Любительские схемы преобразователей напряжения: — %cf%f0%e5%ee%e1%f0%e0%e7%ee%e2%e0%f2%e5%eb%fc%20%ed%e0%ef%f0%ff%e6%e5%ed%e8%ff%201.5%e2-12%e2%20%f1%e2%ee%e8%ec%e8%20%f0%f3%ea%e0%ec%e8 — ,

5 схем преобразователей напряжения с импульсным возбуждением

В практике довольно часто встречаются случаи, когда источники питания радиоэлектронных схем должны иметь выходные напряжения с гальванической развязкой. Для преобразования напряжения постоянного тока с гальванической развязкой может быть использовано устройство по схеме, изображенной на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Схема стабилизированного преобразователя напряжения.

Задающий генератор выполнен на микросхеме КР1006ВИ1. Этот генератор может работать на частотах 0,5… 100 кГц. Рабочая частота определяется выражением:

С выхода генератора импульсы поступают на базу транзистора VT1, коммутирующего обмотку трансформатора Т1. На выходе преобразователя включен простейший параметрический стабилизатор напряжения. Выходное напряжение преобразователя определяется типом используемого стабилитрона VD5. Выходная мощность устройства достигает 400 мВт.

В качестве транзистора VT1 можно использовать отечественный аналог КТ645; в качестве диодов VD3 и VD4 — КД106, КД204, КД212.

Преобразователь напряжения С. А. Бирюкова предназначен для питания портативного мультиметра (рис. 8.2). В его основе — асимметричный мультивибратор, режим работы которого зависит от величины выходного напряжения.

На выходе устройства формируются стабилизированные напряжения +5 и -5 В. Изменение выходного напряжения вызывает изменение длительности генерируемых мультивибратором импульсов и, следовательно, величины энергии, передаваемой в нагрузку.

Рис. 8.2. Схема преобразователя напряжения.

Трансформатор Т1 выполнен на сердечнике К12x9x8 600НН. Наматывают одновременно 4 обмотки по 100 витков провода ГІЭШО 0,1 в каждой. Две обмотки включают параллельно и используют в качестве первичной.

Преобразователь (рис. 8.3) имеет двухполярный выход и предназначен для использования в переносной бытовой и измерительной аппаратуре с автономным питанием и потребляемой мощностью не более 0,15 Вт.

Основные технические характеристики преобразователя:

Выходная мощность — до 0,15 Вт.

Коэффициент стабилизации — 100.

Напряжение питания — 4… 12 6.

Частота преобразования — 20 кГц.

КПД при входном напряжении 9 6 и выходной мощности 40 мВт — 75%.

Двойная амплитуда пульсаций при выходной мощности 40 мВт — 50 мВ.

Рис. 8.3. Схема стабилизатора напряжения с широтно-импульсным регулированием.

Устройство представляет собой стабилизированный преобразователь с широтно-импульсным регулированием. На элементах DD1.1 и DD1.2 (рис. 8.3) собран задающий генератор, работающий на частоте 20 кГц. Импульсы прямоугольной формы с выхода генератора поступают на одновибратор на элементах DD1.3, DD1.4. Длительность его выходных импульсов зависит от суммарного сопротивления, включенного между входом элемента DD1.4 и общим проводом.

Импульсы с выхода одновибратора поступают на вход транзисторного ключа (VT4, VT5). Когда ключ открыт, через первичную обмотку трансформатора Т1 протекает линейно нарастающий ток. При закрытом ключе накопленная в обмотке трансформатора энергия передается в нагрузку. Напряжение обратной связи с обмотки III трансформатора Т1 через делитель на резисторах R9 — R11 поступает на затвор транзистора ѴТЗ, играющего роль переменного резистора и управляющего работой ключа.

Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе К12×5,5×5 из феррита М2000НМ-А. Все обмотки одинаковы и содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 0,1. Их наматывают одновременно, в три провода. Можно также использовать импульсный трансформатор МИТ-4В.

При налаживании преобразователя подбором резистора R2 устанавливают на выходе стабилизатора на транзисторах ѴТ1, ѴТ2 напряжение 3,6 В. Затем, подбирая резистор R10 (грубо) и регулируя подстроечный резистор R11 (точно), добиваются требуемого выходного напряжения, причем возможно получение напряжения, почти вдвое превышающего указанное на схеме.

Последующей модификацией устройства является двухполярный стабилизированный преобразователь напряжения, описанный А. Сафроновым .

Преобразователь напряжения, схема которого приведена на рис. 8.4, предназначен для питания нагрузки мощностью не более 10 Вт. Он отличается высоким КПД, стабильным выходным напряжением, некритичен к степени разрядки батареи питания. Выходное напряжение при изменении входного от 6 до 30 6 можно установить любым в пределах от ±10 до ±20 В.

Нестабильность выходного напряжения не превышает 1%, а напряжение пульсаций на нагрузке 2 кОм — 10 мВ. Выходное сопротивление устройства — около 50 мОм.

Рис. 8.4. Схема стабилизированного преобразователя напряжения с биполярным выходом.

По принципу действия устройство является стабилизированным преобразователем с широтно-импульсной модуляцией. Задающий генератор выполнен на инверторах DD1.1, DD1.2 по схеме симметричного мультивибратора. Частота генерируемых импульсов около 50 кГц. Через диод VD1 они поступают на ждущий мультивибратор на инверторах DD1.3, DD1.4. В его частотозадающую цепь, кроме резистора R4 и конденсатора СЗ, входит сопротивление участка эмиттер — коллектор транзистора ѴТ4, цепь смещения которого (резисторы R6, R7) питается положительным напряжением, снимаемым с выхода устройства. Благодаря этому длительность генерируемых мультивибратором импульсов оказывается обратно пропорциональной выходному напряжению (при его уменьшении длительность импульсов увеличивается и наоборот). Триггер DD1.5, DD1.6 улучшает форму импульсов.

Импульсное напряжение, снимаемое с выхода триггера, усиливается по мощности транзисторами ѴТ2, ѴТЗ и повышается трансформатором Т1. Выпрямленное диодами VD4 — VD7 напряжение поступает в нагрузку через фильтр из электролитических конденсаторов С6, С7 и шунтирующих их керамических конденсаторов С8, С9 (они улучшают фильтрацию высокочастотных составляющих выпрямленного напряжения). Выходное напряжение преобразователя устанавливается потенциометром R6.

Напряжение питания устройства поддерживается неизменным стабилизатором на транзисторе VT1 и стабилитроне VD3.

Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом броневом магнитопроводе внешним диаметром 30 и высотой 18 мм. Обмотка I содержит 17 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка II — 2×40 витков провода ПЭЛ 0,23.

Транзистор ѴТЗ устанавливается на теплоотводе с площадью 50…60 см2.

Рис. 8.5. Схема преобразователя напряжения на основе КМОП-микросхемы.

Схема преобразователя напряжения на основе КМОП-микросхемы , имеющего гальваническую развязку выходного напряжения, показана на рис. 8.5. Преобразователь работает на частоте 500 кГц. Его выходной каскад через разделительный конденсатор С2 нагружен на обмотку трансформатора Т1. Выходное напряжение выпрямляется диодным мостом на высокочастотных диодах. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце диаметром 35 мм с магнитной проницаемостью 2000 и содержит 7 и 25 витков провода диаметром 0,8 мм в тефлоновой изоляции. При токе нагрузки 10 мА КПД устройства достигает 60%. Отечественные приблизительные аналоги микросхемы DA1 — КР1554ЛН1 или КР1564ЛН1.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

Схемы преобразователей напряжения 400v в 12v на микросхеме

---

Схемы преобразователей напряжения: электрическим транспортным средствам, большим аккумуляторным блокам, средствам домашней автоматизации, промышленным и телекоммуникационным устройствам может требоваться преобразование высоких напряжений в ±12 В для питания двуполярных усилителей, датчиков, преобразователей данных и контроллеров промышленных процессов.

Схемы преобразователей напряжения 30…400v в ±12v на одной микросхеме

Одной из проблем, которые имеют все эти схемы преобразователей напряжения, является создание компактного, эффективного двуполярного регулятора, способного работать в диапазоне температур от -40°С до +125°С, что особенно важно в автомобильной промышленности и других приложениях, работающих при высоких температурах.

Линейные регуляторы хорошо понятны и обычно возглавляют список кандидатов на использование в биполярных источниках питания, но для упомянутых ранее приложений с высоким входным и низким выходным напряжением они не подходят, главным образом из-за рассеяния большого количества тепла в линейном регуляторе при высоких коэффициентах понижения.

Кроме того, для двуполярного решения требуются, как минимум, две интегральные схемы: один линейный стабилизатор положительного напряжения и преобразователь с отрицательным выходным напряжением. Лучшим решением было бы использование схемы преобразователей напряжения с одним импульсным регулятором, позволяющего из относительно высокого входного U получить оба выходных значения с хорошим КПД и качеством стабилизации и одновременно уменьшить занимаемую площадь и стоимость.

В этой статье представлены две элегантные схемы преобразователей напряжения, вырабатывающие выходное U ±12 В из широкого диапазона входных U от 30 В до 400 В, в каждой из которых используется один высоковольтный преобразователь LT8315. Одна схема имеет изолированную обратноходовую топологию, вторая основана на неизолированной понижающей топологии.

Сама LT8315 представляет собой высоковольтный монолитный преобразователь с интегрированным 630-вольтовым MOSFET, выдерживающим ток до 300 мА, схемой управления и высоковольтной цепью запуска, выпускаемый в 20-выводном корпусе TSSOP с улучшенным тепловым сопротивлением.

Изолированный двуполярный обратноходовой регулятор без оптоизолятора

Обратноходовые преобразователи широко используются в приложениях с несколькими выходами для обеспечения гальванической развязки, повышения безопасности и улучшения помехоустойчивости. В зависимости от того, какая сторона выхода заземлена, выходные напряжения могут быть положительными или отрицательными. Традиционно регулирование выходного напряжения осуществляется с помощью оптронов, передающих информацию от эталонной цепи вторичной стороны к первичной стороне.

Проблема заключается в том, что оптоизоляторы значительно усложняют схему и ухудшают ее надежность из-за большой задержки распространения, старения, разброса коэффициентов передачи тока и пр. Как правило, в контуре регулирования доминирует один выход, подключенный к выводу обратной связи микросхемы, в то время как другие выходы слабо контролируются через обмотки трансформатора, что приводит к плохой стабилизации их напряжений.

LT8315 не требует оптопары и измеряет отраженное изолированное выходное напряжение с помощью дополнительной третичной обмотки силового трансформатора. Кроме того, для достижения высокого качества стабилизации по нагрузке выходное напряжение измеряется в те моменты, когда ток вторичной обмотки практически равен нулю. В схемах преобразователей напряжения с двумя выходами эта уникальная схема считывания напряжения дополнительно позволяет минимизировать различие двух напряжений; при этом любой выход может быть ведущим. В результате легко достигается типичная точность стабилизации напряжения нагрузки 5%.

В показанной на Рисунке 1 схеме LT8315 работает в квазирезонансном режиме граничной проводимости. MOSFET первичной стороны вносит минимальные потери переключения, поскольку его включение происходит в провалах резонансного «звона», когда ток через MOSFET практически отсутствует. В диоде вторичной стороны нет потерь обратного восстановления.

Трансформатор с усиленной изоляцией 3 кВ является единственным компонентом, обеспечивающим изолирующий барьер, что повышает надежность системы и отвечает строгим требованиям к изоляции высоковольтных источников питания. На Рисунке 2 показана зависимость КПД от входного напряжения при полной нагрузке. Пиковый КПД этого обратноходового преобразователя достигает 85.3% при входном напряжении 70 В и выходных токах обоих каналов 50 мА.

На Рисунке 1 изображена полная схема обратноходового преобразователя с диапазоном входных напряжений от 30 В до 400 В. Ее выходные напряжения ±12 В точно стабилизируются при токах нагрузки от 5 мА до 50 мА.

Неизолированный двуполярный понижающий регулятор с двумя дросселями

Способность LT8315 выдерживать высокие входные напряжения может найти применение в неизолированных решениях с недорогими общедоступными дросселями. Схема понижающего преобразователя с двумя дросселями, требующая лишь нескольких дополнительных компонентов, изображена на Рисунке 3.

Этот схема также работает с входными напряжениями от 30 В до 400 В, преобразуя их в ±12 В при максимальном токе 30 мА. КПД схемы для обоих выходов при полной нагрузке и входном напряжении 30 В может достигать 87%. В этой конфигурации вывод GND микросхемы LT8315 преднамеренно не заземлен и подключен как общий коммутационный узел для управления обоими выходами.

При разводке печатной платы области контактных площадок выводов GND микросхемы LT8315 должны находиться в границах вскрытого основания кристалла (вывод 21), чтобы уменьшить уровень электромагнитных помех и влияние на другие компоненты, поскольку в такой топологии шина GND является относительно шумным коммутационным узлом. Диод D2 и два резистора с допусками 1%, подключенных к выводу FB, образуют цепь обратной связи, регулирующую положительное выходное напряжение.

Диод D2 необходим для предупреждения разряда вывода FB во время открытого состояния MOSFET. Прямое падение напряжения на диоде D2 не влияет на работу делителя напряжения, так как прямые напряжения D2 и D3 равны и компенсируют друг друга. Следовательно, положительное выходное напряжение отслеживается цепью обратной связи без ошибок и хорошо регулируется.

Шина отрицательного напряжения содержит низковольтный конденсатор связи C_FLY. второй дроссель L2, ограничивающий диод D4 и выходной конденсатор С₀₂. В соответствии с вольт-секундным балансом дросселя для контура C₀₁-L1-C_FLY-L2, среднее напряжение на L1 и L2 равно нулю, поэтому напряжение на конденсаторе связи C_FLY равно положительному выходному напряжению. C_FLY заряжает дроссель L2 при включенном MOSFET, тогда как D4 обеспечивает путь разряда L2, пока MOSFET выключен.

Отрицательное выходное напряжение косвенно регулируется на основе напряжения на CFLY, которое остается постоянным и равным положительному выходному напряжению. Как видно из нагрузочных характеристик на Рисунке 4, напряжение отрицательного источника стабилизируется с точностью ±5% в диапазоне токов нагрузки от 3 мА до 30 мА при различных входных напряжениях и полной нагрузке 30 мА канала положительного напряжения.

Заключение

В этой статье представлены две схемы двуполярных преобразователей с широкими диапазонами входных напряжений от 30 В до 400 В: один изолированный, другой неизолированный. В обоих случаях использована микросхема LT8315, выбранная из-за наличия интегрированного высоковольтного MOSFET, цепи обратной связи, не требующей оптоизолятора, и внутренней высоковольтной схемы запуска.

К другим важным функциям и особенностям микросхемы относятся мягкий запуск, режим генерации пачек с низким уровнем пульсаций, программируемый порог ограничения тока, блокировка при пониженном напряжении, температурная компенсация и низкий ток потребления. Высокий уровень интеграции LT8315 упрощает проектирование схем с высокими входными и двуполярными выходными напряжениями для широкого спектра приложений.

Источники питания, стабилизаторы, преобразователи напряжения, схемы, Любительская радоэлектроника

 

Источники  питания, стабилизаторы  и преобразователи  напряжения.

 

  Простейшие схемы источников питания 

— стабилизаторы напряжения, источники стабильного тока, зарядные устройства и другие схемы.

   Импульсный источник питания мощностью  до 20 Вт. — источник питания выполнен по схеме однотактного импульсного высокочастотного преобразователя и имеет меньшие габариты, чем  аналогичные, работающие  с понижающим трансформатором, на частоте 50 Гц.

   Импульсный источник питания мощностью до 40 Вт — представляет собой однотактный импульсный преобразователь напряжения, работающий на частоте, примерно, 50 кГц.

   Импульсный преобразователь напряжения  c  12 В  на  220 В  —  позволяет подключать нагрузку мощностью до 100 Вт, рабочая частота преобразования около 20 кГц.

   Импульсный  источник  питания  мощностью до 60 Вт. — диапазон входных напряжений  180-230 В, рабочая частота преобразователя около 20 кГц.

   Простой лабораторный источник питания — применено двухступенчатое преобразование выпрямленного напряжения: ШИМ преобразование в промежуточное напряжение и последующая линейная стабилизация. 

   Преобразователь постоянного напряжения КР1446ПН1Е — Микросхема КР1446ПН1Е представляет собой импульсный повышающий регулятор напряжения для питания низковольтных нагрузок.

   Блок питания для переносной телерадиоаппаратуры — источник питания выполнен по схеме двухтактного импульсного высокочастотного преобразователя, выходная мощность 20 Вт,  КПД при номинальной мощности  не менее 85%, частота преобразования  68 кГц. 

   Питание радиоаппаратуры от бортовой сети автомобиля. Подключать радиоаппаратуру непосредственно к аккумулятору нежелательно, так как его напряжение может меняться от 10 до 15 В, а переносная аппаратура питается меньшим напряжением.

  Блок питания на 4В с автоматическим зарядным устройством  —  предназначен для питания от сети 220 В напряжением 4 В маломощной нагрузки (током не более 100 мА) и заряда трех аккумуляторов типа НКГЦ-0,45 или НКГЦ-0,5 с автоматическим выключением режима заряда.

   Современные методы повышения качества источников питания. Если не принять специальных мер, форма тока, потребляемого импульсным источником питания (импульсным преобразователем) от сети , будет далека от синусоидальной и представляет собой последовательность коротких импульсов с частотой повторения 100 Гц значительной амплитуды, в 5…10 раз превышающей его среднее значение.

  Импульсные блоки питания телевизоров и их ремонт. Справочное пособие  (djvu)

   Программа для расчета  импульсного источника питания.  Программа “Converter” позволяет рассчитать двухтактный полумостовой преобразователь импульсного источника питания с самовозбуждением. 

   Расчет трансформатора двухтактного импульсного источника питания. Справочное пособие  (pdf)

   Программа для расчета трансформатора  «Transformer 3.0.0.3» —  предназначена для расчёта импульсных трансформаторов двухтактных импульсных источников питания с задающим генератором.  Скачать   

   Миниатюрный блок питания 5-12 В. Блок питания предназначен для питания от сети малогабаритных радиоэлектронных устройств.

  Звуковой сигнализатор перегрузки блока питания  Звуковая сигнализация позволяет пользователю быстро среагировать на аварийную ситуацию, если при экспериментах с различной аппаратурой возникла перегрузка источника питания.

   Блок питания с гасящим конденсатором Использование конденсаторов для подачи пониженного напряжения в нагрузку от осветительной сети, имеет давнюю историю. Это позволяло устранить гасящий резистор, являющийся источником тепла и нагрева всей конструкции.

  Регулируемый двухполярный источник питания  В лаборатории радиолюбителя, как правило, есть регулируемый стабилизированный блок питания. Добавив к нему несложную приставку, можно получить двух-полярный источник питания.

   Мощные блоки питания.  Стабилизатор напряжения  разрабатывался для питания мощного усилителя НЧ. Он имеет выходное напряжение 27 В, ток нагрузки до 3 А. Блок питания двухполярный, выполнен на комплементарных транзисторах КТ825 и КТ827

   Плавный пуск  блоков питания.  При включени блока питания   в сети возникает помеха, вызванная пусковыми токами трансформаторов, токами заряда конденсаторов и стартом  питаемых устройств.  Для таких блоков питания и предлагается это устройство плавного пуска

  Ремонт блока питания.  Ремонт блоков питания от роутеров и другой техники Asus и D-Link за 10 минут

  Экономичный стабилизатор с малым падением напряжения.   Несложный стабилизатор компенсационного типа для слаботочных узлов, собранный на дискретных элементах.  Его собственный ток потребления составляет приблизительно 1 мА

  Преобразователь напряжения 3-12 вольт. Ремонт усилителя воспроизведена плейера иностранного производства часто бывает затруднителен из-за использования в нем низковольтной микросхемы, аналог которой найти очень трудно Поэтому приходится делать новую конструкцию на транзисторах или микросхемах отечественного производства.

 

  Радиоэлектроника — Автоэлектроника, зарядные устройства, аккумуляторы, системы зажигания, охранные устройства, схемы.

 

 

 

Глава 13. Один интересный преобразователь

В.Н. Гололобов

Экскурсия по электронике

273

В конечном счете никому из нас не нужно ни напряжение, ни ток сами по себе. Ну, зачем нормальному человеку напряжение? Ему нужно то, во что это напряжение или тот ток можно превратить. Таким образом, вся электроника – это сплошное преобразование напряжения. Мы пытаемся преобразовать напряжение в свет, тепло, движение. В последнее время все больше внимания уделяется преобразованию напряжения в информацию. Ведь, согласитесь, работа компьютера, не более чем сложные преобразования напряжений, получаемых от блока питания. И выходит, что родоначальником того текста, который я сейчас печатаю в текстовом процессоре по имени OpenOffice.org Writer, вставляя картинки, получаемые на экране монитора при работе программы Qucs, родоначальником всего этого является импульсный блок питания, стоящий в системном блоке. Если у вас возникли сомнения в этом, отключите блок питания, и сомнения рассеются. Тема преобразователей напряжения частично была затронута выше, и, возможно, импульсным блокам питания следовало уделить гораздо больше места, чем я планирую, но это очень обширная тема, заслуживающая отдельной книги. И тема интересная, как для опытных, так и для начинающих любителей. Я не готов сделать большего, как только чуть-чуть рассказать о преобразователях на примере конвертера Cuk’а. Я использую материал, присланный мне Александром, статью из CHIP NEWS, авторы которой Ю. Розанов, М. Рябчицкий и А. Кваснюк, справочник «Источники электропитания РЭА» издательства «Радио и связь», 1985, и все, что смогу придумать на эту тему. Попутно я хочу обратить внимание, особенно начинающих, на тот факт, что программы симуляции, о которых я много говорю, не всегда могут успешно справляться с любыми схемами, и, являясь прекрасным инструментом и для изучения предмета, и для работы, требуют обязательной проверки на макетной плате «всех личных достижений» в области электроники. Только профессионалы, годами работающие с одной программой разработки электрических схем или разводки печатных плат, готовы определить, нуждаются ли результаты работы в дополнительной проверке. Можно утверждать, что любителям это тоже доступно, но я не рекомендовал бы уповать на подобные утверждения, лучше, все-таки, проверить. Выбор за вами!

Вначале, чем интересны импульсные преобразователи в практическом плане? Напомню, что простейшим преобразователем переменного напряжения будет трансформатор, давно и активно используемый в электрике. Поэтому речь пойдет о преобразовании постоянного напряжения в переменное или постоянного напряжения в постоянное. Так что в них, в этих преобразователях?

Преобразователи постоянного напряжения в переменное

Давным-давно, отправляясь в путешествие на собственном автомобиле, радиолюбители использовали преобразователь напряжения аккумулятора для питания электрической бритвы. Нужно же бриться! Самый простой преобразователь получался из генератора с самовозбуждением. На выходе такого генератора не синусоидальное напряжение, но электрические бритвы не были столь привередливы. Сам я таким преобразователем не пользовался, но, как мне кажется, встречал схемы похожих преобразователей именно для использования с электробритвами в автомобиле.

В.Н. Гололобов

Экскурсия по электронике

274

Рис. 13.1. Простейший преобразователь постоянного напряжения в переменное

В таких преобразователях, как правило, используются дополнительные обмотки трансформатора Tr2, включаемые в базовые цепи транзисторов, для получения самовозбуждения генератора. Мне пришлось использовать два генератора (второй работает в противофазе с первым, обратите внимание на его параметр Td). Но принцип работы реального преобразователя похож: при включении питающего напряжения V1 начинает возрастать ток коллектора транзисторов, протекая по обмоткам T1 и T2 трансформатора; наводимое в обмотках, включенных в цепи баз, напряжение (на рисунке их нет) для одного транзистора способствует нарастанию тока коллектора, для другого препятствует. В итоге один из транзисторов полностью открывается, а второй закрывается, но не сразу – индуктивное сопротивление «сопротивляется» этому. Однако, когда изменение тока прекращается, это приводит к уменьшению напряжения во всех вторичных обмотках трансформатора (он не «трансформирует» постоянный ток), и это, в свою очередь, приводит к закрыванию первого транзистора и открыванию второго. Затем процесс повторяется.

Не следует думать, что так, как изображено на рисунке, схему собрать нельзя. Можно. В этом случае генератор-преобразователь будет работать не в режиме самовозбуждения, а в режиме принудительного преобразования, и транзисторы не более, чем каскады усиления, что я и хотел подчеркнуть их обычным включением, и в этом случае есть определенная выгода – легче настроить частоту преобразования. Если в генераторе с самовозбуждением частота будет определяться во многом свойствами трансформатора, которые трудно менять, то с независимыми генераторами (или, как правило, генератором) частота может задаваться, например, RC-цепью, где можно сделать резистор переменным, позволяющим легко получить требуемую частоту.

В.Н. Гололобов

Экскурсия по электронике

275

Как реально происходит процесс запуска генератора в режиме самовозбуждения можно посмотреть на следующем рисунке.

Рис. 13.2. Моделирование процесса самовозбуждения генератора

Использование похожих генераторов с самовозбуждением я встречал в приборах. Действительно, если не считать трансформатора, во всем остальном проще не придумаешь. Трансформатор, кстати, может иметь две выходные обмотки, а в этом случае легко получить двух-полярный блок питания от одного источника напряжения, например, батарейки, а два полученных источника напряжения использовать для питания операционных усилителей. Более простое, правда, решение, без трансформатора, я встречал в схеме тестера, где использовался операционный усилитель, а питания тестера было построено на одной батарейке. Добавленная цифровая микросхема использовалась для построения генератора и преобразователя.

Иногда для питания электронной схемы переносного устройства требуется высокое напряжение, которое трудно получить от батарейки, и в это случае используется преобразователь. Подобное решение я встречал в весьма современном пульте управления фирмы Philips для питания лампы, подсвечивающей сенсорный дисплей.

Разные типы современных преобразователей

Статью, которую я упоминал, «Вторичные источники питания: от сетевого трансформатора до корректора коэффициента мощности» авторы предваряют словами: «За короткий срок вторичные источники питания радикально изменились: на смену громоздким устройствам с сетевым трансформатором и линейным стабилизатором пришли миниатюрные импульсные

В.Н. Гололобов

Экскурсия по электронике

276

модули…».

Не буду пересказывать статью, любой пересказ предвносит точку зрения автора, что никак не улучшает исходный материал, а вот что хочу, так это «перепоказать» некоторые положения статьи. Авторы подразделяют преобразователи по виду схем на: понижающие, повышающие, повышающе-понижающие и, наконец… а вот об этом типе отдельно.

Рис. 13.3. Понижающий преобразователь

Для моделирования схемы в программе Qucs в качестве ключевого элемента использовано реле. Разновидность реле, специально предназначенная к этому, некогда использовалась в преобразователях. Но в данном случае реле используется только для моделирования в программе в сочетании с генератором прямоугольных импульсов V2. В реальных схемах используются транзисторы (на месте контактов S1), и именно появлению транзисторов с подходящими параметрами импульсные источники питания обязаны столь быстрой экспансией. Конечно, работа транзистора в режиме «ключа» имеет ряд особенностей, но в первом приближении можно рассматривать его работу следующим образом. Для включения транзистора необходимо задать такой базовый ток, при котором транзистор полностью открыт, то есть, его напряжение коллектор-эмиттер минимально, что определяется током коллектора и сопротивлением нагрузки. А в режиме выключения ток базы может отсутствовать, что приведет к уменьшению тока коллектора до «неуправляемого остатка», а все напряжение будет падать на транзисторе, приложенное к его эмиттеру и коллектору.

В статье приводится несколько диаграмм, иллюстрирующих работу преобразователя. Я постарался сделать диаграммы, соответствующие диаграммам статьи.

В.Н. Гололобов

Экскурсия по электронике

277

Рис. 13.4. Диаграммы симуляции схемы, включая токи амперметров

Попробуйте изменить параметр TL генератора V2, скажем, увеличив его до 0.4 мС. Вы должны получить диаграмму напряжения на выходе (метка out) следующего вида:

Рис. 13.5. Изменение выходного напряжения при увеличении TL

Именно так, изменением коэффициента заполнения, можно регулировать выходное напряжение. Думаю, вам доставит удовольствие придумать способ автоматической регулировки выходного напряжения.

Схема повышающего преобразователя основана на эффекте накопления энергии в индуктивности при замыкании ключа с последующей отдачей этой энергии, когда ключ размыкается, в нагрузку. Чем дольше ключ замкнут, тем больше выходное напряжение. Схема, приводимая в статье, соответствует эксперименту, схема которого представлена ниже. Как и в предыдущем случае, вы можете менять значения замкнутого состояния ключа (параметр TH генератора) и разомкнутого (TL), а так же оценить влияние значения индуктивности, конденсатора фильтра и сопротивления нагрузки. Я не устанавливал измерителей тока на схеме, но вы можете найти их в разделе измерители на вкладке Компоненты программы, чтобы получить набор диаграмм, соответствующий приведенным на рисунке 13.4.

Измерения в электронике, наряду с расчетами, играют основополагающую роль. Не пренебрегайте возможностью лишний раз измерить или увидеть на экране осциллографа все, что происходит в схеме. Впоследствии вам легче будет представить работу схемы, глядя только на схему и не пользуясь описанием работы схемы. Такая возможность полезна, когда нет описания схемы. И особенно полезна, когда нет самой схемы. Устройство есть, а схемы

В.Н. Гололобов

Экскурсия по электронике

278

нет.

Рис. 13.6. Повышающий преобразователь

Получение более высокого напряжения, чем напряжение источника питания, весьма привлекательная особенность преобразователя. Особенно, когда вы ограничены применением батарейки в переносном устройстве. Особенно, когда вам очень хотелось бы использовать операционный усилитель в своей схеме, а он требует для своего питания двух источников, положим, + 15 В и – 15 В. И никак не соглашается на меньшее. А батарейка, которую вы можете применить не дает больше 9 В. И особенно привлекательно для многих то, что не требуется трансформатор.

Следующий тип преобразователя повышающе-понижающий. Он позволяет регулировать выходное напряжение от нуля до значения, ограниченного паразитными параметрами схемы. И обратите внимание на схему ниже, полярность выходного напряжения отлична от полярности источника питания! Тоже полезная особенность преобразователя.

В.Н. Гололобов

Экскурсия по электронике

279

Рис. 13.7. Повышающе-понижающий преобразователь

Используя схемы преобразователей, подобные описанным в статье, следует не забывать, что генератор, управляющий работой ключа, должен обязательно работать. Если ключевой транзистор окажется включен, скажем, на схеме выше, а генератор работать не будет, то нагрузкой транзистора станет индуктивность L1, активное сопротивление которой может быть очень маленьким. Для транзистора подобное включение это короткое замыкание, и он может не выдержать подобного испытания. Конечно, вы добавите, надеюсь, в схему предохранитель, но имейте в виду, что предохранитель «срабатывает» гораздо медленнее транзистора. Удобный подход в этом случае таков: работа ключевого транзистора начинается с выключенного состояния. То есть, если вы включили схему, транзистор выключен, а если генератор не заработал, то транзистор оказывается выключен, и ничего страшного для него в этой ситуации быть не должно.

И, наконец, последний тип преобразователя, упоминаемый в статье, это преобразователь Чука (Čuk). О существовании этого типа преобразователя мне сообщил Александр Кушнеров, который и привлек мое внимание к преобразователям вообще, и к существованию проблем с симуляцией подобных преобразователей, да и импульсных схем, в программах EDA. Именно он предложил мне осуществить симуляцию этого конвертера в программах Qucs и PSIM. Именно по причине симуляции работы импульсных схем я заговорил в этой книге о программе PSIM. Программа специализированная, и когда я писал о программах EDA, я не стал ее рассматривать. А Александр, которому приходится уделять много времени импульсным преобразователям, использовал эту программу с наибольшим успехом. Впрочем, и программа LTSpice, о которой я рассказывал в книге «Наглядная электроника» тоже успешно справляется с симуляцией импульсных схем. Так что, имейте в виду, что не все

В.Н. Гололобов Экскурсия по электронике 280

программы успешно справляются с симуляцией любых схем. Но вернемся к преобразователям.

Рис. 13.8. Преобразователь Чука

Как видно из схемы, преобразователь Чука имеет черты сходства и с повышающим, и с понижающим преобразователем. Напряжение на выходе, в зависимости от длительности включенного состояния ключа, может быть и больше, и меньше напряжения источника питания. Как пишут авторы статьи, одним из важных свойств этого преобразователя является низкий уровень пульсаций входного и выходного токов, что, конечно, упрощает построение входных и выходных цепей преобразователя.

Бурному росту использования импульсных источников питания ранее мешало то, что они строились с использованием биполярных транзисторов в качестве ключевых элементов схемы. Особенности работы этих транзисторов в ключевом режиме ограничивали такие выходные параметры вторичных источников питания как удельные (по мощности) габариты, вес. Появление полевых транзисторов существенно улучшило ситуацию и ускорило переход от громоздких схем с понижающими трансформаторами к компактным и легким импульсным блокам питания. Конечно, как пишут авторы, ничто не дается даром. Широкое использование импульсных вторичных источников питания, благодаря их импульсному характеру работы, привело к появлению новых проблем, связанных с обратным негативным воздействием на силовые цепи, с незапланированным излучением радиоволн, как самими преобразователями, так и проводами электросетей. Сегодня эти проблемы рассматриваются и успешно решаются средствами современной электроники.

Импульсные преобразователи – это очень интересная область электроники, но я хотел бы

В.Н. Гололобов

Экскурсия по электронике

281

вернуться к тому, с чего начал эту главу. Если предыдущая схема достаточно уверенно работала в программе Qucs, то предложенный Александром вариант, в сущности мало отличающийся от изображенного на рисунке выше, при запуске симуляции работать не хотел.

Рис. 13.9. Модификация предыдущей схемы

В отличие от Александра, занимающегося исследованиями в области импульсных схем, я «шапочно» знаком с ними. Проведя несколько попыток осуществить симуляцию, я быстро отказался от этого и попробовал осуществить эту симуляцию в программе PSIM по совету Александра, который опробовал несколько программ, и в частности Multisim, но более всего его удовлетворила работа в PSIM. Конечно, его интересовали исследования более глубокие, чем обычно осуществляются в любительских условиях. Но трудно сказать, и я не берусь это утверждать с уверенностью, что может заинтересовать любителя, если он истинный любитель, а уж терпения и знаний у него, подчас, не меньше, чем у профессионала. В этом смысле мне показалось поучительной эта история с преобразователем Чука. Мне кажется, что последовав моему совету и приняв в качестве одного из инструментов программу для работы со схемами, начинающий любитель электроники с большей вероятностью столкнется с подобной ситуацией, и возникающие трудности при симуляции схемы могут навсегда оттолкнуть его. Было бы очень жаль, если б такое случилось. Вот как выглядит работа схемы в программе PSIM. Схему я получил от Александра, но сама программа работает в демонстрационной версии, что ограничивает ее возможности. Однако процесс симуляции проходит быстро, да и ключевой элемент использован «наиновейший» – полевой транзистор.

Инвертор, преобразователь напряжения, частотный преобразователь

Преобразователь частоты

Сделать заказ прямо сейчас!

Контакты для заказов частотного преобразователя:
+38 050 4571330
[email protected]

Вы можете оставить свой телефон, нажав на кнопку:
ПЕРЕЗВОНИТЕ МНЕ

Внимание! Налажено мелко серийное производство частотных преобразователей 7,5кВт 220 в 380В, отличительные особенности частотников 7,5 кВт:
— работа с любым однофазным напряжением от 100В
— кратковременная работа с больше нагрузкой(как на видео ниже)
Цена — 9900грн.
Видео испытаний на примере с нагрузкой до 11кВт:

Преобразователь сетевого напряжения 220В в трехфазное напряжение для питания трехфазных двигателей. Или три фазы в доме. Регулятор оборотов электродвигателей.

Гарантия завода изготовителя 2 года. Производитель — Украина, г. Днепропетровск. Почему стоит покупать этот частотник, а не другие, скажем, китайские, американские или японские аналоги? Ответ: цена — на порядок дешевле известных аналогов (это, конечно, не основной параметр, но почему-то решающий), надежность, в случае чего (зарекаться нельзя) ремонт производится в течении трех дней, простой в управлении и настройке. Консультант технической поддержки ответит на все Ваши вопросы.

Мощность выпускаемых приборов: 0,25кВт; 0,37кВт; 1кВт; 1,5кВт; 2,2кВт; 3,3кВт; 7,5кВт.

Цены на преобразователи частоты(03.03.15г.):
Модель Мощность Цена
Модель Мощность Цена
CFM110 0.25кВт 2300грн
CFM110 0.37кВт 2400грн
CFM110 0.55кВт 2500грн
CFM210 1,0 кВт 3200грн
CFM210 1,5 кВт 3400грн
CFM210 2,2 кВт 4000грн
CFM210 3,3 кВт 4300грн
AMF310 7,5 кВт 9900грн.

Вы можете оставить свой телефон, нажав на кнопку:
ПЕРЕЗВОНИТЕ МНЕ

На все частотники можно сделать выносной пульт управления, стоимость — 150грн с 3-5м шнуром.

Цены на частотные преобразователи с питанием от ~380В (три фазы вход — три фазы выход):

Модель Мощность ВхШхГ, мм Масса Цена, грн
CFM310 4.0 кВт 280х152х143 3,9 6800
CFM310 5.5 кВт 280х152х143 4,1 7500
CFM310 7.5 кВт 280х152х143 4,2 8500

Контакты для заказов:
+38 050 4571330
[email protected]

Возможна бестаможенная доставка по СНГ в страны ТС — Россия, Белоруссия, Казахстан

Видео частотника с выносным пультом управления:

Схемы стабилизаторов и преобразователей напряжения, самодельные инверторы

Преобразователь напряжения +12В в +22В, ток нагрузки до 2А (555, КТ819)

Схема преобразователя напряжения +12В в +22В на конденсаторах и микросхеме серии 555. Задающий генератор на таймере 555 через силовой транзистор VT2 коммутирует катушку. Импульсы самоиндукции выпрямляются диодом VD1. Когда напряжение на фильтре C3 превышает напряжение пробоя стабилитрона VD3 …

1 395 0

Преобразователь напряжения +12В в двуполярное +-15В для питания микросхем, схема

Преобразователь предназначен для получения нестабилизированного напряжения питания микросхем (2×12 до 18 В). В случае необходимости его можно дополнить стабилизатором напряжения на входе или на выходе. Резистор R1 обеспечивает запуск преобразователя. Диод VD1 защищает переходы база-эмиттер …

0 530 0

Преобразователь напряжения +6В в +12В, мощность до 100 Вт

Схема мощного DC-DC преобразователя напряжения +6В в +12В, максимальная нагрузка до 100 Ватт. В оригинале схема предназначалась для получения напряжения 220 вольт из 12. При переработке пришлось, естественно, внести некоторые коррективы в номиналы деталей и саму схему. Вместо рубильника введена …

1 202 0

Преобразователь напряжения +12В в -10В обратной полярности (ток 30мА)

Схема простого преобразователя напряжения +12В в -10В на конденсаторах и микросхеме серии 555. Рис. 1. Принципиальная схема конденсаторного преобразователя напряжения +12В в -10В. Конденсаторный инвертор без хитростей. Выходное напряжение не стабилизировано. Ток нагрузки — до 30 мА. А …

1 100 0

Преобразователь напряжения +12В в -5В обратной полярности (на таймере 555)

Схема самодельного преобразователя напряжения на таймере 555, получаем -5В из +12В. Позволяет получить отрицательное напряжение из положительного. Рис. 1. Схема преобразователя напряжения +12В в -5В, выполнена на таймере 555. Таймер 555 — задающий генератор. При закрывании транзисторов …

0 81 0

DC-DC преобразователь напряжения для питания автоусилителя (+-35В, до 150Вт)

Этот преобразователь напряжения, выпускается в Ростове-на Дону небольшими партиями как конструктор. Хорошее конструктивное исполнение, но есть недостатки. Нет гальванической развязки «земли», что может привести к неустранимому фону при неудачной компоновке системы. При таком …

1 322 1

Блок питания усилителя мощности Monacor HPB-150, схема

Принципиальная схема блока питания усилителя мощности звука Monacor HPB-150. Схема прислана по факсу из Германии. Ее любезно предоставил Dr.Morra. Рис. 1. Принципиальная схема блока питания усилителя мощности звука Monacor HPB-150. Применена полная гальваническая развязка «земли» …

0 83 0

Схема универсального двухполярного стабилизатора напряжения (+-5В, 6В, 9В, 12В, 15В)

Принципиальная схема универсального двухполярного стабилизатора напряжения (+-5В, 6В, 9В, 12В, 15В) на микросхемах серий 78xx, 79xx.

1 1313 5

Инвертор напряжения 12V — 220V (30W) на микросхеме CD4047 и транзисторах MJ3001

Вопрос питания потребителей, рассчитанных на работу от электросети-220V от автомобильного источника питания на страницах радиожурналов поднималась неоднократно. Здесь приводится описание одного из таких устройств, вырабатывающего нестабильное переменное напряжение 220V при питании от источника …

1 1099 0

Преобразователь для получения анодного напряжения +310В из +12В для питания радиоламп (UC3843)

Для того чтобы запитать ламповую аппаратуру в автомобиле обычно используют преобразователь постоянного тока напряжением 12V в переменный ток напряжением 220V. Здесь предлагается немного другой вариант. Ведь, фактически переменным током аппаратура не питается. Ей нужно ток накала, который может …

1 1303 1

1 2  3  4  5  … 25 

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ СВОИМИ РУКАМИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ СВОИМИ РУКАМИ

     Современный автозвук высокой ценовой категории предъявляет всё более высокие требования к мощности автомобильного УМЗЧ. И как известно, есть одно ограничение роста мощности, связанное с низким (как для питания УНЧ) напряжением автомобильного аккумулятора — 12 В. Чтоб обойти эту проблему, вместе с мощными УМЗЧ используют специальные повышающие преобразователи напряжения до необходимого двухполярного +-25…40 В. Ассортимент представленных на рынке преобразователей напряжения для данных целей небольшой, что является ещё одним весомым аргументом собрать преобразователь напряжения своими руками. Для этих целей был построен преобразователь для автомобильного УМЗЧ, подходящий для самостоятельного изготовления, схема которого изображена на рисунке №1.

     Итак, рассмотрим работу узла управления на TL494 в режиме стабилизации. Генератор пилообразного напряжения G1 — задающий. Его частота зависит от внешних элементов C3R8 и определяется по формуле: F=1/(C3R8), где F-частота в Гц; C3- в Фарадах; R8- в Омах. При работе в двухтактном режиме (наш девайс как раз и будет работать в таком режиме) частота автогенератора микросхемы должна быть в двое выше частоты на выходе преобразователя напряжения. Для указанных на схеме номиналах времязадающей цепи частота генератора F=1/(0,000000001*15000)=66,6 кГц. Частота импульсов на выходе , грубо говоря, 33 кГц. Генерируемое напряжение поступает на 2 компаратора (А3 и А4), выходные импульсы которых суммирует элемент ИЛИ D1. Далее импульсы через элементы ИЛИ – НЕ D5 и D6 подают на выходные транзисторы микросхемы (VT1 и VT2). Импульсы с выхода элемента D1 поступают также на счетный вход триггера D2, и каждый из них изменяет состояние триггера. Таким образом, если на вывод 13 микросхемы подана логическая «1» (как в нашем случае – на вывод 13 подан + с вывода 14), то импульсы на выходах элементов D5 и D6 чередуются, что и необходимо для управления двухтактным инвертором. Если микросхему применяют в однотактном преобразователе, вывод 13 соединяют с общим проводом, в результате триггер D2 больше не участвует в работе, а импульсы на всех выходах появляются одновременно.

     Элемент А1 — усилитель сигнала ошибки в контуре стабилизации выходного напряжения. Это напряжение поступает на вывод 1 узла А1. На втором выводе — образцовое напряжение, полученное от встроенного в микросхему стабилизатора А5 с помощью резистивного делителя R2R3. Напряжение на выходе А1, пропорциональное разности входных, задает порог срабатывания компаратора А4 и, следовательно, скважность импульсов на его выходе. Цепь R4C1 необходима для устойчивости стабилизатора. Транзисторный оптрон U1 обеспечивает гальваническую развязку в цепи отрицательной обратной связи по напряжению. Он относится к цепи стабилизации выходного напряжения. Так- же за стабилизацию отвечает стабилизатор параллельного типа DD1 (TL431 или наш аналог КР142ЕН19А). Падение напряжения на резисторе R13 приблизительно равно 2,5 вольт. Сопротивление этого резистора рассчитывают, задавшись током через резистивный делитель R12R13. Сопротивление резистора R12 вычисляют по формуле: R12=(Uвых-2,5)/I» где Uвых- выходное напряжение устройства; I»- ток через резистивный делитель R12R13. 

     Нагрузкой DD1 являются параллельно соединённые балластный резистор R11 и излучающий диод (выв. 1,2 оптрона U1) с токоограничивающим резистором R10. Балластный резистор создаёт минимальную нагрузку, необходимую для нормального функционирования микросхемы. Нужно учитывать то, что рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт. Если планируется изготавливать преобразователь напряжения с Uвых.>35 вольт, то схему стабилизации нужно будет не много изменить, очём будет сказано ниже. Предположим, что преобразователь напряжения рассчитан на выходное напряжение +-35 Вольт. При достижении этого напряжения (на выв. 1 DD1 напряжение достигнет порогового 2,5 Вольт) , «откроется» стабилизатор DD1, загорится светодиод оптрона U1, что приведет к открыванию его транзисторного перехода. На выводе 1 микросхемы TL494 появится уровень «1». Подача выходных импульсов прекратится, выходное напряжение начнет падать до тех пор, пока напряжение на выводе 1 TL431 не станет ниже пороговых 2,5 Вольт. Как только это произойдет, DD1 «закроется», светодиод оптрона U1 погаснет, на выводе 1 TL494 появится низкий уровень и узел А1 разрешит подачу выходных импульсов. Напряжение на выходе вновь достигнет +35 Вольт. Опять «откроется» DD1, загорится светодиод оптрона U1 и так далее. Это называется «скважностью»- когда частота импульсов неизменна, а регулировка осуществляется паузами между импульсами.

