Схема на преобразувател на напрежение от 3,7 до 5. Как да увеличите постояннотоково и променливо напрежение

Пролог.

Имам два мултиметъра и двата имат един и същ недостатък - захранват се от 9 волтова батерия тип Krona.

Винаги се опитвах да имам нова 9-волтова батерия на склад, но по някаква причина, когато беше необходимо да се измери нещо с точност, по-висока от тази на показалеца, Krona се оказа или неработеща, или беше достатъчно само за няколко часа работа.

Редът на навиване на импулсен трансформатор.

Много е трудно да се навие уплътнение върху пръстеновидно ядро ​​с такива малки размери, а навиването на проводник върху голо ядро ​​е неудобно и опасно. Изолацията на проводника може да се повреди от острите ръбове на пръстена. За да предотвратите повреда на изолацията, затъпете острите ръбове на магнитната сърцевина, както е описано.

Така че по време на полагането на проводника завоите не се „разпръскват“, полезно е да покриете сърцевината тънък слойлепило "88N" и изсушете преди навиване.



Първо се навиват вторичните намотки III и IV (вижте диаграмата на преобразувателя). Те трябва да бъдат навити в два проводника наведнъж. Завоите могат да бъдат фиксирани с лепило, например "BF-2" или "BF-4".

Не намерих подходяща тел и вместо тел с изчислен диаметър 0,16 мм използвах тел с диаметър 0,18 мм, което доведе до образуването на втори слой в няколко навивки.


След това, също в два проводника, първичните намотки I и II са навити. Завоите на първичните намотки също могат да бъдат фиксирани с лепило.

Сглобих преобразувателя по метода на повърхностен монтаж, като преди това свързах транзистори, кондензатори и трансформатор с памучна нишка.


Входната, изходната и общата шина на преобразувателя бяха изведени от гъвкав многожилен проводник.


Настройка на конвертора.

Може да се наложи настройка, за да се зададе желаното ниво на изходното напрежение.

Избрах броя на завъртанията така, че при напрежение на батерията от 1,0 волта изходът на преобразувателя беше около 7 волта. При това напрежение индикаторът за изтощена батерия светва в мултиметъра. По този начин може да се предотврати твърде дълбокото разреждане на батерията.

Ако се използват други вместо предложените транзистори KT209K, тогава ще трябва да изберете броя на завъртанията на вторичната намотка на трансформатора. Това се дължи на различната величина на спада на напрежението в p-n преходите за различните видове транзистори.

Тествах тази схема на транзистори KT502 с непроменени параметри на трансформатора. Изходното напрежение падна с около волт.

Също така трябва да имате предвид, че връзките база-емитер на транзисторите също са изправители на изходното напрежение. Ето защо, когато избирате транзистори, трябва да обърнете внимание на този параметър. Тоест, максимално допустимото напрежение база-емитер трябва да надвишава необходимото изходно напрежение на преобразувателя.


Ако не се получи генериране, проверете фазирането на всички бобини. Точките на диаграмата на преобразувателя (виж по-горе) отбелязват началото на всяка намотка.


За да избегнете объркване при фазиране на намотките на пръстеновидната магнитна верига, вземете за начало на всички намотки, например, всички изводи излизат отдолу и в края на всички намотки всички изводи излизат отгоре.


Окончателно сглобяване на импулсния преобразувател на напрежение.

Преди окончателното сглобяване всички елементи на веригата бяха свързани с многожилен проводник и беше проверена способността на веригата да приема и отдава енергия.


За да се предотврати късо съединение, импулсният преобразувател на напрежение е изолиран от страната на контактите със силиконов уплътнител.


След това всички конструктивни елементи бяха поставени в корпуса от "Крона". За да предотвратите потъването на предния капак с конектора навътре, между предния и задни стенипоставена е целулоидна пластина. След това задният капак беше фиксиран с лепило 88H.


За да заредя модернизираната "Krona" трябваше да направя допълнителен кабел с 3,5 мм жак в единия край. В другия край на кабела, за да се намали вероятността късо съединение, бяха инсталирани стандартни гнезда за инструменти, вместо подобни щепсели.

Усъвършенстване на мултиметъра.

Мултиметърът DT-830B веднага започна да работи от модернизираната Krona. Но тестерът M890C + трябваше да бъде леко модифициран.

Факт е, че повечето съвременни мултиметри имат функция за автоматично изключване. Картината показва частта от контролния панел на мултиметъра, където е показана тази функция.


Веригата за автоматично изключване работи по следния начин. Когато батерията е свързана, кондензаторът C10 ще бъде зареден. Когато захранването е включено, докато кондензаторът C10 се разрежда през резистора R36, на изхода на компаратора IC1 се поддържа висок потенциал, което води до запалване на транзистори VT2 и VT3. Чрез отворения транзистор VT3 захранващото напрежение влиза във веригата на мултиметъра.


Както можете да видите, за нормалната работа на веригата е необходимо да се захранва C10 дори преди да се включи основното натоварване, което е невъзможно, тъй като нашата модернизирана Krona, напротив, ще се включи само когато се появи натоварването .


Като цяло, цялото усъвършенстване се състоеше в инсталирането на допълнителен джъмпер. За нея избрах мястото, където беше най-удобно да го направя.

За съжаление, обозначенията на елементите на електрическата верига не съвпадаха с обозначенията на печатната платка на моя мултицет, така че намерих точките за настройка на джъмпера по този начин. Дайлерът разкри желания изход на превключвателя, а захранващата шина + 9V беше определена от 8-ия крак операционен усилвател IC1 (L358).


Малки детайли.

Беше трудно да се закупи само една батерия. Продават се предимно по двойки или по четири. Въпреки това, някои комплекти, като "Varta", идват с пет батерии в блистер. Ако имате късмет като мен, ще можете да споделите такъв комплект с някого. Купих батерията само за $3,3, докато една крона струва от $1 до $3,75. Вярно, има и „Корони“ и по 0,5 долара, но те са напълно мъртвородени.

Представям преглед на преобразувател на напрежение с микромощност, който е малко полезен.

Сглобен доста добре, компактен размер 34x15x10mm




Деклариран:
Входно напрежение: 0.9-5V
С една AA батерия изходен ток до 200mA
С две АА батерии изходен ток 500 ~ 600mA
Ефективност до 96%
Реална преобразувателна схема


Много малък капацитет на входния кондензатор веднага хваща окото - само 0,15 микрофарда. Обикновено го слагат повече от 100 пъти, явно наивно разчитат на ниското вътрешно съпротивление на батериите :) Е, слагат го този и дай Боже, ако трябва, можете да го промените - веднага си задавате 10 микрофарада. По-долу на снимката е роден кондензатор.


Размерите на дросела също са много малки, което ви кара да се замислите за достоверността на декларираните характеристики.
Към входа на преобразувателя е свързан червен светодиод, който започва да свети, когато входното напрежение е над 1.8V

Тестван за следното стабилизиранвходни напрежения:
1.25V - Ni-Cd и Ni-MH напрежение на батерията
1.5V - напрежение на една галванична клетка
3.0V - напрежение на две галванични клетки
3.7V - напрежение на Li-Ion батерия
В същото време натоварих конвертора, докато напрежението падна до разумните 4.66V

Напрежение на отворена верига 5.02V
- 0.70V - минималното напрежение, при което преобразувателят започва да работи на празен ход. В същото време светодиодът естествено не свети - няма достатъчно напрежение.
- 1.25V ток на празен ход 0.025mA, максималният изходен ток е само 60mA при напрежение 4.66V. Входният ток е 330mA, ефективността е около 68%. Светодиодът при това напрежение естествено не свети.


- 1.5V ток на празен ход 0.018mA, максимален изходен ток 90mA при 4.66V. Входният ток е 360mA, ефективността е около 77%. Светодиодът не свети при това напрежение.


- 3.0V ток на празен ход 1.2mA (консумира основно LED), максимален изходен ток 220mA при 4.66V. Входният ток е 465mA, ефективността е около 74%. Светодиодът при това напрежение свети нормално.


- 3.7V ток на празен ход 1.9mA (консумира основно LED), максимален изходен ток 480mA при 4.66V. Входният ток е 840mA, ефективността е около 72%. Светодиодът при това напрежение свети нормално. Конверторът започва леко да загрява.


За по-голяма яснота обобщих резултатите в таблица.


