МАЛОМОЩНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

June 3, 2014 by admin Комментировать »

В радиолюбительской практике довольно часто для работы разных каскадов одного устройства требуется различное напряжение питания. В качестве простого примера можно привести специализированные микросхемы, напряжение питания для которых должно составлять 5…9 и 12…15 В. Чтобы не «плодить» источники питания и использовать простые, с одной вторичной обмоткой, трансформаторы, при условии, что устройство не требует большого тока, можно пойти простым путем: получить нужную величину напряжения, используя всего один источник питания. Такой подход позволяет не только быстро и просто решить проблему двойного напряжения питания, но и сэкономить место в корпусе устройства и сократить затраты на трансформатор, которые, как правило, пропорциональны его мощности и количеству обмоток.

Рис. 1.4.

Рис. 1.4. Электрическая схема источника питания с базовым и удвоенным напряжением 21

Так, например, можно получить удвоенное напряжение от трансформаторного источника питания, если выпрямитель выполнен по однополупериодной схеме или если сетевой трансформатор имеет вторичную обмотку с отводом в середине. Такие случаи многократно описаны в литературе и Интернете и не являются чем-то новым. Если же выпрямитель выполнен по мостовой схеме (это чаще всего практикуется радиолюбителями), получить удвоенное относительно базового напряжение можно, используя схему, представленную на

Элементы схемы и их назначение

Диодный выпрямительный мост VD1…VD4.

Оксидный конденсатор С2. Сглаживает пульсации.

Диодный умножитель VD5…VD6.

Работа выпрямителя VD1…VD4 и оксидного конденсатора С2 организована по классическому варианту. Особенностью схемы является подключение положительной обкладки оксидного конденсатора С2 в разрыв диодного умножителя VD5…VD6. При этом положительная полуволна напряжения заряжает конденсатор С2 через диод VD5, а отрицательная полуволна заряжает конденсатор С3 через диод VD6, общий провод и конденсатор С2. В результате в любой момент времени напряжение на обкладках С3 будет равно удвоенному выпрямленному напряжению. Через диод VD6 будет течь двойной ток, т.е. ток основного (базового) и дополнительного (второстепенного) выпрямителей, обеспечивая тем самым удвоенное напряжение. Это следует иметь в виду при выборе диодов и трансформатора для источника питания.

Другой простой вариант повышения напряжения — использование электронных умножителей. Самый популярный и наглядный пример умножителя в бытовой технике — умножитель высокого напряжения для питания кинескопа в телевизионных приемниках. По такому же принципу работают все умножители напряжения, на вход которых поступают импульсы напряжения. Простым примером является схема, показанная на Рис. 1.5.

Рассмотренный вариант источника может использоваться для питания относительно простых устройств с небольшим током потребления в нагрузке (по основному напряжению до 1 А). В случае превышения этого значения лучше применить классическую схему, состоящую из понижающего трансформатора с «развязанными» друг относительно друга обмотками и выпрямителей. В состоянии взаимной зависимости выходов источника питания (см. Рис. 1.4) при увеличении тока в основной нагрузке неизбежны необратимые процессы по выходу +2УПИТ,

Рис. 1.5. Электрическая схема простого умножителя напряжения

Элементы схемы и их назначение

На вход Увх поступают импульсы любой формы с частотой повторения 10…12 кГц и скважностью 2…3. Такие импульсы может выдавать практически любой генератор, построенный по классическому варианту на микросхемах технологии ТТЛ или КМОП. Важно другое: на его выходе должен быть установлен токовый ключ, эмиттерный повторитель или иной усилитель, например, в виде нескольких усиливающих сигнал буферных компонентов микросхемы, включенных параллельно. Размах амплитуды Увх должен быть не менее 5 В, причем амплитуда импульсов с выхода генератора должна быть примерно равна опорному напряжению + Упит. опорное·

Диоды VD1…VD6, Учитывая небольшой выходной ток, в схеме используют диоды типа КД521, КД522, Д220, Д310 или аналогичные.

Оксидные конденсаторы С^..С6. Тип конденсаторов — К50-24 или аналогичные.

Выходной ток для данного узла не превышает выходной ток генератора, поэтому такой умножитель напряжения служит для питания лишь отдельных микросхем или каскадов устройства, требующих повышенного напряжения.

Зависимость напряжения питания узла (Упит) от полезного выходного тока обратно пропорциональна, т.е. чем выше Упит, тем ниже выходной ток. В данной схеме максимальный выходной ток для выхода 2 У составляет 40 мА при Упит опорное = 6 В, для выхода ЗУ при том же напряжении питания узла — 48 мА, 4 У — 55 мА. Минимальный выходной ток составляет при УОПорное “ 15 В для выхода 2У — 0.1 мА, ЗУ — 5 мА, 4У — 25 мА.

Аналогичным образом на основе предлагаемой схемы получают умножитель отрицательного напряжения, но при тех же входных параметрах Увх. Разница состоит в том, что для преобразования импульсов базового генератора в отрицательное напряжение необходимо изменить схему, т.е. все диоды должны быть подключены в обратном порядке (изменяют направление катодом вниз (см. Рис 1.5)), так же как и все оксидные конденсаторы положительной обкладкой разворачиваются влево (см. Рис. 1.5). Кроме того, на практике установлено, что максимально умноженное напряжение относительно базового теперь не превышает -ЗУ. Соответственно два других выходных напряжения будут ниже, т.е. -2 У и – У. В этом случае не удается получить напряжение-4 У без изменения схемы.

Оба предсщавленных варианта усовершенствования истопников питания рассчитаны на маломощную нагрузку.

Источник: Кяшкаров А. П., Собери сам: Электронные конструкции за один вечер. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2007. — 224 с.: ил. (Серия «Собери сам»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты