Portalul de știri și analitic „timpul electronic”. Circuite push-pull și elementele de bază ale calculului lor Convertoare de tensiune DC Push-pull

Ce face un înglobat când nu are ce face? Desigur, studiază convertoarele autogeneratoare push-pull! De fapt, există ceva de făcut și multe, dar ceva este prea leneș. Prin urmare, astăzi voi explora în continuare un convertor autogenerator push-pull. Cam așa: la fel ca în imaginea de mai sus, sunt desenate în cărți, dar nu îmi place acest desen; Convertorul nu numai că arată ca un multivibrator în acest design (care este departe de adevăratul principiu al funcționării sale), dar și ieșirea este situată deasupra (am corectat ușor acest lucru în prima imagine). Prin urmare, îmi ofer opțiunea:
Imaginea trece puțin înainte de sine - voi explica de unde provin toate aceste numere pe măsură ce articolul progresează. Mai întâi, să ne uităm la principiul general de funcționare al circuitului. Când se aplică puterea, primul tranzistor care se deschide va fi cel a cărui tensiune bază-emițător este mai mică sau al cărui coeficient de transfer de curent este mai mare (nu există tranzistori exact identici în natură). Să fie T2. Apoi, un curent în creștere va începe să curgă prin înfășurarea B. În acest caz, înfășurările A și B lucrează împreună ca un autotransformator, drept urmare o tensiune chiar mai mare decât tensiunea de alimentare va fi aplicată la baza lui T2 prin rezistența R2. Acest lucru garantează saturația tranzistorului (deoarece ambele joncțiuni, colector și emițător, sunt deschise). T1 este închis în acest caz, deoarece tensiunea pe colectorul saturatului T2 este scăzută. T2 este deschis, curentul prin înfășurarea B crește, totul este rece. Totuși, acest lucru va continua până când circuitul magnetic al transformatorului ajunge la saturație. De îndată ce se întâmplă acest lucru, inductanța înfășurărilor va scădea brusc și, în consecință, curentul prin ele va începe să tinde spre infinit, limitat aproape doar de rezistența înfășurării. De fapt, la urma urmei

UPD: Am analizat mai detaliat și corect funcționarea acestui circuit.

Ca tot ce este pe pământ, un astfel de convertor are argumente pro și contra. Primul și cel mai evident avantaj este simplitatea fantastică. Sunt necesare doar patru părți, fără a include transformatorul. Un alt avantaj este că transformatorul dintr-un astfel de convertor nu va ajunge niciodată prea departe în saturație, ceea ce limitează pierderile. În plus, acesta este un adevărat circuit push-pull, astfel încât transformatorul nu are nevoie de un spațiu liber, ceea ce înseamnă că puteți folosi, de exemplu, inele din economii (ceea ce am de gând să fac în continuare). Cu toate avantajele, această schemă are și o mulțime de dezavantaje. În primul rând, circuitul magnetic va intra în continuare în saturație, deci vor exista pierderi care ar putea fi evitate. În al doilea rând, este clar că capacitatea de a opera un astfel de convertor este strâns legată de proprietățile reale ale miezului magnetic al transformatorului (eroarea de a indica care din fișele de date ajunge la 30%) și ușor de imperfecțiunea tranzistoarelor. adica calcula Un astfel de convertor este imposibil - parametrii săi pot fi doar estimați aproximativ sau măsurați pe un circuit real. Frecvența de funcționare va fi determinată de cât de repede intră în saturație circuitul magnetic, adică va depinde de tensiunea de intrare. Mai sus am vorbit despre inele de economii. Pentru un miez toroidal, expresia pentru inducție în circuitul magnetic este următoarea: unde μ este permeabilitatea magnetică a inelului, μ 0 este constanta magnetică, N este numărul de spire ale înfășurării, I este curentul în înfășurare, R este raza inelului. Rata de creștere a curentului în înfășurare este proporțională cu tensiunea aplicată (a se vedea prima formulă), adică rata de creștere a fluxului magnetic va fi, de asemenea, proporțională cu aceasta, adică frecvența de funcționare va depinde asupra tensiunii de intrare. În acest caz, valoarea absolută a inducției va fi proporțională cu produsul dintre numărul de spire și curentul, prin urmare curentul fără sarcină va fi determinat de numărul de spire din înfășurările A și B (cu cât sunt mai multe spire, cu atât mai puțin se va atinge saturaţia curentă). Acest lucru duce la un alt dezavantaj - pentru a obține un curent fără sarcină scăzut, trebuie să înfășurați multă sârmă, ceea ce este deosebit de obositor în cazul unui miez toroidal. Ei bine, curentul fără sarcină va depinde și de tensiunea aplicată. Din tot ceea ce s-a spus, putem concluziona că o astfel de schemă este potrivită atunci când simplitatea convertorului depășește nevoia de predictibilitate precisă și calitatea caracteristicilor sale. De exemplu, când scopul este să te distrezi puțin într-o seară de primăvară.