     Второй усилитель сигнала ошибки (А2) в данном случае использован как вход аварийной защиты. Это может быть узел контроля максимальной температуры теплоотвода выходных транзисторов, блок защиты УМЗЧ от токовой перегрузки и так далее. Как и в А1 через резистивный делитель R6R7 образцовое напряжение подается на вывод 15. На выводе 16 будет уровень «0», так как он соединен с общим проводом через резистор R9. Если подать на вывод 16 уровень «1», то узел А2 мгновенно запретит подачу выходных импульсов.  Преобразователь «остановится» и запустится только тогда, когда на 16 выводе вновь появится уровень «0». 

     Функция компаратора А3 – гарантировать наличие паузы между импульсами на выходе элемента D1., даже если выходное напряжение усилителя А1 вышло за допустимые пределы. Минимальный порог срабатывания А3 (при соединении вывода 4 с общим проводом) задан внутренним источником напряжения GI1. С увеличением напряжения на выводе 4 минимальная длительность паузы растет, следовательно, максимальное выходное напряжение устройства падает. Этим свойством пользуются для плавного пуска преобразователя напряжения. Дело в том, что в начальный момент работы преобразователя напряжения конденсаторы фильтров его выпрямителя полностью разряжены, что эквивалентно замыканию выходов на общий провод. Пуск  преобразователя напряжения сразу же на полную мощность приведет к перегрузке транзисторов мощного каскада и возможному выходу их из строя. Цепь C2R5 обеспечивает плавный, без перегрузок, пуск преобразователя.

     В первый после включения момент С2 разряжен., а напряжение на выводе 4 TL494 близко к +5 Вольт, получаемым от стабилизатора А5. Это гарантирует паузу максимально возможной длительности, вплоть до полного отсутствия импульсов на выходе микросхемы. По мере зарядки конденсатора С2 через резистор R5 напряжение на выводе 4 уменьшается, а с ним и длительность паузы. Одновременно растет выходное напряжение преобразователя. Так продолжается, пока оно не приблизится к образцовому и не вступит в действие стабилизирующая обратная связь, о принципе работы которой было рассказано выше. Дальнейшая зарядка конденсатора С2 на процессы в преобразователе напряжения не влияет. Как здесь уже было сказано,рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт. А как быть, если от схемы требуется получить, например, 50 Вольт? Достаточно в разрыв контролируемого плюсового провода поставить стабилитрон на 15…20 Вольт (показан красным цветом). В результате этого он «отсечёт» лишнее напряжение (если 15-ти вольтовый стабилитрон, то он срежет 15 Вольт, если двадцативольтовый- то соответственно уберет 20 Вольт) и TL431 будет работать в допустимом режиме напряжения.

     На VT1-VT4R18-R21 собран промежуточный каскад. Задача этого узла- усиление импульсов перед их подачей на мощные полевые транзисторы VT5-VT8. Блок управления REM выполнен на VT11VT12R28R33-R36VD2C24. При подаче на «REM IN» управляющего сигнала с магнитолы +12 Вольт, открывается транзистор VT12 , который в свою очередь откроет VT11. На диоде VD2 появляется напряжение, которое будет питать микросхему TL494. Преобразователь запускается. Если магнитолу выключить, то эти транзисторы закроются, преобразователь напряжения «остановится». На элементах VT9VT10R29-R32R39VD5C22C23 выполнен узел аварийной защиты. При подаче на вход «PROTECT IN» отрицательного импульса,  преобразователь напряжения отключится. Запустить его можно будет только повторным отключением и включением REM. Если данный узел не планируется использовать, то элементы,относящиеся к нему, нужно будет исключить из схемы, а вывод 16 микросхемы TL494 соединить с общим проводом.

     В нашем случае преобразователь для УМЗЧ двухполярный. Стабилизация в нем осуществляется по плюсовому выходному напряжению. Чтобы не было разницы выходных напряжений, применяют так называемый «ДГС»- дроссель групповой стабилизации (L3). Обе его обмотки наматываются одновременно на один общий магнитопровод. Получится дроссель- трансформатор. Подключение его обмоток имеют определенное правило — они должны быть включены встречно. На схеме начала этих обмоток показаны точками. В результате этого дросселя выходные напряжения обоих плеч уравниваются. Не малую роль в преобразователе играют снабберы- RC цепочка, которая служит для шунтирования паразитных ВЧ/СВЧ колебаний. Их применение благоприятно сказывается на общей работе преобразователя, а именно: форма выходного сигнала имеет меньше паразитных ВЧ- выбросов, которые проникают по питанию в УМЗЧ и могут вызвать его возбуждение; легче работают выходные ключи (меньше греются), это относится и к трансформатору. Польза от них очевидна, так, что не нужно ими пренебрегать. На схеме- это C12R26; C13R27; C25R37. 

     Перед включением необходимо проверить качество монтажа. Для налаживания преобразователя напряжения необходим трансформаторный блок питания мощностью около 20 Ампер и с пределом регулирования выходного напряжения 10…16 Вольт. Не рекомендуется питать преобразователь напряжения от компьютерного блока питания. Перед включением нужно установить выходное напряжение блока питания 12 Вольт. Параллельно выходу устройства подключить резисторы на 2 ВТ 3,3 кОм как на плюсовое плечо, так и на минусовое. Резистор R3 отпаять. Подать напряжение питания с БП на ПН (12 Вольт).  Преобразователь не должен запуститься. Далее следует подать плюс на вход REM (поставить временную перемычку на клемме + и REM). Если детали исправны и монтаж выполнен правильно, то преобразователь должен запуститься. Далее нужно замерить ток потребления (амперметр в разрыв плюсового провода). Ток должен быть в пределах 300…400 мА. Если он очень сильно отличается в большую сторону, то это указывает на не корректную работу схемы. Причин много, одна из основных- не правильно намотан трансформатор. Если же все в допустимых пределах, то нужно замерить выходное напряжение как по плюсу, так и по минусу. Они должны быть практически одинаковыми. Полученный результат запоминаем или записываем. Далее на место R3 нужно подпаять последовательную цепочку из постоянного резистора 27 кОм и подстроечного (можно переменного) на10 кОм, не забыв сперва отключить питание от преобразователя. Вновь запускаем девайс. После запуска увеличиваем напряжение на блоке питания до 14,4 Вольт. Производим замер выходного напряжения устройства так же, как и при первоначальном включении. Вращая ось подстроечного резистора нужно установить такое выходное напряжение, какое было при питании устройства от 12 Вольт. Отключив БП, выпаять последовательную резисторную цепь и замерить общее сопротивление. На место R3 впаять постоянный резистор такого же номинала. Производим контрольную проверку. 

     На рисунке №2 приведен еще один вариант построения стабилизации. В этой схеме в качестве опорного напряжения для вывода 1 TL494 использован не ее внутренний стабилизатор, а внешний, выполненный на стабилизаторе параллельного типа TL431. Микросхема DD1 стабилизирует напряжение 8 вольт для питания делителя, состоящего из фототранзисторного оптрона U1.1 и резистора R7. Напряжение от средней точки делителя поступает на не инвертирующий вход первого усилителя сигнала ошибки ШИ- контроллера TL494. Так- же от резистора R7 зависит выходное напряжение ПН- чем меньше сопротивление, тем меньше выходное напряжение.Настройка ПНа по этой схеме не отличается от той, что на рисунке №1. Единственное отличие- это первоначально нужно выставить 8 вольт на выводе 3 DD1 с помощью подбора резистора R1.

     Схема на рисунке №3 отличается упрощенной реализацией узла REM. Такое схемотехническое решение менее надежно, чем в предыдущих вариантах. В качестве дросселя L1 можно использовать Советские дроссели ДМ. L2- самодельный. Его можно намотать на ферритовом стержне диаметром 12…15 мм. Феррит можно отломить от строчного трансформатора ТВС, сточив его на карборунде до требуемого диаметра. Это долго, но эффективно. Наматывается проводом ПЭВ-2 диаметром 2 мм и содержит 12 витков. В качестве ДГС можно применить желтое кольцо от компьютерного блока питания. Провод можно взять ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Нужно мотать одновременно двумя проводами, разместив их равномерно по всему кольцу виток к витку. Подключить соответственно со схемой (начала указаны точками).

     Трансформатор является самой ответственной деталью устройства, от его изготовления зависит успех всего предприятия. В качестве феррита желательно использовать 2500НМС1 и 2500НМС2. Они имеют отрицательную температурную зависимость и предназначены для использования в сильных магнитных полях. В крайнем случае можно применить кольца М2000НМ-1. Результат будет не много хуже. Кольца нужно брать старые, то есть те, которые были изготовлены до 90-х годов. Да и то, одна партия может сильно отличаться от другой. Так, что ПН, трансформатор которого намотан на одном кольце может показать прекрасные результаты, а преобразователь, трансформатор которого намотан тем же проводом, на таком же по габаритам и маркировке кольце, но из другой партии, может показать плохой результат. Тут как повезёт. 

     Если применяется ферритовое кольцо 2000НМ-1 40/25/11, то первичная обмотка должна содержать 2*6 витков. Если кольцо 45/28/12, то соответственно 2*4 витка. Количество витков зависит от частоты задающего генератора. Сейчас есть много программ, которые по введенным данным мгновенно рассчитают все необходимые параметры. Я использую кольца 45/28/12. В качестве первички применяю провод ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Обмотка содержит 2*5 витков, каждая полуобмотка состоит из 8 проводов, то есть наматывается «шина» из 16 проводов, о чем будет сказано ниже (раньше мотал 2*4 витка, но с некоторыми ферритами приходилось поднимать частоту- кстати это можно сделать путем уменьшения резистора R14). Но сперва остановимся на кольце. Изначально ферритовое кольцо имеет острые края. Их нужно закруглить крупным наждаком или напильником — кому как удобнее. Далее обматываем кольцо молярным белым бумажным скотчем в два слоя. Для этого отматываем кусок скотча длиной сантиметров 40, приклеиваем его на ровную поверхность и по линейке нарезаем лезвием полоски шириной 10…15 мм. Вот этими полосками мы и будем его изолировать. В идеале, конечно, лучше кольцо ничем не обматывать, а уложить обмотки непосредственно на феррит. Это благоприятно скажется на температурном режиме трансформатора.

     На полученной «заготовке» мотаем первичную обмотку. Некоторые сначала мотают вторичку, а уже потом на нее первичку. Я так не пробовал и по этому ничего положительного или отрицательного сказать не могу. Для этого на кольцо наматываем обычную нитку, равномерно разместив расчетное количество витков по всему сердечнику. Концы фиксируем клеем или же маленькими кусочками малярного скотча. Теперь берем один кусок нашего эмалированного провода и наматываем его по этой нитке. Далее берем второй кусок и равномерно мотаем его рядом с первым проводом. Так поступаем со всеми проводами первичной обмотки. В итоге должен получиться ровный шлейф. После намотки вызваниваем все эти провода и делим на 2 части- одна из них будет одной полуобмоткой, а другая- второй. Начало одной соединяем с концом другой. Это будет средний вывод трансформатора. Теперь мотаем вторичку. Бывает так, что вторичная обмотка в связи с относительно большим количеством витков не может уместиться в один слой. На пример нам нужно намотать 21 виток. Тогда поступаем следующим образом: в первый слой мы разместим 11 витков, а во второй — 10. Мотать мы будем уже не по одному проводу, как было в случае с первичкой, а сразу «шиной». Провода нужно стараться укладывать так, чтобы они плотно прилегали и не было разного рода петель и барашков. После намотки также вызваниваем полуобмотки и соединяем начало одной с концом другой. В заключении окунаем готовый трансформатор в лак, сушим, окунаем, сушим и так несколько раз. 

     Материал предоставил — qwert390

     ФОРУМ по преобразователю напряжения мощного для автомобильного усилителя.

Импульсный преобразователь постоянного тока в постоянный

»Примечания по электронике

— краткое изложение или учебное пособие по схеме и работе повышающего или повышающего регулятора с использованием методов импульсного источника питания.

---

Схемы источников питания SMPS Праймер и руководство Включает:
Импульсный источник питания Как работает SMPS Понижающий понижающий преобразователь Повышающий повышающий преобразователь Конвертер Buck Boost

См. Также: Обзор электроники блока питания Линейный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания

---

Одним из преимуществ технологии импульсного источника питания является то, что ее можно использовать для создания повышающего или повышающего преобразователя / регулятора.

Повышающие преобразователи или регуляторы

используются во многих случаях от небольших источников питания, где может потребоваться более высокое напряжение, до гораздо более высоких требований к мощности.

Часто требуются более высокие напряжения, чем те, которые обеспечивает имеющийся источник питания — напряжения для усилителей мощности ВЧ в мобильных телефонах — лишь один из примеров.

Основы повышающего повышающего преобразователя

Схема повышающего преобразователя во многом похожа на понижающий преобразователь. Однако топология схемы повышающего преобразователя немного отличается.Основная схема повышающего преобразователя или повышающего преобразователя состоит из катушки индуктивности, диода, конденсатора, переключателя и усилителя ошибки со схемой управления переключателем.

Схема повышающего повышающего преобразователя работает за счет изменения количества времени, в течение которого индуктор получает энергию от источника.

На основной блок-схеме работы повышающего преобразователя можно увидеть, что выходное напряжение, возникающее на нагрузке, воспринимается усилителем считывания / ошибки и генерируется напряжение ошибки, которое управляет переключателем.

Обычно переключатель повышающего преобразователя управляется широтно-импульсным модулятором, переключатель остается включенным дольше, поскольку нагрузка потребляет больше тока и напряжение имеет тенденцию падать, и часто используется генератор фиксированной частоты для управления переключением.

Работа повышающего преобразователя

Повышающий преобразователь работает относительно просто.

Когда переключатель находится в положении ON, выход индуктора соединен с землей, и на него подается напряжение Vin.Ток индуктора увеличивается со скоростью Vin / L.

Когда переключатель переводится в положение ВЫКЛ, напряжение на катушке индуктивности изменяется и становится равным Vout-Vin. Ток, протекающий в катушке индуктивности, спадает со скоростью, равной (Vout-Vin) / L.

На принципиальной схеме повышающего преобразователя можно увидеть формы сигналов тока для различных областей схемы, как показано ниже.

Из диаграмм формы сигналов видно, что входной ток повышающего преобразователя выше, чем выходной ток.Предполагая, что он идеально эффективен, то есть повышающий преобразователь без потерь, выходная мощность должна равняться входной мощности, то есть Vin ⋅ Iin = Vout ⋅ Iout. Из этого видно, что если выходное напряжение выше входного, то входной ток должен быть выше выходного.

На самом деле ни один повышающий преобразователь не будет работать без потерь, но уровень КПД около 85% и более достижим для большинства источников питания.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы».. .

Радиолюбительская схема усилителя напряжения

Что-то не так.
Свинцово-кислотные элементы имеют максимальное напряжение на элемент около 2,15 В. Умножение 6 дает максимум 12,9 вольт.
Для зарядки аккумулятора используется напряжение около 14,4 В.
Предположительно, радиостанция работает в SSB, и если это так, текущий расход является функцией PEP радиостанции. Таким образом, средний ток, потребляемый от источника питания, весьма непостоянен.
Вы говорите, что устройство используется «мобильное», и, предположительно, это означает в автомобиле.Если это так, то при работающем двигателе напряжение в системе транспортного средства будет выше 14 вольт, и это будет достаточно хорошо соотноситься с источником 13,8 вольт. Учитывая мощность радио и то, что вы говорите, кажется, что у вас есть отдельная батарея для питания вашего радио. Если так, очевидно, вы должны как-то зарядить его.
Я заметил, что часто упускается из виду влияние сопротивления кабеля питания и качества соединений. Поистине удивительно видеть сечение провода, используемого для питания этих автомобильных аудиоусилителей; вы знаете, агрегаты на 500 ватт.
Могу ли я предложить вам провести подробный анализ вашей установки с основной целью устранения падения напряжения в кабелях питания, и я бы подумал о том, чтобы запустить радио от бортовой сети автомобиля.
Надеюсь, я не пытаюсь научить вас сосать яйца, но использование ускорителей и т. Д. Кажется мне неправильным, потому что радиостанция предназначена (предположительно) для работы от 12 аккумуляторных систем.
Если бы это был ваш предпочтительный вариант (использование регулятора), я бы предпочел использовать 24 В и уменьшить его до 13.8. При использовании метода повышения пиковый ток в переключающем транзисторе в два раза превышает средний постоянный ток и, по вашим данным, может достигать 50 ампер. Спроектировать импульсные регуляторы на этом уровне тока непросто и требует пристального внимания к конструкции радиатора. Ваше наблюдение о запатентованном бустере и его неспособности работать в 100% случаев — это ТОЧНО то, что я говорю. Это непросто; Я сделал импульсный регулятор для управления водяным насосом на 12 В от системы 24 В в автобусе Toyota, и радиатор и конструкция обмотки были критически важны.В качестве сердечника трансформатора я использовал ярмо от цветного телевизора на 110 градусов. Диаметр проводника, который вам может понадобиться, должен составлять от 3 до 4 мм, а общая эффективность преобразования довольно низкая из-за напряжения насыщения переключающего устройства.
Циклоны — хорошие батарейки, я использовал их в калибраторе, но они слишком малы для ваших нужд. Семь больших будут стоить как минимум от 200 до 250 долларов (возможно, больше). Я не думаю, что это выход.
Надеюсь, это поможет.

Повышающий преобразователь постоянного тока

с фильтрами для MTR и других установок QRP — Радио и питание

В частном порядке меня спросили, действительно ли этот преобразователь постоянного тока подходит для MTR-3B и MTR-5B, потому что они рассчитаны на ок.560 мА при 5 Вт, а на плате указано, что максимальная нагрузка составляла 500 мА.

Краткий ответ: Да, без проблем, как с 4 никель-металлгидридными батареями AA, так и с 2S липоэлементами.

Длинный ответ: Прежде всего, критическим значением является не выходной ток, а входной ток, который примерно зависит от отношения выходного напряжения к входному напряжению, умноженного на выходной ток, за вычетом потерь преобразования.

Если предположить КПД 90%, нагрузку 600 мА, выходное напряжение 12 В и входное напряжение 6 В, то входной ток будет примерно

.

12/6 * 1/0.9 = 1,33 А

Точная формула немного сложнее и приведена в таблице данных SC4503 по адресу

.

http://www.semtech.com/images/datasheet/sc4503.pdf

Максимальный входной ток определен как минимум 1,4 А, обычно 1,9 А и максимум 2,5 А. Так что 1,4 А действительно в безопасности. Высокий входной ток имеет два следующих эффекта:

1. Если ток переключения превышает 1,9 А (типичное ограничение тока), то компаратор ограничения тока установит защелку и отключит силовой транзистор.
2. Микросхема немного нагревается. Если температура превысит 155 ° C, произойдет тепловое отключение. Как только чип остынет на 10 ° C, он возобновит работу.

Таким образом, в худшем случае цепь отключится, если станет слишком жарко, но за девять месяцев ежедневной работы с этой настройкой я ни разу не испытал проблем.

Большинство никель-металлгидридных элементов остаются выше 1,2 — 1,1 В на элемент в течение большей части цикла разряда, поэтому в блоке из 4 элементов будет их больше 4.4 В почти все время.

Вот расчет максимального выходного тока, который вы можете потреблять при настройке 12 В. Первое значение соответствует очень консервативному пределу 1,4 А, второе — типичному пределу входного тока 1,9 А.

4,0 В: 0,4245A / 0,5761A
4,2 В: 0,4474A / 0,6071A
4,4 В: 0,4702A / 0,6381A
4,6 В: 0,4931A / 0,6692A
4,8 В: 0,5160A / 0,7002A
5,0 В: 0,5388 A / 0,7313A
5,2 В: 0,5618A / 0,7624A
5,4 В: 0,5847A / 0,7935A
5.6 В: 0,6076A / 0,8246A
5,8 В: 0,6305A / 0,8557A
6,0 В: 0,6535A / 0,8869A
6,2 В: 0,6764A / 0,9180A
6,4 В: 0,6994A / 0,9492A
6,6 В: 0,7224A / 0,9804A
6,8 В: 0,7454A / 1,0116A
7,0 В: 0,7684A / 1,0428A
7,2 В: 0,7914A / 1,0741A
7,4 В: 0,8145A / 1,1053A
7,6 В: 0,8375A / 1,1366A
7,8 В: 0,8606A / 1,1679A
8,0 В: 0,8836A / 1,1992A
8,2 В: 0,9067A / 1,2305A
8,4 В: 0,9298A / 1,2619A
8,6 В: 0,9529A / 1,2932A
8.8 В: 0,9760A / 1,3246A
9,0 В: 0,9992A / 1,3560A
9,2 В: 1,0223A / 1,3874A
9,4 В: 1,0455A / 1,4188A
9,6 В: 1,0686A / 1,4503A
9,8 В: 1,0918A / 1.4817A
10,0 В: 1.1150A / 1.5132A

Вы можете видеть, что:

1. До прибл. 4,4 В, безопасно потреблять 600 мА (в частности, если рабочий цикл составляет всего 50%, как в установке CW). Ниже вы должны переключиться на 9 В / 2,5 Вт.
2. Конфигурация 2S Lipo может обеспечить ток до 0,6764 А (очень консервативный) / 0.9180A (типовое значение) при напряжении ячейки 3,1 В, когда вы все равно должны прекратить разряжать элемент.

Надеюсь, что это поможет!

73 де Мартин, DK3IT

Общие сведения о регулировании напряжения изолированного преобразователя постоянного / постоянного тока

Изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный ток

требуются в широком диапазоне приложений, включая измерение мощности, промышленные программируемые логические контроллеры (ПЛК), источники питания драйверов на биполярных транзисторах с изолированным затвором (IGBT), промышленные полевые шины и промышленную автоматизацию.Эти преобразователи часто используются для обеспечения гальванической развязки, повышения безопасности и повышения помехоустойчивости. Более того, их можно использовать для генерации нескольких шин выходного напряжения, включая шины двойной полярности.

С точки зрения точности регулирования выходного напряжения изолированные преобразователи постоянного / постоянного тока обычно делятся на три категории: регулируемые, нерегулируемые и полурегулируемые. В этой статье обсуждаются различные схемы регулирования и соответствующие топологии. Подробно рассмотрены факторы, влияющие на точность регулирования.Это приводит к некоторым конструктивным советам по повышению точности регулирования в практических конструкциях. Кроме того, представлены плюсы и минусы каждой схемы, чтобы дать рекомендации по выбору подходящего решения для конкретного приложения.

Обратная связь и управление изолированными преобразователями постоянного тока в постоянный

Преобразователи постоянного / постоянного тока с изоляцией

обычно используют трансформатор для гальванической развязки выхода от входа силового каскада (, рис. 1, ).

