατροπέας τάσης φλας

Ο μετατροπέας τάσης (Εικ. 13) έχει σχεδιαστεί για να τροφοδοτεί το φλας. Ο μετασχηματιστής T1 κατασκευάζεται σε ένα μαγνητικό κύκλωμα δύο δακτυλίων μόνιμου κράματος K40x28x6 διπλωμένα μεταξύ τους. Η περιέλιξη του κυκλώματος συλλέκτη του τρανζίστορ VT1 έχει 16 στροφές PEV-2 0,6 mm. Το κύκλωμα βάσης του είναι 12 στροφές του ίδιου σύρματος. Η ανοδική περιέλιξη περιέχει 400 στροφές PEV-2 0,2.

Ρύζι. 13. Σχέδιο μετατροπέα τάσης για φλας.

Η λάμπα νέον HL1 χρησιμοποιείται από έναν εκκινητή λαμπτήρα φθορισμού. Η τάση εξόδου του μετατροπέα ανεβαίνει ομαλά στον πυκνωτή φλας στα 200 V σε 50 δευτερόλεπτα. Η συσκευή καταναλώνει ρεύμα έως και 0,6 A.

Μετατροπέας τάσης PN-70

Ο μετατροπέας τάσης PN-70, ο οποίος είναι η βάση της συσκευής που περιγράφεται παρακάτω, έχει σχεδιαστεί για την τροφοδοσία των λαμπτήρων φλας (Εικ. 14). Κανονικά, οι μπαταρίες μετατροπέα χρησιμοποιούνται με ελάχιστη απόδοση.

Ανεξάρτητα από τη συχνότητα των αναλαμπές φωτός, η γεννήτρια λειτουργεί συνεχώς, καταναλώνοντας μεγάλη ποσότητα ενέργειας και εξαντλώντας τις μπαταρίες.

Ρύζι. 14. Σχέδιο του τροποποιημένου μετατροπέα τάσης PN-70.

Ο O. Panchik πέτυχε να μεταφέρει τη λειτουργία του μετατροπέα σε κατάσταση αναμονής, ο οποίος ενεργοποίησε τον ωμικό διαιρέτη R5, R6 στην έξοδο του μετατροπέα και έστειλε ένα σήμα από αυτό μέσω της διόδου zener VD1 σε ένα ηλεκτρονικό κλειδί κατασκευασμένο στα τρανζίστορ VT1 - VTZ σύμφωνα με το κύκλωμα Darlington.

Μόλις η τάση στον πυκνωτή φλας (δεν φαίνεται στο διάγραμμα) φτάσει στην ονομαστική τιμή που καθορίζεται από την τιμή της αντίστασης R6, η δίοδος Zener VD1 σπάει και ο διακόπτης τρανζίστορ αποσυνδέει την μπαταρία (9 V) από τον μετατροπέα.

Όταν η τάση στην έξοδο του μετατροπέα πέσει ως αποτέλεσμα της αυτοεκφόρτισης ή της εκφόρτισης ενός πυκνωτή σε μια λυχνία φλας, η δίοδος zener VD1 θα σταματήσει να μεταφέρει ρεύμα, το κλειδί θα ανάψει και, κατά συνέπεια, ο μετατροπέας θα ενεργοποιηθεί. Το τρανζίστορ VT1 πρέπει να εγκατασταθεί σε χάλκινο ψυγείο διαστάσεων 50x22x0,5 mm.

Οι μετατροπείς τάσης μετασχηματιστή ανόδου σε τρανζίστορ χρησιμοποιούνται ευρέως σε μη ακίνητες συνθήκες και συνθήκες πεδίου για να αντικαταστήσουν το δίκτυο 220 V 50 Hz για την τροφοδοσία εξοπλισμού και συσκευών δικτύου.