Să trecem de la teorie la practică. În coșurile mele zăcea un inel neidentificat, luat dintr-un cont de economii. Diametrul său este de 10 mm, înălțimea - 3,5 mm, grosimea - 2 mm. Adică arată ca un inel EPCOS R 10 x 6 x 4.
Am înfășurat 10 spire de sârmă în jurul lui și am măsurat inductanța bobinei rezultate. Rezultatul a fost 286 μH, ceea ce corespunde unei permeabilitati de aproximativ 8000. Adică, conform fișei tehnice de mai sus, materialul inelului este fie T37, fie T38. Inducția lor de saturație este cam de 400 mT. M-am gândit că nu mi-ar fi prea lene să dau nu mai mult de 15 ture. Folosind a doua formulă, putem calcula că curentul de saturație va fi de aproximativ 65 mA. Amenda; se potrivește bine cu capacitățile principalelor „doar tranzistoare” - BC547/847/817. După aceea, am înfășurat înfășurările - primar, 15 spire în două fire, iar secundar, 63 spire (câte am putut). Raportul de transformare s-a dovedit a fi 4,2, adică de la 1,5 V obținem aproximativ 6,3 V.
Am pus cap la cap o diagramă. Am instalat rezistențe de 510 Ohm în bazele tranzistoarelor (cum am găsit). În același timp, la o tensiune de intrare minimă (am luat un minim de 0,9 V cu un ochi la baterie ca sursă), curentul de bază va fi suficient pentru a furniza un curent de colector suficient pentru a satura transformatorul cu un transfer de curent minim. coeficientul tranzistorilor (conform tradiției, se acceptă 100) (mai sus a fost calculat aproximativ 65 mA). Colectat:
A dat 1,5 V. A funcționat!
Ieșirea este de 6,3 V RMS, exact așa cum este proiectat. Puteți instala un circuit de redresare de dublare și puteți obține 12 V. Tensiune la colectoare:
Se poate observa că amplitudinea impulsului este de 3 V, adică de două ori tensiunea de alimentare. Deci practica într-adevăr coincide cu teoria - înfășurarea primară funcționează ca un autotransformator. Tensiune la baze (nu aveți încredere în măsurarea frecvenței, osciloscopul este glitchat din cauza supratensiunii; grila de timp este aceeași ca mai sus):
Consum curent. Am măsurat tensiunea pe un rezistor de 10 ohmi conectat în serie cu convertorul:
Aproximativ 76 mA de vârf. Folosind a doua formulă, puteți calcula inducția de saturație - se dovedește a fi aproximativ 457 mT, adică ferita este aparent încă T38. Curentul mediu inactiv la o tensiune de 1,5 V a fost de aproximativ 30 mA. Convertorul pornește la o tensiune de intrare de 0,5 V. În ceea ce mă privește, un astfel de circuit este o modalitate excelentă de a folosi inelele din economii în convertoare simple 1,5 - 5 V / 3,3 V. Desigur, ar fi bine să instalați și un stabilizator la ieșire (cu o punte de diode, desigur), în cel mai simplu caz este liniar, același L78L33. Eficiența unei astfel de soluții nu va fi deosebit de mare, dar din punct de vedere al costului și simplității va depăși probabil chiar și produsele chinezești.

1. Arhitectura calculatoarelor sisteme informatice retele de telecomunicatii

   Document

   Dependente pentru a simplificare. 5. Prezentarea primit... unic ciclu (a) și în doi timpi(b) Șlapi RS. ..., specializat convertoare informații, ... index ( index căutare) permite... pentru științifice și tehnice calcule, probleme de matematică...

2. management

   Este dat LPC 1.0 calcul simplificat Index eu 8 Index 8 Index în doi timpi sistem convertor cu transformator...

3. arhivă

   Este dat LPC 1.0 calcul lățimea de bandă a interfeței... . Faceți cunoștință cu și simplificat opțiuni, fără... DS3) 6 FDEDIN (DS3) 8 Index eu 8 Index 8 Index 10 Motor On A o 10 ... se aplică aici în doi timpi sistem convertor cu transformator...

4. management

   Este dat LPC 1.0 calcul lățimea de bandă a interfeței... . Faceți cunoștință cu și simplificat opțiuni, fără... DS3) 6 FDEDIN (DS3) 8 Index eu 8 Index 8 Index 10 Motor On A o 10 ... se aplică aici în doi timpi sistem convertor cu transformator...

65 de nanometri este următorul obiectiv al uzinei de la Zelenograd Angstrem-T, care va costa 300-350 de milioane de euro. Compania a depus deja o cerere pentru un împrumut preferenţial pentru modernizarea tehnologiilor de producţie către Vnesheconombank (VEB), a informat Vedomosti în această săptămână cu referire la preşedintele consiliului de administraţie al uzinei, Leonid Reiman. Acum Angstrem-T se pregătește să lanseze o linie de producție pentru microcircuite cu o topologie de 90 nm. Plățile împrumutului anterior VEB, pentru care a fost achiziționat, vor începe la jumătatea anului 2017.

Beijingul se prăbușește pe Wall Street

Indicii cheie americani au marcat primele zile ale Anului Nou cu o scădere record, miliardarul George Soros a avertizat deja că lumea se confruntă cu o repetare a crizei din 2008.

Primul procesor rus de consum Baikal-T1, la un preț de 60 de dolari, este lansat în producție de masă

Compania Baikal Electronics promite să lanseze în producție industrială procesorul rusesc Baikal-T1 care costă aproximativ 60 de dolari la începutul anului 2016. Dispozitivele vor fi solicitate dacă guvernul creează această cerere, spun participanții de pe piață.