Освен това при входно напрежение 3.7V проверих зависимостта на ефективността на преобразуване от тока на натоварване
50mA - ефективност 85%
100mA - ефективност 83%
150mA - ефективност 82%
200mA - ефективност 80%
300mA - ефективност 75%
480mA - ефективност 72%
Както можете да видите, колкото по-малко е натоварването, толкова по-висока е ефективността.
Не до декларираните 96%

Пулсации на изходното напрежение при товар от 0,2A


Пулсации на изходното напрежение при товар 0.48A


Както е лесно да се види, при максимален ток амплитудата на пулсациите е много голяма и надвишава 0,4V.
Най-вероятно това се дължи на изходния кондензатор с малък капацитет с висок ESR (измерен 1,74 ома)
Работна честота на преобразуване около 80kHz
Допълнително запоих 20 uF керамика към изхода на преобразувателя и получих 5-кратно намаляване на пулсациите при максимален ток!




Заключение: преобразувателят е с много ниска мощност - това трябва да се вземе предвид при избора му за захранване на вашите устройства

Смятам да купя +20 Добави към любими Рецензията ми хареса +37 +69

Следват статиите ми за маломощни инвертори за зареждане мобилни устройства, във форума бяха получени лични съобщения с молба да се даде инверторна схема 3,7-5 волта. След кратко търсене в Интернет разбрах, че няма нормални схеми, всичко, което беше налично, беше сглобено на специализирани драйвери - те не са достъпни за много потребители (особено за начинаещи). Затова реших да създам, може би най-много проста веригаинвертор, който може да зарежда всички преносими електронни устройства с вградена литиево-йонна батерия 3.7V.

Универсалното номинално изходно напрежение - 5 волта дава възможност за зареждане на всички известни Мобилни телефони, плейъри и таблетни компютри, с други думи изходното напрежение е избрано да бъде 5 волта.
Основните параметри са
Входно напрежение 3,5-6 Волта
Консумация на ток със свързан телефон не повече от 500mA
Изходно напрежение 5 волта
Изходен ток не повече от 80 mA

По-късно той проведе някои експерименти, в резултат на което успя да получи изходен ток до 120 mA с консумация от 650 mA, въпреки че веригата може да даде много повече, за това трябва да увеличите напречното сечение на проводниците в двете намотки, но в същото време консумацията рязко се увеличава и ефективността на преобразувателя пада.

Като токоизправител е желателно да се използва диод на Шотки или всякакви импулсни диоди с работно напрежение над 20 волта и ток над 500 mA, от обикновените, FR107 / 207 и всякакви други с посочените параметри са подходящи. .
Въпреки че мощността на такъв инвертор не е голяма, телефонът се зарежда доста бързо, почти като от обикновено зарядно.
На изхода на зареждащия инвертор има и електролитен кондензатор за изглаждане на смущенията след токоизправителя, след което напрежението се прилага към линеен регулатор на напрежението, направен на микросхема 7805, на изхода на който получаваме стабилно напрежение от 5 волта, в този случай не е необходим ценеров диод пред микросхемата, тъй като изходното напрежение след диода не надвишава 15 волта.
Батерията в моя случай беше използвана от таблетен компютър с капацитет 2000 mAh, капацитетът е достатъчен за 4-5 часа непрекъсната работа на инвертора.
Тогава реших да допълня зарядното със силиконова фотоклетка. Такъв модул доставя напрежение до 9 волта при максимален ток от 50 mA, дори при облачно време напрежението на изхода на модула е поне 7 волта при ток 30-35 mA. Модулът не е от най-мощните, но като опция е доста подходящ за презареждане на батерията.
Инверторът е проектиран специално за начинаещи радиолюбители, които неотдавна се интересуват от радио оборудване, сигурен съм, че всеки може да сглоби такова зареждане, просто, евтино и полезно малко нещо, работи безупречно и не изисква никаква настройка.

За захранване на електрически уреди е необходимо да се осигурят номиналните стойности на параметрите на захранването, посочени в тяхната документация. Разбира се, повечето съвременни електрически уреди се захранват от мрежата. променлив ток 220 волта, но се случва да трябва да захранвате устройства за други страни, където напрежението е различно или да захранвате нещо от бордовата мрежа на автомобила. В тази статия ще разгледаме как да увеличим напрежението на DC и AC и какво е необходимо за това.

Усилване на AC напрежението

Има два начина за увеличаване на променливото напрежение - използвайте трансформатор или автотрансформатор. Основната разлика между тях е, че при използване на трансформатор има галванична изолация между първичната и вторичната верига, а при използване на автотрансформатор не е така.

Интересно!Галваничната изолация е липсата на електрически контакт между първичната (входна) верига и вторичната (изходна) верига.