Рисунок 1 Блок-схема изолированного силового каскада преобразователя постоянного тока в постоянный

В изолированном DC / DC преобразователе с обратной связью (, рис. 2 ) схема обратной связи определяет выходное напряжение и генерирует ошибку, сравнивая измеренное напряжение с его целевым значением (опорное напряжение обратной связи).Затем ошибка используется для настройки регулирующей переменной (рабочий цикл в этом примере), чтобы компенсировать отклонение выходного сигнала. Гальваническая развязка между цепями управления на первичной и вторичной сторонах также важна. Такая изоляция может быть достигнута с помощью трансформатора или оптрона. Предполагая, что опорное напряжение V _REF является точным и стабильным по температуре, точность регулирования в основном зависит от точности измерения выходного напряжения (другими словами, насколько хорошо V _SENSE похож на V _OUT ).

Рисунок 2 Обратная связь и управление изолированным DC / DC преобразователем с обратной связью

Нерегулируемые изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный

Нерегулируемые изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный ток, также известные как изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный без обратной связи, широко используются в приложениях, не требующих точного выходного напряжения. Типичным примером является двухтактный преобразователь с фиксированным 50% -ным рабочим циклом (, рис. 3, ). Схема управления состоит только из генератора и двух драйверов затвора, которые генерируют два дополнительных фиксированных сигнала затвора с коэффициентом заполнения 50% для управления Q1 и Q2.Коэффициент трансформации трансформатора выбирается таким образом, чтобы обеспечить желаемое выходное напряжение. Не требуется ни схемы обратной связи, ни изолятора сигналов, что снижает стоимость и размер решения.

Рисунок 3 Нерегулируемый двухтактный преобразователь с фиксированным рабочим циклом 50%

Двухтактный преобразователь — это, по сути, прямая топология. Когда он работает с фиксированным рабочим циклом 50%, регулирование выходного напряжения может быть разработано с использованием эквивалентной схемы на рис. 4 . R — эквивалентное сопротивление вторичной обмотки и следа трансформатора. Выходное напряжение можно выразить как (1):

, где V _R — падение напряжения на резисторе R и V _F — прямое падение напряжения на диоде, которые зависят от тока нагрузки. Кроме того, V _R и V _F также изменяются в зависимости от температуры окружающей среды, как и V _OUT . Уравнение 1 указывает, что V _IN , помимо тока нагрузки и температуры окружающей среды, также является фактором V _OUT .Эти факторы вообще не компенсируются, что может привести к значительным колебаниям выходного напряжения. Именно поэтому такие преобразователи получили название нерегулируемый .

Рисунок 4 Эквивалентная схема нерегулируемого двухтактного преобразователя

Подобно двухтактным преобразователям, другие топологии, обычно используемые для нерегулируемых изолированных преобразователей постоянного тока в постоянный, представляют собой полумостовые и полномостовые преобразователи (H-Bridge). Из-за низкой стоимости и простоты схемы эти нерегулируемые изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный обычно используются в качестве трансформаторов постоянного тока для обеспечения гальванической развязки.Регулятор с малым падением напряжения (LDO) часто используется в качестве пострегулятора, чтобы обеспечить низкий уровень шума и низкий уровень пульсаций питания.

Регулируемые изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный

Входное напряжение, ток нагрузки и температура окружающей среды влияют на точность выходного напряжения в нерегулируемом изолированном преобразователе постоянного тока в постоянный. Это неприемлемо для приложений, где критичны точное выходное напряжение и жесткое регулирование, и следует использовать регулируемый изолированный преобразователь постоянного тока в постоянный.Обратный преобразователь в Рисунок 5 взят в качестве примера, чтобы уточнить, как достигается жесткое регулирование. По сравнению с нерегулируемым двухтактным преобразователем (, рис. 3, ), регулируемый обратноходовой преобразователь имеет дополнительную схему обратной связи. Также оптопара используется для передачи управляющего сигнала со вторичной стороны на первичную при достижении гальванической развязки.

Преимущество использования оптрона заключается в том, что цепь обратной связи может быть размещена на вторичной стороне.Таким образом, выходное напряжение можно напрямую измерять и регулировать (то есть V _SENSE = V _OUT ), что, в свою очередь, компенсирует все эффекты входного напряжения, тока нагрузки и температуры на регулирование выходного напряжения. В результате обычно можно ожидать жесткого регулирования в диапазоне от ± 1% до ± 3% для всех рабочих входных напряжений, тока нагрузки и температурных условий.

Использование оптопары имеет несколько недостатков. Прежде всего, оптопара вводит дополнительный полюс в контур управления, что уменьшает полосу пропускания преобразователя.Во-вторых, оптопара имеет большие отклонения от единицы к единице, а также снижение температуры и срока службы коэффициента передачи тока (CTR), что накладывает ограничения на конструкцию контура управления.

Рисунок 5 Регулируемый обратный преобразователь с использованием оптрона

Полурегулируемые изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный

Нерегулируемые изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный ток не требуют оптопары, но не обеспечивают какого-либо регулирования. И наоборот, регулируемые изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный обеспечивают точное регулирование выходного напряжения, но требуют наличия оптрона.Есть много приложений, в которых заказчик может не захотеть использовать оптопару, но потребует некоторой регулировки выходного напряжения. Так называемый полурегулируемый изолированный преобразователь постоянного тока в постоянный будет подходящим решением.

С точки зрения регулирования выходного напряжения полурегулируемый изолированный преобразователь постоянного тока в постоянный представляет собой нечто среднее между нерегулируемым и регулируемым изолированным преобразователем постоянного тока в постоянный. Подобно регулируемому изолированному преобразователю постоянного тока в постоянный полурегулируемый изолированный преобразователь постоянного тока также имеет цепь обратной связи.Однако он не определяет и не регулирует выход напрямую. Вместо этого он просто определяет напряжение, которое напоминает выходное напряжение на вторичной стороне, но обычно соотносится с первичным входным напряжением. Эти методы могут не обеспечить столь же точное выходное напряжение, но они устраняют оптопару, обеспечивая при этом приличную стабилизацию выходного напряжения. В этой статье обсуждаются три примера: понижающий преобразователь, обратный преобразователь с перекрестно регулируемым выходом и обратный преобразователь первичной стороны (PSR).

Fly-Buck преобразователь

Понижающий преобразователь (, рис. 6, ) — это, по сути, синхронный понижающий преобразователь с дополнительной обмоткой, соединенной с его индуктором для генерации изолированного выхода (V _OUT ). В дополнение к изолированному выходу на вторичной стороне преобразователи Fly-Buck обеспечивают регулируемый выход (V _P ) на первичной стороне. Выход первичной стороны регулируется так же, как автономный синхронный понижающий преобразователь (2):

, где D — рабочий цикл понижающего переключателя Q1 на рис. 6 .Когда синхронный переключатель Q2 нижнего плеча проводит, V _P отражается во вторичную обмотку и выпрямляется как V _OUT . Эквивалентная схема показана на Рисунок 7 . V _OUT можно рассчитать по (3):

Подобно нерегулируемому двухтактному преобразователю, описанному уравнением 1 и Рис. 4 , изолированный выход Fly-Buck является функцией В _R и В _F , которые являются током нагрузки. и температурно-зависимый.Однако V _P представляет собой постоянное напряжение, регулируемое цепью обратной связи, что делает V _P и, таким образом, V _OUT независимым от V _IN . К изолированному выходу преобразователя Fly-Buck компенсируется влияние V _IN , но влияние тока нагрузки и температуры не компенсируется. Таким образом, преобразователь Fly-Buck ^TM относится к категории полурегулируемых изолированных преобразователей постоянного тока в постоянный.

Рисунок 6 Преобразователь Fly-Buck

Рисунок 7 Эквивалентная схема Fly-Buck преобразователя

Когда Q1 включен, выходной конденсатор C _OUT разряжается, обеспечивая ток нагрузки.Когда Q2 включен, заряд выходного конденсатора пополняется для поддержания регулирования. На практике трансформатор имеет большую или меньшую индуктивность рассеяния, которая определяет скорость нарастания тока во вторичной обмотке для зарядки выходного конденсатора. Индуктивность рассеяния вместе с рабочим циклом влияет на регулирование выходного напряжения. Индуктивность рассеяния должна быть минимизирована, а максимальный рабочий цикл должен быть тщательно выбран, чтобы уменьшить их влияние на регулирование. При правильной конструкции можно достичь стабилизации выходного напряжения примерно от ± 5 до ± 10 процентов, в зависимости от диапазона тока нагрузки.

Обратный преобразователь с перекрестно регулируемым выходом

Обратный преобразователь может легко генерировать несколько выходов без какой-либо дополнительной катушки индуктивности выходного фильтра, которая обычно требуется в других топологиях преобразователя постоянного тока в постоянный. В конфигурации с несколькими выходами (, рис. 8, ) только один выход (Vaux) регулируется напрямую, в то время как другие (V _OUT ) зависят от перекрестного регулирования. Сопоставляя регулируемый выход (Vaux) обычно со входом (V _IN ) на первичной стороне (, рис. 8, ), можно исключить оптопару регулируемого обратного преобразователя на рис. 5 , .Изолированный выход (V _OUT ) на вторичной стороне может быть получен как (4):

, где V _Rs и V _Ra — эквивалентное падение напряжения вторичной обмотки и вспомогательной обмотки соответственно. V _Rs, V _Ra , V _FD1 и V _FD2 — все функции собственного тока. Токи, протекающие во вторичной обмотке и вспомогательной обмотке, неравномерны, что приводит к несоответствию регулирования нагрузки между V _OUT и V _AUX .Следовательно, регулирование нагрузки V _OUT не так хорошо, как V _AUX . Изолированный выход не зависит от V _IN , что свидетельствует о хорошем линейном регулировании. Обычно может быть достигнуто регулирование выходного напряжения от ± 5 до ± 10 процентов, поскольку перекрестно регулируемое выходное напряжение зависит от диапазона тока нагрузки.

Рисунок 8 Обратный преобразователь с перекрестно регулируемым выходом

Обратный преобразователь PSR

Как Fly-Buck, так и обратный ход, основанные на перекрестном регулировании, не могут компенсировать влияние тока нагрузки на регулирование выходного напряжения, хотя линейное регулирование хорошее.Следовательно, точность выходного напряжения зависит от тока нагрузки. Обратный преобразователь PSR (, рис. 9, ) предназначен для минимизации этой зависимости за счет более точного измерения выходного напряжения.

Рисунок 9 Обратноходовой преобразователь PSR

При работе в режиме прерывистой проводимости (DCM) или режиме граничной проводимости (BCM) вторичный ток возвращается к нулю в каждом цикле переключения. Рисунок 10 показывает профиль напряжения вспомогательной обмотки в DCM.Обратный преобразователь PSR измеряет напряжение вспомогательной обмотки (V _SENSE ) в точке перегиба, когда вторичный ток приблизительно равен нулю, через специальный дискриминатор и схему дискретизатора. В точке отбора проб нет падения напряжения сопротивления между обмоткой и дорожкой, поскольку вторичный ток равен нулю. Кроме того, прямое падение напряжения на диоде в точке выборки становится постоянным (V _OFFSET ), независимо от фактического тока нагрузки. Таким образом, измеренное напряжение становится (5):

Таким образом, независимо от тока нагрузки, V _SENSE хорошо представляет выходное напряжение только с фиксированным напряжением, которое может быть смещено путем настройки резисторного делителя обратной связи по напряжению.Таким образом, влияние тока нагрузки на регулирование выходного напряжения сводится к минимуму, и можно ожидать хорошего регулирования нагрузки. Поскольку обратный преобразователь PSR компенсирует колебания как линии, так и нагрузки, может быть достигнуто общее регулирование лучше, чем ± 5%.