MTS și Ericsson vor dezvolta și implementa împreună 5G în Rusia

Mobile TeleSystems PJSC și Ericsson au încheiat acorduri de cooperare în dezvoltarea și implementarea tehnologiei 5G în Rusia. În proiecte-pilot, inclusiv în timpul Cupei Mondiale 2018, MTS intenționează să testeze evoluțiile vânzătorului suedez. La începutul anului viitor, operatorul va începe un dialog cu Ministerul Telecomunicațiilor și Comunicațiilor de Masă privind formarea cerințelor tehnice pentru a cincea generație de comunicații mobile.

Sergey Chemezov: Rostec este deja una dintre cele mai mari zece corporații de inginerie din lume

Șeful Rostec, Serghei Chemezov, într-un interviu acordat RBC, a răspuns la întrebări stringente: despre sistemul Platon, problemele și perspectivele AVTOVAZ, interesele Corporației de Stat în afacerile farmaceutice, a vorbit despre cooperarea internațională în contextul sancțiunilor. presiune, substituirea importurilor, reorganizare, strategie de dezvoltare și noi oportunități în vremuri dificile.

Rostec „se îngrădește” și încalcă laurii Samsung și General Electric

Consiliul de Supraveghere al Rostec a aprobat „Strategia de Dezvoltare până în 2025”. Principalele obiective sunt creșterea ponderii produselor civile de înaltă tehnologie și prinderea din urmă cu General Electric și Samsung în indicatori financiari cheie.

Cele mai răspândite sunt sursele secundare de alimentare push-pull, deși au un circuit electric mai complex în comparație cu cele cu un singur ciclu. Acestea vă permit să obțineți o putere de ieșire semnificativ mai mare cu o eficiență ridicată.
Circuitele convertor-invertoare push-pull au trei tipuri de conexiune a tranzistoarelor cheie și a înfășurării primare a transformatorului de ieșire: semipunte, punte și cu o înfășurare primară luată din mijloc.

Jumătate de pod diagrama construcției cascadei cheie.
Caracteristica sa este includerea înfășurării primare a transformatorului de ieșire la mijlocul divizorului capacitiv C1 - C2.

Amplitudinea impulsurilor de tensiune la tranzițiile emițător-colector T1 și T2 nu depășește valoarea Upit a tensiunii de alimentare. Acest lucru permite utilizarea tranzistoarelor cu o tensiune maximă Uek de până la 400 volți.
În același timp, tensiunea de pe înfășurarea primară a transformatorului T2 nu depășește valoarea Upit/2, deoarece este scoasă din divizorul C1 - C2 (Upit/2).
O tensiune de control de polaritate opusă este furnizată bazelor tranzistoarelor cheie T1 și T2 prin transformatorul Tr1.


ÎN trotuarÎn convertor, divizorul capacitiv (C1 și C2) este înlocuit cu tranzistoarele T3 și T4. Tranzistorii din fiecare semiciclu se deschid în perechi în diagonală (T1, T4) și (T2, T3).

Tensiunea la tranzițiile Uec ale tranzistoarelor închise nu depășește tensiunea de alimentare Upit. Dar tensiunea de pe înfășurarea primară a transformatorului Tr3 va crește și va fi egală cu valoarea lui Upit, ceea ce crește eficiența convertorului. Curentul prin înfășurarea primară a transformatorului Tr3 la aceeași putere, în comparație cu un circuit în jumătate de punte, va fi mai mic.
Datorită dificultății în configurarea circuitelor de control ale tranzistoarelor T1 - T4, un circuit de comutare în punte este rar utilizat.

Circuit invertor cu așa-numitul împingere-tragere ieșirea este de preferat în convertoare-invertoare puternice. O caracteristică distinctivă a acestui circuit este că înfășurarea primară a transformatorului de ieșire Tr2 are o bornă din mijloc. Pentru fiecare jumătate de ciclu de tensiune, funcționează alternativ un tranzistor și o jumătate de înfășurare a transformatorului.

Acest circuit se caracterizează prin cea mai mare eficiență, nivel scăzut de ondulare și emisie redusă de zgomot. Acest lucru se realizează prin reducerea curentului în înfășurarea primară și reducerea disipării de putere în tranzistoarele cheie.
Amplitudinea de tensiune a impulsurilor în jumătate din înfășurarea primară Tr2 crește la valoarea Upit, iar tensiunea Uek pe fiecare tranzistor atinge valoarea 2 Upit (emf de auto-inducție + Upit).
Este necesar să folosiți tranzistori cu o valoare mare a Ucat, egală cu 600 - 700 volți.
Curentul mediu prin fiecare tranzistor este egal cu jumătate din consumul de curent din rețeaua de alimentare.

Feedback de curent sau tensiune.

O caracteristică a circuitelor autoexcitate push-pull este prezența feedback-ului (Feedback) de la ieșire la intrare, în termeni de curent sau tensiune.

În schemă feedback-ul curent înfășurarea de comunicație w3 a transformatorului Tr1 este conectată în serie cu înfășurarea primară w1 a transformatorului de ieșire Tr2. Cu cât este mai mare sarcina la ieșirea invertorului, cu atât este mai mare curentul în înfășurarea primară Tr2, cu atât este mai mare feedback-ul și cu atât este mai mare curentul de bază al tranzistoarelor T1 și T2.
Dacă sarcina este mai mică decât minimul admis, curentul de reacție în înfășurarea w3 a transformatorului Tr1 este insuficient pentru a controla tranzistoarele și generarea tensiunii alternative este întreruptă.
Cu alte cuvinte, atunci când sarcina este pierdută, generatorul nu funcționează.

În schemă feedback de tensiune Înfășurarea de reacție w3 a transformatorului Tr2 este conectată printr-un rezistor R la înfășurarea de comunicație w3 a transformatorului Tr1. Acest circuit oferă feedback de la transformatorul de ieșire la intrarea transformatorului de control Tr1 și apoi la circuitele de bază ale tranzistoarelor T1 și T2.
Feedback-ul de tensiune depinde slab de sarcină. Dacă există o sarcină foarte mare la ieșire (scurtcircuit), tensiunea de pe înfășurarea w3 a transformatorului Tr2 scade și poate veni un moment în care tensiunea de pe înfășurările de bază w1 și w2 ale transformatorului Tr1 nu va fi suficientă pentru a controla tranzistoarele . Generatorul nu va mai funcționa.
În anumite circumstanțe, acest fenomen poate fi utilizat ca protecție împotriva scurtcircuitului la ieșire.
În practică, ambele circuite cu feedback atât în ​​curent, cât și în tensiune sunt utilizate pe scară largă.

Circuit invertor push-pull cu feedback de tensiune

De exemplu, să luăm în considerare funcționarea celui mai comun circuit convertor-invertor - un circuit cu jumătate de punte.
Circuitul este format din mai multe blocuri independente:

• — redresor – transformă tensiunea alternativă 220 volți 50 Hz în tensiune continuă 310 volți;
• — dispozitiv de declanșare a impulsurilor – generează impulsuri scurte de tensiune pentru pornirea autogeneratorului;
• — generator de tensiune alternativă – transformă o tensiune continuă de 310 volți într-o tensiune alternativă dreptunghiulară de înaltă frecvență 20 – 100 kHz;
• - redresor - transformă tensiunea alternativă 20 -100 kHz în tensiune continuă.

Imediat după pornirea sursei de alimentare de 220 de volți, dispozitivul de declanșare a impulsurilor, care este un generator de tensiune din dinți de ferăstrău (R2, C2, D7), începe să funcționeze. Din aceasta, impulsurile de declanșare ajung la baza tranzistorului T2. Autogeneratorul pornește.
Tranzistoarele cheie se deschid unul câte unul și în înfășurarea primară a transformatorului de ieșire Tr2, conectat la diagonala punții (T1, T2 - C3, C4), se formează o tensiune alternativă dreptunghiulară.
Tensiunea de ieșire este îndepărtată din înfășurarea secundară a transformatorului Tr2, rectificată de diodele D9 - D12 (redresare cu undă completă) și netezită de condensatorul C5.
Ieșirea produce o tensiune constantă de o valoare dată.
Transformatorul T1 este utilizat pentru a transmite impulsuri de feedback de la transformatorul de ieșire Tr2 la bazele tranzistoarelor cheie T1 și T2.


Circuitul UPS push-pull are o serie de avantaje față de circuitul cu un singur ciclu:

• — miezul de ferită al transformatorului de ieșire Tr2 funcționează cu inversare activă a magnetizării (miezul magnetic este utilizat cel mai pe deplin din punct de vedere al puterii);
• — tensiunea colector-emițător Uek pe fiecare tranzistor nu depășește tensiunea sursei DC de 310 volți;
• — când curentul de sarcină se modifică de la I = 0 la Imax, tensiunea de ieșire se modifică ușor;
• — supratensiunile de înaltă tensiune în înfășurarea primară a transformatorului Tr2 sunt foarte mici, iar nivelul interferenței radiate este în mod corespunzător mai mic.

Și încă o notă în favoarea circuitului push-pull!!

Să comparăm funcționarea autogeneratoarelor în doi timpi și cu un singur timp cu aceeași sarcină.
Fiecare tranzistor cheie T1 și T2 este utilizat doar jumătate din timp (o jumătate de undă) în timpul unui ciclu de ceas al generatorului, a doua jumătate a ciclului este „în repaus”. Adică, întreaga putere generată a generatorului este împărțită la jumătate între ambele tranzistoare și energia este transferată la sarcină în mod continuu (de la un tranzistor, apoi de la celălalt), pe parcursul întregului ciclu. Tranzistoarele funcționează într-un mod blând.
Într-un generator cu un singur ciclu, acumularea de energie în miezul de ferită are loc în jumătatea ciclului, iar în a doua jumătate a ciclului este eliberată la sarcină.

Tranzistorul cheie dintr-un circuit cu un singur ciclu funcționează de patru ori mai intens decât tranzistorul cheie dintr-un circuit push-pull.

Diagramele schematice ale convertoarelor simple de tensiune bazate pe auto-oscilatoare sunt construite folosind tranzistoare.

Generatoarele auto-excitate (auto-oscilatoare) folosesc de obicei feedback pozitiv pentru a excita oscilații electrice. Există și auto-oscilatoare bazate pe elemente active cu rezistență dinamică negativă, dar practic nu sunt folosite ca convertoare.

Convertoare de tensiune cu o singură treaptă

Cel mai simplu circuit al unui convertor de tensiune cu o singură treaptă bazat pe un auto-oscilator este prezentat în Fig. 1. Acest tip de generatoare se numește generatoare de blocare. Schimbarea de fază pentru a asigura condițiile de apariție a oscilațiilor în ea este asigurată de o anumită includere a înfășurărilor.

Orez. 1. Schema unui convertor de tensiune cu feedback de transformator.

Un analog al tranzistorului 2N3055 este KT819GM. Generatorul de blocare vă permite să primiți impulsuri scurte cu un ciclu de lucru mare. Forma acestor impulsuri este aproape dreptunghiulară.

Capacitatele circuitelor oscilatoare ale generatorului de blocare sunt, de regulă, mici și sunt determinate de capacitățile interturn și de capacitatea de montare. Frecvența maximă de generare a oscilatorului de blocare este de sute de kHz. Dezavantajul acestui tip de generator este dependența pronunțată a frecvenței de generare de modificările tensiunii de alimentare.

Divizorul rezistiv din circuitul de bază al tranzistorului convertor (Fig. 1) este proiectat pentru a crea o polarizare inițială. În Fig. 2.

Orez. 2. Diagrama blocului principal (intermediar) al unei surse de tensiune de înaltă tensiune bazată pe un convertor autooscilant.

Auto-oscilatorul funcționează la o frecvență de aproximativ 30 kHz. La ieșirea convertorului, se generează o tensiune cu o amplitudine de până la 1 kV (determinată de numărul de spire ale înfășurării de creștere a transformatorului).

Transformatorul T1 este realizat pe un cadru dielectric introdus în miezul blindat B26 din ferită M2000NM1 (M1500NM1). Înfășurarea primară conține 6 spire; înfășurare secundară - 20 de spire de sârmă PELSHO cu diametrul de 0,18 mm (0,12...0,23 mm).

Înfășurarea crescătoare pentru a obține o tensiune de ieșire de 700...800 V are aproximativ 1800 de spire de sârmă PEL cu un diametru de 0,1 mm. La fiecare 400 de spire în timpul înfășurării, se așează un tampon dielectric din hârtie de condensator, straturile sunt impregnate cu ulei de condensator sau transformator. Terminalele bobinei sunt umplute cu parafină.

Acest convertor poate fi folosit ca un convertor intermediar pentru a alimenta etapele ulterioare de generare de înaltă tensiune (de exemplu, cu descărcătoare electrice sau tiristoare).

Următorul convertor de tensiune (SUA) este realizat și pe un singur tranzistor (Fig. 3). Stabilizarea tensiunii de polarizare de bază este realizată de trei diode conectate în serie VD1 - VD3 (polarizare directă).

Orez. 3. Diagrama unui convertor de tensiune cu feedback de transformator.

Joncțiunea colectorului tranzistorului VT1 este protejată de condensatorul C2, în plus, un lanț de diode VD4 și diode Zener VD5 este conectat în paralel cu înfășurarea colectorului transformatorului T1.

Generatorul produce impulsuri care sunt aproape de formă dreptunghiulară. Frecvența de generare este de 10 kHz și este determinată de valoarea capacității condensatorului SZ. Un analog al tranzistorului 2N3700 este KT630A.

Convertoare de tensiune push-pull

Circuitul unui convertor de tensiune a transformatorului push-pull este prezentat în Fig. 4. Analog de tranzistor 2N3055 - KT819GM. Transformatorul unui convertor de înaltă tensiune (Fig. 4) poate fi realizat folosind un miez deschis de ferită cu secțiune transversală rotundă sau dreptunghiulară, precum și pe baza unui transformator de linie de televiziune.

Când se utilizează un miez rotund de ferită cu diametrul de 8 mm, numărul de spire ale înfășurării de înaltă tensiune, în funcție de tensiunea de ieșire necesară, poate ajunge la 8000 de spire de sârmă cu diametrul de 0,15...0,25 mm. Înfășurările colectorului conțin 14 spire de sârmă cu diametrul de 0,5...0,8 mm.

Orez. 4. Schema unui convertor push-pull cu feedback transformator.

Orez. 5. O variantă a circuitului convertizorului de înaltă tensiune cu feedback transformator.

Înfășurările de feedback (înfășurări de bază) conțin 6 spire ale aceluiași fir. La conectarea înfășurărilor, trebuie respectată fazarea acestora. Tensiunea de ieșire a convertorului este de până la 8 kV.

Tranzistoarele de fabricație casnică, de exemplu, KT819 și altele asemenea, pot fi utilizate ca tranzistoare convertoare.

O variantă a circuitului unui convertor de tensiune similar este prezentată în Fig. 5. Principala diferență constă în circuitele de alimentare de polarizare la bazele tranzistoarelor.

Numărul de spire al înfășurării primare (colector) este de 2x5 spire cu un diametru de 1,29 mm, secundar - 2x2 spire cu un diametru de 0,64 mm. Tensiunea de ieșire a convertorului este determinată în întregime de numărul de spire ale înfășurării de creștere și poate ajunge la 10...30 kV.