Τέτοιοι μετατροπείς πρέπει να παρέχουν ισχύ εξόδου από λίγα έως εκατοντάδες watt όταν τροφοδοτούνται από μπαταρίες ή γεννήτριες συνεχούς ρεύματος με τάση 6 έως 24 V.

Συνήθως, ως μετατροπείς υψηλής τάσης χρησιμοποιούνται αυτοταλαντούμενοι μετατροπείς ή μετασχηματιστές με εξωτερική διέγερση.

Ένα παράδειγμα ταλαντωτή μετασχηματιστή push-pull που μετατρέπει 12 B DC σε 220 V AC φαίνεται στο σχήμα. 10.1. Ο μετατροπέας λειτουργεί με αυξημένη συχνότητα μετατροπής - 500 Hz (υπό φορτίο) και 700 Hz στο ρελαντί. Η απόδοση του μετατροπέα είναι περίπου 75%. Ένας τέτοιος μετατροπέας μπορεί να χρησιμοποιηθεί κυρίως για την τροφοδοσία ενός ενεργού φορτίου, για παράδειγμα, ένα συγκολλητικό σίδερο, μια λάμπα φωτισμού. Η ισχύς εξόδου του είναι έως και 40W.

Η αντίσταση R1 είναι ο περιοριστής ρεύματος βάσης. Το κύκλωμα R2, C1 δημιουργεί έναν παλμό ρεύματος ενεργοποίησης τη στιγμή που η γεννήτρια είναι ενεργοποιημένη. Ο επαγωγέας L1 DPM-0.4 μειώνει την πιθανότητα αυτοδιέγερσης του μετατροπέα σε αυξημένη συχνότητα (πάνω από 10 kHz).

Για τον μετασχηματιστή T1 χρησιμοποιείται το μαγνητικό κύκλωμα του μετασχηματιστή κάθετης σάρωσης (TVK). Όλες οι περιελίξεις του είναι τυλιγμένες. Τα τυλίγματα I και II περιέχουν 30 στροφές σύρματος PEV 0,6 ... 0,8 το καθένα. Το τύλιγμα III περιέχει 20 στροφές σύρματος PEV 0,16 ... 0,2; περιέλιξη IV - 1000 στροφές του ίδιου σύρματος. Η περιέλιξη των περιελίξεων I και II πραγματοποιείται ταυτόχρονα σε δύο σύρματα που περιστρέφονται. Περιέλιξη III

Ρύζι. 10.1. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης μέσης ισχύος

Ρύζι. 10.2. Σχέδιο ενός ισχυρού μετατροπέα τάσης

πηνίο σε πηνίο τυλίγεται επίσης. Περιέλιξη IV - χύμα ομοιόμορφα πάνω από το πλαίσιο.

Ο μετατροπέας τάσης μπαταρίας του μετασχηματιστή ανόδου (Εικ. 10.2) σας επιτρέπει να λαμβάνετε τάση 220 V 50 Hz στην έξοδο, καταναλώνοντας ρεύμα 5A [^ 0,2] σε τάση 12 V.

Η συσκευή βασίζεται σε μια κύρια ορθογώνια γεννήτρια παλμών, κατασκευασμένη σύμφωνα με το κύκλωμα πολυδονητή, το τυπικό κύκλωμα του οποίου παρουσιάστηκε νωρίτερα στο Σχ. 1.1. Η συχνότητα λειτουργίας αυτής της γεννήτριας πρέπει να είναι 50 Hz. Δεδομένου ότι η ισχύς εξόδου του κύριου ταλαντωτή είναι μικρή, οι ενισχυτές ισχύος δύο σταδίων συνδέονται στις εξόδους του πολυδονητή, οι οποίοι καθιστούν δυνατή την απόκτηση ενίσχυσης ισχύος έως και 1000 φορές.

Στην έξοδο του ενισχυτή, είναι ενεργοποιημένος ένας ενισχυμένος μετασχηματιστής χαμηλής συχνότητας Τ1. Οι δίοδοι VD1 και VD2 προστατεύουν τα τρανζίστορ εξόδου του μετατροπέα όταν λειτουργούν με επαγωγικό φορτίο.

Ως μετασχηματιστής T1, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ενοποιημένους μετασχηματιστές τύπου TAN ή G / 7/7. Τα τρανζίστορ VT1 και VT4 μπορούν να αντικατασταθούν με KT819GM ​​(με καλοριφέρ). VT2 και VT3 - KT814, KT816, KT837; δίοδοι VD1 και VD2 - D226.

Ένας μετατροπέας εναλλασσόμενου ρεύματος 12 V DC σε 220 V (εικ. 10.3) μπορεί να παρέχει ισχύ εξόδου 100 W. Η μέγιστη ισχύς εξόδου του μετατροπέα είναι 100 W, η απόδοση είναι έως και 50%.

Ρύζι. 10.4. Διάγραμμα απλού μετατροπέα τάσης

Ο κύριος ταλαντωτής κατασκευάζεται σύμφωνα με το σχήμα ενός παραδοσιακού συμμετρικού πολυδονητή, κατασκευασμένου στα τρανζίστορ VT2 και VT3 (KT815). Τα στάδια εξόδου του μετατροπέα συναρμολογούνται σε σύνθετα τρανζίστορ VT1 και VT4 (KT825). Αυτά τα τρανζίστορ εγκαθίστανται χωρίς μονωτικά παρεμβύσματα σε ένα κοινό ψυγείο.

Η συσκευή καταναλώνει ρεύμα έως και 20 L από την μπαταρία.

Ως μετασχηματιστής ισχύος χρησιμοποιήθηκε ένας έτοιμος μετασχηματιστής δικτύου 100 W (η διατομή του κεντρικού τμήματος του πυρήνα του σιδήρου είναι περίπου 10 cm ^). Θα πρέπει να έχει δύο δευτερεύουσες περιελίξεις, σχεδιασμένες για 8 B / 10 L το καθένα.

Προκειμένου η συχνότητα του κύριου ταλαντωτή να είναι ίση με 50 Hz, επιλέγονται οι τιμές των αντιστάσεων R3 και R4.

Ο μετατροπέας αυξημένης τάσης ισχύος τροφοδοτείται από μπαταρία (Εικ. 10.5) και σας επιτρέπει να λαμβάνετε μια εναλλασσόμενη τάση 220 V με συχνότητα 50 Hz στην έξοδο. Η ισχύς φορτίου μπορεί να φτάσει τα 200W.

Ο μετασχηματιστής Τ1 τυλίγεται σε μαγνητικό κύκλωμα ταινίας ShL12x20. Το πρωτεύον τύλιγμα περιέχει 500 στροφές PEV-2 0,21, χτυπημένες από τη μέση. Οι περιελίξεις ελέγχου έχουν 30 στροφές του ίδιου σύρματος με διάμετρο 0,4 mm.

Μετασχηματιστής T2 - επίσης σε μαγνητικό κύκλωμα ταινίας ShL32x38. Το πρωτεύον τύλιγμα περιέχει 96 στροφές σύρματος PEV-2 2,5, που χτυπιέται από τη μέση. Η δευτερεύουσα περιέλιξη έχει 920 στροφές σύρματος PEV-2 με διάμετρο 0,56 mm.

Τα τρανζίστορ εξόδου είναι τοποθετημένα σε θερμαντικά σώματα εμβαδού 200 cm^. Τα καλώδια ρεύματος υψηλού ρεύματος πρέπει να έχουν διατομή τουλάχιστον 4 mm^.

Η λειτουργία του μετατροπέα δοκιμάστηκε από μπαταρία 6ST60.

Η παρακάτω συσκευή έχει σχεδιαστεί για να τροφοδοτεί την ηλεκτρική ξυριστική μηχανή από το δίκτυο του αυτοκινήτου με σταθερή τάση 12 V (Εικ. 10.6). Καταναλώνει υπό φορτίο ρεύμα περίπου 2,5 u4.

Στον μετατροπέα, ο κύριος ταλαντωτής στη σκανδάλη DD1.1 παράγει συχνότητα 100 Hz. Στη συνέχεια, ο διαιρέτης συχνότητας στη σκανδάλη DDI.2 τη μειώνει κατά 2, και ο προενισχυτής στα τρανζίστορ VT1, VT2 ταλαντεύει τον ενισχυτή ισχύος στα τρανζίστορ VT3, VT4, που είναι φορτωμένοι στον μετασχηματιστή T1. Ο κύριος ταλαντωτής έχει σταθερότητα συχνότητας τουλάχιστον 5% όταν η τάση τροφοδοσίας αλλάζει από 6 σε 15 S. Ο διαιρέτης συχνότητας παίζει ταυτόχρονα το ρόλο ενός βήματος εξισορρόπησης, επιτρέποντάς σας να βελτιώσετε το σχήμα της τάσης εξόδου του μετατροπέα. Το τσιπ DDI K561TM2 (564TM2) και τα τρανζίστορ προενισχυτή τροφοδοτούνται μέσω των φίλτρων R9, C3 και C4. Η δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή Τ1 με τον πυκνωτή C5 και το φορτίο σχηματίζουν ένα κύκλωμα ταλάντωσης με συχνότητα συντονισμού περίπου 50 Hz.

Ρύζι. 10.5. Κύκλωμα μετατροπέα υψηλής τάσης

Ρύζι. 10.6. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης για τροφοδοσία ηλεκτρικής ξυριστικής μηχανής

Ο μετασχηματιστής T1 μπορεί να κατασκευαστεί με βάση οποιονδήποτε μετασχηματιστή δικτύου με ισχύ 30 ... 50 W. Όλες οι προηγουμένως υπάρχουσες δευτερεύουσες περιελίξεις αφαιρούνται από τον μετασχηματιστή (το δίκτυο θα χρησιμεύσει ως νέο δευτερεύον τύλιγμα) και αντί για αυτά τυλίγονται δύο μισά τυλίγματα με ένα καλώδιο PEL ή PEV-2 με διάμετρο 1,25 mm, το καθένα με τον αριθμό των στροφών που αντιστοιχεί σε αναλογία μετασχηματισμού περίπου 20 σε σχέση με την αριστερή στροφή 220 V του τυλίγματος μετατροπής 220 V.

Η χωρητικότητα του πυκνωτή C5 επιλέγεται από την συνθήκη λήψης της μέγιστης τάσης εξόδου με το συνδεδεμένο φορτίο.

Το κύκλωμα μετατροπέα (Εικ. 10.6) απλοποιήθηκε από τον V. Ka-ravkin. Οι βελτιώσεις επηρέασαν μόνο τον κύριο ταλαντωτή, το κύκλωμα του οποίου φαίνεται στο Σχ. 10.7. Αυτή η γεννήτρια λειτουργεί σε συχνότητα 50 Hz.

Ο μετατροπέας τάσης DC 12 B σε AC 220 V (Εικ. 10.8), όταν συνδέεται σε μπαταρία αυτοκινήτου χωρητικότητας 44 Ah, μπορεί να τροφοδοτήσει ένα φορτίο 100 watt για 2 ... 3 ώρες. Ο κύριος ταλαντωτής σε έναν συμμετρικό πολυδονητή (VT1 και VT2) είναι φορτωμένος σε ισχυρούς διφασικούς διακόπτες (VT3 - VT8) που αλλάζουν το ρεύμα στην κύρια περιέλιξη

Ρύζι. 10.7. Μια παραλλαγή του κύριου κυκλώματος ταλαντωτή για μετατροπέα τάσης

Ρύζι. 10.8. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης 100 W

μετασχηματιστής ανόδου Τ1. Τα ισχυρά τρανζίστορ VT5 και VT8 προστατεύονται από υπέρταση όταν λειτουργούν χωρίς φορτίο από τις διόδους VD3 και VD4.

Ο μετασχηματιστής είναι κατασκευασμένος στο μαγνητικό κύκλωμα ShZBHZB, οι περιελίξεις χαμηλής τάσης G και I "έχουν 28 στροφές σύρματος PEL με διάμετρο 2,1 mm, και το τύλιγμα II II - 600 ξεφλουδίζει με διάμετρο 0,6 mm, και πρώτα τυλίγεται W2, και με διπλό καλώδιο (για να επιτευχθεί η μισή ρύθμιση της συμμετρίας). ελάχιστη ελάχιστη παραμόρφωση λινού της μορφής τάσης εξόδου.

Το κύκλωμα μετατροπέα τάσης 300 W φαίνεται στην εικ. 10.9. Ο κύριος ταλαντωτής του μετατροπέα συναρμολογείται σε ένα τρανζίστορ unjuunction VT1, τις αντιστάσεις R1 - R3 και τον πυκνωτή C2. Η συχνότητα των παλμών που παράγονται από αυτό, ίση με 100 Hz, διαιρείται με τη σκανδάλη D στο τσιπ DDI K561TM2 με 2. Σε αυτήν την περίπτωση, σχηματίζονται παλμοί παραφάσης στις εξόδους της σκανδάλης, ακολουθώντας σε συχνότητα 50 Hz. Μέσω στοιχείων buffer - μετατροπείς /SMO/7-κυκλώματα K561LN2 ελέγχου τρανζίστορ κλειδιού (μπλοκ 1), συνδεδεμένα σύμφωνα με το κύκλωμα ενισχυτή ισχύος push-pull. Το φορτίο αυτού του καταρράκτη είναι ο μετασχηματιστής T1, ο οποίος αυξάνει την τάση παλμού στα 220 V.

Ρύζι. 10.9. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης 300 W

Ο μετασχηματιστής T1 κατασκευάζεται στο μαγνητικό κύκλωμα PL25x100x20. Τα τυλίγματα I και II περιέχουν 11 στροφές το καθένα ενός διαύλου αλουμινίου με διατομή 3 × 2 mm, το τύλιγμα III είναι κατασκευασμένο από σύρμα PBD με διάμετρο 1,2 mm και έχει 704 στροφές.

Ξεκινώντας τη δημιουργία της συσκευής, ο θετικός αγωγός της πηγής ισχύος αποσυνδέεται από το σημείο σύνδεσης των περιελίξεων I και II του μετασχηματιστή T1 και, χρησιμοποιώντας έναν παλμογράφο, ελέγξτε τη συχνότητα και το πλάτος των παλμών στις βάσεις των τρανζίστορ. Το πλάτος των παλμών πρέπει να είναι περίπου 2 S και ο ρυθμός επανάληψης τους, ίσος με 50 Hz, ρυθμίζεται από την αντίσταση R1.

Κάθε τρανζίστορ εξόδου είναι τοποθετημένο σε ψύκτρα με επιφάνεια περίπου 200 cm^. Οι αντιστάσεις στα κυκλώματα συλλέκτη των τρανζίστορ είναι κατασκευασμένες από σύρμα νιχρώμου με διάμετρο 1,2 mm (10 στροφές σε έναν άξονα με διάμετρο 4 mm). Εάν περιλαμβάνονται στα κυκλώματα εκπομπών των τρανζίστορ, τότε τα τρανζίστορ κάθε βραχίονα μπορούν να εγκατασταθούν σε μια κοινή ψύκτρα.

Το φορτίο στον μετατροπέα επιτρέπεται να συνδεθεί μόνο μετά την ενεργοποίηση του κυκλώματος.

Όλοι οι προηγουμένως θεωρημένοι μετατροπείς ενίσχυσης είχαν μη ρυθμισμένη και μη σταθεροποιημένη τάση εξόδου.

Στο σχ. Το 10.10 δείχνει έναν απλό μετατροπέα ενίσχυσης, τα πλεονεκτήματα του οποίου περιλαμβάνουν:

Σταθεροποιημένη τάση εξόδου;

Η δυνατότητα ρύθμισης της τάσης εξόδου σε ένα ευρύ φάσμα.

Η χρήση ευρέως χρησιμοποιούμενων στοιχείων.

Χρήση τυπικού μετασχηματιστή ТН-46-127/220-50 ως Τ1 χωρίς καμία τροποποίηση.

Ρύζι. 10.10. 9…12,6V/220V 18W κύκλωμα μετατροπέα ενίσχυσης με ρυθμιζόμενη σταθεροποιημένη τάση εξόδου AC

Ο μετατροπέας κατασκευάζεται σε τρανζίστορ VT4 και VT5 σύμφωνα με το κλασικό σχήμα Royer. Η ισχύς του παρέχεται από έναν ρυθμιζόμενο ρυθμιστή τάσης στα τρανζίστορ VT1 - VT3. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι τα τρανζίστορ VT3 - VT5 πρέπει να εγκατασταθούν σε πλάκες ψύκτρας. Η σύνθετη δίοδος zener VD1 - VD2 (KS147A και KS133A) μπορεί να αντικατασταθεί με KS182. Το μέγιστο ρεύμα φορτίου είναι μέχρι 100 mA.

Σε αυτό το άρθρο θέλω να μιλήσω για την περιέλιξη ενός μετασχηματιστή για έναν ισχυρό μετατροπέα αυτοκινήτου 12-220.
Αυτός ο μετασχηματιστής περιελίχθηκε για να λειτουργήσει σε συνδυασμό με μια κινεζική πλακέτα μετατροπέα τάσης αυτοκινήτου.

Τέτοιοι μετατροπείς έχουν πρόσφατα μεγάλη δημοτικότητα λόγω του μικρού τους βάρους, του συμπαγούς μεγέθους και της χαμηλής τιμής τους, κάτι απαραίτητο εάν χρειάζεται να συνδέσετε φορτία δικτύου σε ένα αυτοκίνητο που χρειάζεται πηγή τροφοδοσίας 220 volt και ακόμη και εναλλασσόμενο ρεύμα με συχνότητα 50 Hz, ο μετατροπέας μπορεί να παρέχει πλήρως τέτοιες συνθήκες. Λίγα λόγια για τον ίδιο τον μετατροπέα, το κατά προσέγγιση κύκλωμά του φαίνεται παρακάτω.

Το διάγραμμα παρέχεται μόνο για να δείξει την αρχή λειτουργίας, αλλά αυτό το πράγμα λειτουργεί με έναν μάλλον απλό τρόπο.

Δύο γεννήτριες, και οι δύο TL494, η πρώτη από τις οποίες λειτουργεί σε συχνότητα περίπου 60 kHz και είναι σχεδιασμένη να οδηγεί τα τρανζίστορ ισχύος του πρωτεύοντος κυκλώματος, τα οποία με τη σειρά τους κινούν τον παλμικό μετασχηματιστή ισχύος. Η δεύτερη γεννήτρια είναι συντονισμένη σε συχνότητα περίπου 100 Hz και οδηγεί τρανζίστορ ισχύος υψηλής τάσης.

Η ανορθωμένη τάση μετά τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή παρέχεται σε συσκευές πεδίου υψηλής τάσης, οι οποίες, λειτουργώντας σε μια δεδομένη συχνότητα, μετατρέπουν το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα - με συχνότητα 50 Hz. Το σχήμα του σήματος εξόδου είναι ένα ορθογώνιο, ή πιο σωστά, ένα τροποποιημένο ημιτονοειδές κύμα.

Ο μετασχηματιστής μας είναι το κύριο εξάρτημα ισχύος του μετατροπέα και η περιέλιξή του είναι η πιο κρίσιμη στιγμή.

Η κύρια περιέλιξη έχει τη μορφή διαύλου (δυστυχώς δεν μπορώ να αναφέρω το ακριβές μήκος), το πλάτος αυτού του διαύλου είναι περίπου 24 mm, το πάχος είναι 0,5 mm.

Συχνότητα λειτουργίας και τύπος κύριου ταλαντωτή.
Τάση εισόδου μετατροπέα
Συνολικές διαστάσεις και τύπος (μάρκα) του πυρήνα του μετασχηματιστή

Πρώτον, η κύρια περιέλιξη τυλίγεται. Δύο ώμοι τυλίχθηκαν με μία συμπαγή ταινία, ο αριθμός των στροφών είναι 2x2 στροφές. Μετά το τύλιγμα των δύο πρώτων στροφών, έγινε μια βρύση και στη συνέχεια τυλίχτηκαν οι υπόλοιπες δύο στροφές.

Πάνω από την κύρια περιέλιξη, είναι επιτακτική ανάγκη να τοποθετήσετε μόνωση, στην περίπτωσή μου, συνηθισμένη ηλεκτρική ταινία. Ο αριθμός των μονωτικών στρώσεων είναι 5.

Η δευτερεύουσα περιέλιξη τυλίγεται στην ίδια κατεύθυνση με την κύρια, για παράδειγμα, δεξιόστροφα.


Για να αποκτήσετε τάση εξόδου 220 Volt, στην περίπτωσή μου, η περιέλιξη περιέχει 42 στροφές, επιπλέον, η περιέλιξη της περιέλιξης έγινε σε στρώσεις - το πρώτο στρώμα των 14 στροφών, πάνω από δύο ακόμη στρώματα που περιέχουν ακριβώς τον ίδιο αριθμό στροφών.
Η περιέλιξη τυλίγεται με δύο παράλληλους κλώνους σύρματος 0,8 mm, ένα παράδειγμα του υπολογισμού φαίνεται παρακάτω.

Μετά από όλα αυτά, συναρμολογούμε τον μετασχηματιστή - στερεώνουμε τα μισά του πυρήνα χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε ηλεκτρική ταινία ή κολλητική ταινία, δεν συνιστώ κόλλα, καθώς μπορεί να διεισδύσει ανάμεσα στα μισά του φερρίτη και να σχηματίσει ένα τεχνητό κενό, το οποίο θα οδηγήσει σε αύξηση του ρεύματος ηρεμίας του κυκλώματος και στην καύση του παράγοντα εισόδου στον transver.




Κατά τη λειτουργία, ο μετασχηματιστής συμπεριφέρεται πολύ ήρεμα, η κατανάλωση ρεύματος χωρίς φορτίο είναι περίπου 300 mA, αλλά αυτό λαμβάνει υπόψη την κατανάλωση του τμήματος υψηλής τάσης.

Η μέγιστη συνολική ισχύς του πυρήνα που χρησιμοποίησα είναι περίπου 1000 watt, φυσικά τα δεδομένα περιέλιξης θα διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του πυρήνα που χρησιμοποιώ. Παρεμπιπτόντως, η περιέλιξη μπορεί να γίνει τόσο σε πυρήνες σχήματος W όσο και σε δακτυλίους φερρίτη.

Σε αυτή τη βάση, όλοι οι μετασχηματιστές τυλίγονται αποκλειστικά σε βιομηχανικούς και οικιακούς μετατροπείς παλμικής τάσης, παρεμπιπτόντως - τα σχέδια των οικιακών μετατροπέων επαναλαμβάνονται πολύ συχνά από ραδιοερασιτέχνες σε έργα ενισχυτών υπογούφερ και όχι μόνο, οπότε νομίζω ότι το άρθρο ήταν ενδιαφέρον για πολλούς.