Помислете за често задавани въпроси. Ако сте извън границите на нашата огромна страна и там електрическите мрежи са различни от нашите 220 V, например 110 V, тогава за да вдигнете напрежението от 110 на 220 V, трябва да използвате трансформатор, например , както е показано на фигурата по-долу:

Трябва да се каже, че такива трансформатори могат да се използват "във всяка посока". Тоест, ако в техническата документация на вашия трансформатор пише „напрежението на първичната намотка е 220V, вторичната е 110V“ - това не означава, че не може да бъде свързан към 110V. Трансформаторите са обратими и ако същите 110V се подадат към вторичната намотка, на първичната ще се появи 220V или друга повишена стойност, пропорционална на коефициента на трансформация.

Следващият проблем, с който се сблъскват много хора, е, че това се наблюдава особено често в частни домове и гаражи. Проблемът е свързан с лошото състояние и претоварване на електропроводите. За да разрешите този проблем - можете да използвате LATR (лабораторен автотрансформатор). Мнозинство модерни моделиможе както да намалява, така и плавно да увеличава мрежовите параметри.

Схемата му е показана на лицевия панел, като няма да се спираме на обяснения на принципа на работа. LATR се продават в различни мощности, тази на фигурата е приблизително 250-500 VA (волт-ампера). На практика има модели до няколко киловата. Този метод е подходящ за подаване на номинални 220 волта към конкретен електрически уред.

Ако трябва евтино да увеличите напрежението в цялата къща, вашият избор е релеен стабилизатор. Продават се и с различен капацитет и съставътподходящ за повечето типични приложения (3-15 kW). Устройството също се основава на автотрансформатор. За това разказахме в статията, към която се позовахме.

DC вериги

Всеки знае, че трансформаторите не работят на постоянен ток, докато в такива случаи как да се увеличи напрежението? В повечето случаи константата се увеличава с помощта на полеви или биполярен транзистор и PWM контролер. С други думи, той се нарича безтрансформаторен преобразувател на напрежение. Ако тези три основни елемента са свързани, както е показано на фигурата по-долу и към основата на транзистора се приложи ШИМ сигнал, тогава неговото изходно напрежение ще се увеличи с Ku пъти.

Ku=1/(1-D)

Ще разгледаме и типичните ситуации.

Да приемем, че искате да направите подсветката на клавиатурата с помощта на малко парче LED лента. За това мощността на зарядното от смартфон (5-15 W) е напълно достатъчна, но проблемът е, че изходното му напрежение е 5 волта, а често срещаните видове LED лентиработа от 12 V.

Тогава как да увелича напрежението на зарядното? Най-лесният начин за усилване е с устройство като "DC-DC усилващ преобразувател" или "превключващ DC усилващ преобразувател".

Такива устройства ви позволяват да увеличите напрежението от 5 до 12 волта и се продават както с фиксирана стойност, така и с регулируема, което в повечето случаи ще ви позволи да повишите от 12 до 24 и дори до 36 волта. Но имайте предвид, че изходният ток е ограничен от най-слабия елемент на веригата, в обсъжданата ситуация - тока на зарядното устройство.

При използване на посочената платка изходният ток ще бъде по-малък от входния толкова пъти, колкото се е повишило изходното напрежение, без да се взема предвид ефективността на преобразувателя (той е в района на 80-95%).

Такива устройства са изградени на базата на микросхеми MT3608, LM2577, XL6009. С тяхна помощ можете да направите устройство за проверка на релето на регулатора не на генератора на автомобила, а на работния плот, като регулирате стойностите от 12 до 14 волта. По-долу можете да видите видео тест на такова устройство.

Интересно! Любителите на домашно приготвяне често задават въпроса „как да увеличите напрежението от 3,7 V до 5 V, за да направите Power bank на литиеви батерии със собствените си ръце?“. Отговорът е прост - използвайте преобразувателната платка FP6291.

На такива платки, използвайки копринен печат, е посочено предназначението на подложките за свързване, така че не се нуждаете от диаграма.

Също така, често срещана ситуация е необходимостта от свързване на устройство към 220V автомобилна батерия и се случва, че извън града е много необходимо да получите 220V. Ако нямате бензинов генератор, използвайте автомобилен акумулатор и инвертор, за да увеличите напрежението от 12 на 220 волта. 1kW модел може да бъде закупен за $35 и е евтин и доказан начин за свързване на 220V бормашина, мелница, бойлер или хладилник към 12V батерия.

Ако сте шофьор на камион, горният инвертор няма да ви подхожда, поради факта, че вашата бордова мрежа най-вероятно е 24 волта. Ако трябва да повишите напрежението от 24V на 220V, обърнете внимание на това, когато купувате инвертор.

Въпреки че си струва да се отбележи, че има универсални преобразуватели, които могат да работят от 12 и 24 волта.

В случаите, когато трябва да получите високо напрежение, например, за да повишите от 220 до 1000V, можете да използвате специален умножител. Типичната му диаграма е показана по-долу. Състои се от диоди и кондензатори. Ще получите постоянен изходен ток, имайте това предвид. Това е двойникът на Latour-Delon-Grenachere:

Ето как изглежда схемата на асиметричен умножител (Cockcroft-Walton).

С него можете да увеличите напрежението толкова пъти, колкото е необходимо. Това устройство е изградено в каскади, чийто брой определя колко волта ще получите на изхода. Следното видео описва как работи множителят.

В допълнение към тези вериги има много други, по-долу са схемите на четвърти, 6- и 8-кратни умножители, които се използват за увеличаване на напрежението:

В заключение бих искал да ви напомня за предпазните мерки. Когато свързвате трансформатори, автотрансформатори, както и работите с инвертори и умножители, бъдете внимателни. Не докосвайте части под напрежение с голи ръце. Връзките трябва да се правят при изключено устройство и не трябва да се използва във влажни зони, където може да има вода или пръски. Също така не превишавайте обявения от производителя ток на трансформатора, конвертора или захранването, ако не искате да изгори. Надяваме се, че предоставените съвети ще ви помогнат да увеличите напрежението до желаната стойност! Ако имате въпроси, задайте ги в коментарите под статията!

Вероятно не знаете:

Като( 0 ) Не харесвам( 0 )

Boost конвертор 3.6 - 5 волта на MC34063

Има много статии за преобразуватели на MC34063 и подобни микросхеми. Защо да пиша още един? Честно признаваме, че го написахме, за да изложим печатна платка. Може би някой ще го сметне за успешен или просто за твърде мързелив, за да нарисува свой собствен.


Може да се нуждаете от такъв преобразувател, например, за захранване на домашен продукт или измервателно устройство от литиева батерия. В нашия случай това е захранването на дозиметъра от китайския 1.5A / h. Схемата е стандартна, от листа с данни, усилващ преобразувател.


Печатната платка се оказа малка, само 2 * 2,5 см. Можете да направите по-малко. Всички части по план - SMD. Но намирането на керамичен SMD кондензатор с капацитет по-малък от 1nF се оказа не толкова лесно, трябваше да сложа изходен. Също така се оказа трудно да се намери относително малък индуктор с необходимата индуктивност, който не е включен в насищане при желания ток. В резултат на това беше решено да се използва повишена честота - около 100 kHz и индуктор 47 μH. В резултат на това той е само една трета над размерите на дъската.


Делителят на напрежението за стабилизиране на 5 волта беше успешно получен от резистори 3 и 1 kΩ. Ако опитате, можете внимателно да запоите многооборотен потенциометър на тяхно място, както направихме в преобразувателя на NCP3063, за да можете да регулирате напрежението.

Обхватът на тази схема не се ограничава до захранването на устройствата. Може да се използва успешно в домашни фенерчета, зарядни устройства, power banks, с една дума - навсякъде, където искате да преобразувате една стойност на напрежението в друга. Тази микросхема не е много мощна, но е в състояние да се справи с повечето приложения.

Въпреки това, когато използвате импулсни преобразуватели за захранване на измервателни уреди и чувствително оборудване, трябва да сте наясно с нивото на шума, което те създават в захранващите вериги. Смята се, че за вериги, които са много чувствителни към подобни неща, решението е само да се използва линеен стабилизатор между преобразувателя и директно захранваната от него верига. В нашия случай получихме минималното ниво на пулсации, използвайки максималния капацитет на кондензатора на изхода на преобразувателя, който успяхме да намерим. Оказа се, че е тантал при 220uF. На платката има място за инсталиране на няколко керамични кондензатора на изхода, ако е необходимо.

Усилвателният преобразувател 3,6 - 5 волта на MC34063 показа добра стабилна производителност и може да бъде препоръчан за употреба.