A. Convertorul de tensiune al lui Chaplygin nu conține rezistențe (Fig. 6). Este alimentat de o baterie 5-6 și este capabil să furnizeze până la 1 A la sarcină la o tensiune de 12 V.

Orez. 6. Schema de circuit a unui convertor simplu de tensiune de înaltă eficiență alimentat de o baterie de 5V.

Diodele redresoare sunt joncțiunile tranzistoarelor oscilatoare. Dispozitivul poate funcționa și la o tensiune de alimentare redusă la 1 V.

Pentru opțiunile de convertoare de putere redusă, puteți utiliza tranzistori precum KT208, KT209, KT501 și altele. Curentul maxim de sarcină nu trebuie să depășească curentul de bază maxim al tranzistoarelor.

Diodele VD1 și VD2 sunt opționale, dar vă permit să obțineți o tensiune suplimentară de 4,2 V de polaritate negativă la ieșire. Eficiența dispozitivului este de aproximativ 85%. Transformatorul T1 este realizat pe un inel K18x8x5 2000NM1. Înfășurările I și II au fiecare câte 6, III și IV au câte 10 spire de sârmă PEL-2 0,5.

Convertor inductiv în trei puncte

Convertorul de tensiune (Fig. 7) este realizat după un circuit inductiv în trei puncte și este destinat măsurării rezistențelor de înaltă rezistență și vă permite să obțineți o tensiune nestabilizată de 120... 150 V la ieșire.

Curentul consumat de convertor este de aproximativ 3...5 mA la o tensiune de alimentare de 4,5 V. Transformatorul pentru acest dispozitiv poate fi creat pe baza transformatorului de televiziune BTK-70.

Orez. 7. Schema unui convertor de tensiune bazat pe un circuit inductiv de trei tone.

Înfășurarea sa secundară este îndepărtată, iar în locul său este înfășurată o înfășurare de joasă tensiune a convertorului - 90 de spire (două straturi de 45 de spire fiecare) de sârmă PEV-1 0,19...0,23 mm. Ramura din virajul 70 de jos conform diagramei. Rezistorul R1 este de 12...51 kOhm.

Convertor de tensiune 1,5 V/-9 V

Orez. 8. Circuit convertizor de tensiune 1,5 V/-9 V.

Convertorul (Fig. 8) este un generator de relaxare cu un singur ciclu cu feedback pozitiv capacitiv (C2, SZ). Circuitul colector al tranzistorului VT2 include un autotransformator T1.

Convertorul utilizează conexiunea inversă a diodei de redresare VD1, adică. când tranzistorul VT2 este deschis, tensiunea de alimentare Un este aplicată înfășurării autotransformatorului și apare un impuls de tensiune la ieșirea autotransformatorului. Cu toate acestea, dioda VD1, pornită în sens invers, este închisă în acest moment, iar sarcina este deconectată de la convertor.

În momentul pauzei, când tranzistorul se închide, polaritatea tensiunii de pe înfășurările T1 este inversată, dioda VD1 se deschide și tensiunea redresată este aplicată sarcinii.

În ciclurile ulterioare, când tranzistorul VT2 este oprit, condensatorii de filtru (C4, C5) sunt descărcați prin sarcină, permițând curentului continuu să circule. În acest caz, inductanța înfășurării superioare a autotransformatorului T1 joacă rolul unei bobine de filtru de netezire.

Pentru a elimina magnetizarea miezului autotransformatorului prin curentul continuu al tranzistorului VT2, inversarea magnetizării miezului autotransformatorului este utilizată prin conectarea condensatoarelor C2 și S3 în paralel cu înfășurarea acestuia, care sunt, de asemenea, un divizor de tensiune de feedback.

Când tranzistorul VT2 se închide, condensatorii C2 și SZ sunt descărcați printr-o parte a înfășurării transformatorului în timpul unei pauze, inversând magnetizarea miezului T1 cu curentul de descărcare.

Frecvența de generare depinde de tensiunea de la baza tranzistorului VT1. Stabilizarea tensiunii de ieșire se realizează datorită feedback-ului negativ (NFB) pentru tensiune constantă prin R2.

Pe măsură ce tensiunea de ieșire scade, frecvența impulsurilor generate crește cu aproximativ aceeași durată. Ca urmare, frecvența de reîncărcare a condensatoarelor de filtru C4 și C5 crește și scăderea de tensiune pe sarcină este compensată. Pe măsură ce tensiunea de ieșire crește, frecvența de generare, dimpotrivă, scade.

Deci, după încărcarea condensatorului de stocare C5, frecvența de generare scade de zeci de ori. Rămân doar impulsuri rare, compensând descărcarea condensatoarelor în modul de repaus. Această metodă de stabilizare a făcut posibilă reducerea curentului de repaus al convertorului la 0,5 mA.

Tranzistoarele VT1 și VT2 ar trebui să aibă cel mai mare câștig posibil pentru a crește eficiența. Înfășurarea autotransformatorului este înfășurată pe un inel de ferită K10x6x2 din material de 2000NM și are 300 de spire de sârmă PEL-0.08 cu un robinet din a 50-a tură (numărând de la terminalul „împământat”). Dioda VD1 trebuie să fie de înaltă frecvență și să aibă un curent invers scăzut. Configurarea convertorului se reduce la setarea tensiunii de ieșire la -9 V prin selectarea rezistenței R2.

Convertor de tensiune cu control PWM

În fig. Figura 9 prezintă un circuit al unui convertor de tensiune stabilizat cu control al lățimii impulsului. Convertorul rămâne funcțional atunci când tensiunea bateriei scade de la 9.... 12 la 3V. Un astfel de convertor se dovedește a fi cel mai potrivit pentru echipamentele alimentate cu baterie.

Eficiența stabilizatorului este de cel puțin 70%. Stabilizarea este menținută atunci când tensiunea de alimentare este redusă sub tensiunea de ieșire stabilizată a convertorului, pe care nu o poate furniza un stabilizator de tensiune tradițional. Principiul stabilizării utilizat în acest convertor de tensiune.

Orez. 9. Diagrama unui convertor de tensiune stabilizat cu control PWM.

Când convertorul este pornit, curentul prin rezistorul R1 deschide tranzistorul VT1, al cărui curent de colector, care circulă prin înfășurarea II a transformatorului T1, deschide tranzistorul puternic VT2. Tranzistorul VT2 intră în modul de saturație, iar curentul prin înfășurarea I a transformatorului crește liniar.

Energia este stocată în transformator. După ceva timp, tranzistorul VT2 comută în modul activ și în înfășurările transformatorului apare o f.em. auto-inductivă, a cărei polaritate este opusă tensiunii aplicate acestora (circuitul magnetic al transformatorului nu este saturat).

Tranzistorul VT2 se închide ca o avalanșă, iar fem-ul auto-inductiv al înfășurării I încarcă condensatorul S3 prin dioda VD2. Condensatorul C2 promovează închiderea mai precisă a tranzistorului. Apoi procesul se repetă.

După un timp, tensiunea la condensatorul SZ crește atât de mult încât dioda zener VD1 se deschide, iar curentul de bază al tranzistorului VT1 scade, în timp ce curentul de bază scade și, prin urmare, curentul de colector al tranzistorului VT2.

Deoarece energia acumulată în transformator este determinată de curentul de colector al tranzistorului VT2, creșterea suplimentară a tensiunii la condensatorul SZ se oprește. Condensatorul este descărcat prin sarcină. Astfel, la ieșirea convertizorului se menține o tensiune constantă. Tensiunea de ieșire este setată de dioda zener VD1. Frecvența de conversie variază între 20... 140 kHz.

Convertor de tensiune 3-12V/+15V, -15V

Convertor de tensiune, al cărui circuit este prezentat în Fig. 10, diferă prin aceea că circuitul de sarcină este izolat galvanic de circuitul de comandă. Acest lucru vă permite să obțineți mai multe tensiuni secundare stabile. Utilizarea unei legături de integrare în circuitul de feedback îmbunătățește stabilizarea tensiunii secundare.

Orez. 10. Circuitul unui convertor de tensiune stabilizat cu ieșire bipolară 15+15V.

Frecvența de conversie scade aproape liniar pe măsură ce scade tensiunea de alimentare. Această împrejurare îmbunătățește feedback-ul în convertor și crește stabilitatea tensiunii secundare.

Tensiunea de pe condensatorii de netezire ai circuitelor secundare depinde de energia impulsurilor primite de la transformator. Prezența rezistenței R2 face ca tensiunea de pe condensatorul de stocare C3 să depindă de rata de repetare a impulsului, iar gradul de dependență (pantă) este determinat de rezistența acestui rezistor.

Astfel, folosind rezistența de reglare R2, puteți seta dependența dorită a modificării tensiunii înfășurărilor secundare de modificarea tensiunii de alimentare. Tranzistorul cu efect de câmp VT2 este un stabilizator de curent. Eficiența convertorului poate ajunge la 70... 90%.

Instabilitatea tensiunii de ieșire la o tensiune de alimentare de 4... 12 V nu este mai mare de 0,5%, iar atunci când temperatura ambiantă se schimbă de la -40 la +50 ° C - nu mai mult de 1,5%. Puterea maximă de sarcină este de 2 W.

La instalarea convertorului, rezistențele R1 și R2 sunt setate la poziția de rezistență minimă și sarcinile echivalente RH sunt conectate. La intrarea dispozitivului este furnizată o tensiune de alimentare de 12 V și, folosind rezistența R1, este setată o tensiune de 15 V la sarcina Rn. Apoi, tensiunea de alimentare este redusă la 4 V și se folosește rezistența R2 tensiune de ieșire de 15 V. Repetând acest proces de mai multe ori, se obține o tensiune de ieșire stabilă.

Înfășurările I și II și circuitul magnetic al transformatorului sunt aceleași pentru ambele opțiuni de convertor. Înfășurările sunt înfășurate pe un miez magnetic blindat B26 din ferită de 1500NM. Înfășurarea I conține 8 spire de sârmă PEL 0,8, iar înfășurarea II conține 6 spire de sârmă PEL 0,33 (fiecare dintre înfășurările III și IV este formată din 15 spire de sârmă PEL 0,33 mm).

Convertor de tensiune de rețea de dimensiuni mici

În Fig. 11. Dispozitivul se bazează pe un generator de blocare convențional bazat pe tranzistorul VT1 (KT604, KT605A, KT940).

Orez. 11. Schema unui convertor de tensiune descendente bazat pe un generator de blocare.

Transformatorul T1 este înfășurat pe un miez blindat B22 din ferită M2000NN. Înfășurările Ia și Ib conțin 150+120 spire de sârmă PELSHO de 0,1 mm. Înfăşurarea II are 40 de spire de sârmă PEL 0,27 mm III - 11 spire de sârmă PELSHO 0,1 mm. Mai întâi, înfășurarea Ia este înfășurată, apoi II, apoi înfășurarea lb și în final înfășurarea III.

Sursa de alimentare nu se teme de un scurtcircuit sau de o întrerupere a sarcinii, dar are un coeficient de ondulare de înaltă tensiune, eficiență scăzută, putere de ieșire scăzută (până la 1 W) și un nivel semnificativ de interferență electromagnetică. Convertorul poate fi alimentat și de la o sursă de curent continuu cu o tensiune de 120 6. În acest caz, rezistențele R1 și R2 (precum și dioda VD1) ar trebui excluse din circuit.

Convertor de tensiune joasă 440V

Un convertor de tensiune de curent scăzut pentru a alimenta un contor Geiger-Muller cu descărcare în gaz poate fi asamblat conform circuitului din Fig. 12. Convertorul este un generator de blocare a tranzistorului cu o înfășurare suplimentară de amplificare. Impulsurile din această înfășurare încarcă condensatorul SZ prin diodele redresoare VD2, VD3 la o tensiune de 440 V.

Condensatorul SZ trebuie să fie fie din mica, fie din ceramică, cu o tensiune de funcționare de cel puțin 500 V. Durata impulsurilor generatorului de blocare este de aproximativ 10 μs. Rata de repetare a impulsurilor (zeci de Hz) depinde de constanta de timp a circuitului R1, C2.

Orez. 12. Circuitul unui convertor de tensiune de curent scăzut pentru alimentarea unui contor Geiger-Muller cu descărcare în gaz.

Miezul magnetic al transformatorului T1 este alcătuit din două inele de ferită K16x10x4.5 3000NM lipite împreună și este izolat cu un strat de pânză lăcuită, Teflon sau fluoroplastic.

În primul rând, înfășurarea III este înfășurată în vrac - 420 de spire de sârmă PEV-2 0,07, umplând circuitul magnetic în mod uniform. Un strat de izolație este plasat deasupra înfășurării III. Înfășurările I (8 spire) și II (3 spire) sunt înfășurate cu orice fir peste acest strat, de asemenea, trebuie să fie distribuite cât mai uniform posibil în jurul inelului.

Ar trebui să acordați atenție fazării corecte a înfășurărilor; aceasta trebuie făcută înainte de prima pornire. Cu o rezistență de sarcină de ordinul mai multor MOhmi, convertorul consumă un curent de 0,4... 1,0 mA.

Convertor de tensiune pentru alimentarea blițului

Convertorul de tensiune (Fig. 13) este proiectat pentru a alimenta blițul. Transformerul T1 este realizat pe un miez magnetic din două inele din permaloy K40x28x6 pliate împreună. Înfășurarea circuitului colector a tranzistorului VT1 are 16 spire PEV-2 0,6 mm; circuitul său de bază este de 12 spire ale aceluiași fir. Înfășurarea step-up conține 400 de spire de PEV-2 0.2.

Orez. 13. Circuit convertor de tensiune pentru bliț foto.

Lampa de neon HL1 este utilizată de la pornitorul lămpii fluorescente. Tensiunea de ieșire a convertorului crește ușor pe condensatorul flash la 200 V în 50 de secunde. Dispozitivul consumă curent până la 0,6 A.

Convertor de tensiune PN-70

Convertorul de tensiune PN-70, care este baza dispozitivului descris mai jos, este proiectat pentru a alimenta lămpile blitz (Fig. 14). De obicei, energia bateriei invertorului este utilizată cu o eficiență minimă.

Indiferent de frecvența clipirilor luminii, generatorul funcționează continuu, consumând o cantitate mare de energie și descarcând bateriile.

Orez. 14. Schema convertizorului de tensiune modificat PN-70.

O. Panchik a reușit să treacă convertorul în modul standby pornind divizorul rezistiv R5, R6 la ieșirea convertorului și trimițând un semnal de la acesta prin dioda zener VD1 către un comutator electronic realizat pe tranzistoarele VT1 - VTZ conform circuitului Darlington .

De îndată ce tensiunea condensatorului flash (neprezentat în diagramă) atinge valoarea nominală determinată de valoarea rezistorului R6, dioda zener VD1 va sparge, iar comutatorul tranzistorului va deconecta bateria de alimentare (9 V) de la convertorul.

Când tensiunea la ieșirea convertorului scade ca urmare a autodescărcării sau a descărcării condensatorului la lampa bliț, dioda zener VD1 nu va mai conduce curentul, comutatorul și, în consecință, convertorul se va porni. Tranzistorul VT1 trebuie instalat pe un radiator de cupru cu dimensiunile de 50x22x0,5 mm.