Рисунок 10 Схема измерения напряжения обратного преобразователя PSR

Для обеспечения гальванической развязки, безопасности и повышенной помехоустойчивости вторичная сторона электрически изолирована от первичной в изолированных преобразователях постоянного / постоянного тока.Эта изоляция применяется как к силовому каскаду, так и к цепям управления. Способ измерения и регулирования выходного напряжения определяет точность регулирования выходного напряжения. Нерегулируемые изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный отличаются самой низкой стоимостью и простейшей схемой, но не имеют регулирования. Регулируемые изолированные преобразователи постоянного / постоянного тока обеспечивают жесткое регулирование в диапазонах линии, нагрузки и температуры, но требуют либо оптопары, либо ИС с цифровым изолятором. Полурегулируемые изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный представляют собой компромисс между регулированием выходного напряжения и сложностью схемы.Наиболее подходящее решение следует выбирать в зависимости от потребностей конкретного приложения.

Хайфэн Фэн (Haifeng Fan) — системный инженер в бизнес-группе Texas Instruments по управлению питанием.

Список литературы

1. Регулируемые обратноходовые преобразователи с использованием LM5001 и LM5022
Преобразователь Fly-Buck
2. с использованием LM5017
3. Нерегулируемый двухтактный преобразователь с использованием SN6501
4. Обратноходовой преобразователь регулирования первичной стороны с использованием UCC28700
5. Сян Фанг, Вэй Лю и Ануп Чадага, «Практическое руководство по использованию продукта: Flybuck добавляет хорошо регулируемые изолированные выходы к понижающему устройству без оптопар», EDN, 6 апреля 2014 г.
6. Роберт Коллман, «Выберите правильное передаточное число для преобразователя Fly-Buck», EE Times
7. Haifeng Fan, «Как разработать регуляторы повышения, SEPIC и обратного хода с ИС управления повышением мощности с широким VIN», Официальный документ (SLYY062), Texas Instruments, август 2014 г.

См. Также :

Что такое преобразователь постоянного тока в постоянный?

Преобразователь постоянного тока в постоянный, также известный как преобразователь постоянного тока в постоянный или трансформатор постоянного тока, представляет собой схему или электромеханическое устройство, преобразующее электрическую энергию.Он может преобразовывать источник питания постоянного тока (DC) в источник постоянного тока (или приблизительно DC) с различными напряжениями. Диапазон его мощности от очень низкого (маленькие батареи) до очень высокого (передача энергии высокого напряжения). Выходное напряжение некоторых преобразователей постоянного тока имеет ту же точку отсчета, что и входное напряжение, в то время как выходное напряжение некоторых преобразователей постоянного тока изолировано от входного напряжения.

Каталог:

I История

Если вам нужно было преобразовать постоянный ток малой мощности в постоянный ток более высокого напряжения до того, как появились силовые полупроводниковые компоненты и силовая электроника, вы должны сначала преобразовать низковольтные. преобразовать постоянный ток в переменный с помощью колебательного контура, затем с помощью повышающего трансформатора повысить его напряжение и, наконец, преобразовать его в постоянный ток с помощью выпрямителя.Если требовалось преобразовать более высокое напряжение постоянного тока, для привода генератора следует использовать двигатель (иногда двигатель и динамо-машина были интегрированы в динамо-модуль, одна обмотка которого приводила в движение двигатель, а другая обмотка генерировала выходное напряжение. .) Это были относительно неэффективные методы, и их стоимость была дороже. Но в то время не было лучших методов, таких как управление ранней автомобильной аудиосистемой (рабочее напряжение термоэлектронных ламп или электронных ламп, используемых в них, было намного выше, чем 6 В или 12 В в автомобиле.С появлением силовых полупроводников и интегральных схем стоимость использования некоторых новых схем начала падать и стала относительно дешевой, поэтому она была доступна для обычных приложений. Эти новые схемы включали преобразование постоянного тока в высокочастотный переменный ток, затем использование меньшего, более низкого и более дешевого трансформатора для преобразования переменного напряжения и, наконец, использование выпрямителя для преобразования его в постоянный ток. В 1976 году в автомобильных радиоприемниках стали использовать транзисторы, не требующие высокого напряжения.Доступны блоки питания, в которых используются транзисторы, но некоторые радиолюбители по-прежнему используют колебательные цепи и динамоторные источники питания в качестве источника питания для радиопередатчиков, требующих высокого напряжения.

Можно было получить более низкое напряжение из более высокого напряжения постоянного тока с помощью линейного регулятора или даже резистора. Эти методы рассеивали избыточную энергию в виде тепла, но были неэффективны. Энергоэффективное преобразование стало возможным до появления полупроводниковых импульсных схем.

Переменный ток

Постоянный ток

II Классификация

Электронный преобразователь постоянного тока в постоянный

Фактическое применение преобразователей постоянного тока в постоянное с электронной коммутацией. Импульсный источник питания постоянного и постоянного тока может временно накапливать энергию, а затем высвобождать ее через выходное напряжение, которое может преобразовывать постоянное напряжение в постоянный ток с более высоким или низким напряжением.Энергия может храниться в электрических полях (конденсаторы) или магнитных полях (индукторы или трансформаторы). Этот метод преобразования может повышать или понижать напряжение, а эффективность переключения может достигать от 75% до 98%, что лучше, чем эффективность линейного регулятора напряжения (который потребляет ненужную энергию в виде тепла). Принимая во внимание эффективность, скорость включения и выключения полупроводниковых компонентов довольно высока, но из-за быстрых переходных процессов и паразитных компонентов в компоновке схемы проектирование схемы является более сложной задачей.Высокая эффективность импульсного источника питания уменьшает размер или объем радиатора и увеличивает время работы портативного устройства, когда оно питается от батареи. В конце 1980-х годов, из-за появления полевых транзисторов уровня мощности, они могут иметь более низкие коммутационные потери, чем биполярные транзисторы уровня мощности на более высоких частотах, поэтому эффективность может быть дополнительно улучшена, а схема управления полевым транзистором стала проще. Еще одним важным достижением импульсного источника питания является использование технологии синхронного выпрямления полевого транзистора уровня мощности для замены маховикового диода, который имеет цепь с более низкой проводимостью и может также снизить коммутационные потери.До того, как силовые полупроводники стали широко использоваться, маломощные синхронные выпрямители постоянного и переменного тока включали в себя электромеханический генератор. Колеблющееся электричество пропускалось через понижающий трансформатор и выводилось на вакуумную лампу, полупроводниковый выпрямитель или синхронный выпрямитель, подключенный к генератору.

Большинство преобразователей постоянного тока в постоянный предназначены для однонаправленного преобразования, и мощность может течь только со стороны входа на сторону выхода. Однако топология всех переключаемых преобразователей напряжения может быть изменена на двунаправленное преобразование, позволяя потоку мощности перетекать с выходной стороны обратно на входную сторону за счет переключения всех диодов на независимо управляемое активное выпрямление.Двухсторонние преобразователи могут использоваться в таких приложениях, как автомобили, требующие рекуперативного торможения. Когда автомобиль движется, преобразователь подает питание на колеса, но при торможении колеса, в свою очередь, подают питание на преобразователь.

Переключающие преобразователи на самом деле более сложны с точки зрения электроники, но поскольку многие схемы заключены в интегральные схемы, для них требуется меньше деталей. При проектировании схемы, чтобы снизить коммутационный шум (EMI / RFI) до допустимого диапазона и обеспечить стабильную работу высокочастотной схемы, требуется тщательная разработка схемы и компоновка фактической схемы и компонентов.В понижающем режиме стоимость импульсного преобразователя выше, чем у линейного преобразователя. Однако с развитием дизайна микросхем стоимость импульсного преобразователя постепенно снижается.

Преобразователь постоянного тока в постоянный может состоять из интегральной схемы (ИС) и нескольких частей, а некоторые преобразователи сами по себе представляют собой полные модули интегральных схем, которые для использования необходимо только собрать на печатной плате.

Линейный регулятор напряжения может преобразовывать стабильное напряжение постоянного тока из высокого напряжения, но, возможно, нестабильного источника постоянного напряжения, а мощность, соответствующая разности входного и выходного напряжения, преобразуется в тепловую энергию для рассеивания в соответствии с законом Джоуля.С точки зрения определения, они могут рассматриваться как преобразователи постоянного тока в постоянный и на практике редко называются линейными регуляторами напряжения. Схема резисторного делителя также может генерировать выходное напряжение, отличное от входного. Для регулировки выходного напряжения можно добавить стабилизатор или стабилитрон, но его редко называют преобразователем постоянного тока.

Электромеханический преобразователь постоянного тока в постоянный

Мотор-генераторная установка — это обычно используемая система в прошлом, которая состоит из набора связанных электродвигателей и генераторов.

Динамотор идет дальше, объединяя двигатель и генератор в одно устройство. Обмотки двигателя и генератора будут намотаны на один и тот же ротор, а катушки двигателя и генератора имеют одну и ту же внешнюю обмотку возбуждения или магнит. Вообще говоря, катушка двигателя будет приводиться в действие инвертором на валу двигателя, а катушка генератора будет выводиться инвертором на другой стороне вала. Размер динамотора будет меньше, чем у набора двигателей и генераторов, и не будет открытого вращающегося вала.

Электромеханический преобразователь может преобразовывать напряжение между переменным током любого напряжения / частоты или постоянным током любого напряжения, а также выполнять преобразование переменного тока в переменное или преобразование постоянного тока в постоянный. Большие мотор-генераторные установки будут использоваться для преобразования электроэнергии промышленного уровня, а небольшие мотор-генераторные установки могут преобразовывать энергию батареи (постоянный ток 6 В, 12 В или 24 В) в более высокое постоянное напряжение, которое может приводить в действие оборудование с электронными лампами.

Если для некоторых маломощных автомобильных систем требуется более высокое напряжение, чем напряжение, которое может генерировать автомобильный аккумулятор, будет использоваться источник питания с механическим вибратором.На механическом вибраторе есть контакты, которые меняют полярность аккумулятора, подключенного к источнику питания, со скоростью несколько раз в секунду. Эквивалентно, он преобразует постоянный ток в переменный ток прямоугольной формы, который затем может быть отправлен на трансформатор для генерации необходимого напряжения, но при этом будет слышен шум от механических вибраторов.

Электрохимический преобразователь постоянного тока в постоянный

Преобразование постоянного тока из нескольких киловатт в один миллион ватт может быть выполнено с помощью проточных батарей, таких как проточные полностью ванадиевые окислительно-восстановительные батареи.

III Приложение

Преобразователи постоянного тока в постоянный обычно используются в мобильных устройствах, которые в основном работают от батарей, таких как мобильные телефоны и ноутбуки. В этом типе электронного устройства часто есть много подсхем, и требуемое напряжение питания также отличается от напряжения, обеспечиваемого батареей или внешним источником питания. А при уменьшении заряда аккумулятора падает и его напряжение. Импульсный преобразователь постоянного тока в постоянный может использоваться с батареей, напряжение которой упало, так что напряжение цепи питания может поддерживаться в определенном диапазоне, поэтому нет необходимости использовать несколько батарей для достижения этой цели.Большинство преобразователей DC-DC также стабилизируют выходное напряжение, но есть некоторые исключения.

Преобразователи

DC-DC могут также использоваться в сочетании с фотоэлектрическими батареями или ветряными двигателями, чтобы собирать как можно больше энергии. Этот тип оборудования называется оптимизатором мощности.

Если мощность трансформаторов с питанием от сети с частотой 50-60 Гц превышает несколько ватт, их объем будет очень большим и тяжелым, а потери в медной обмотке и вихревые токи в железном сердечнике вызовут потерю энергии.Преобразователи постоянного тока в постоянный будут спроектировать цепи так, чтобы трансформаторы или катушки индуктивности могли работать на более высоких частотах, поэтому компоненты были меньше, легче и дешевле. Даже этот тип компонентов будет использоваться в некоторых случаях, когда изначально использовались традиционные трансформаторы частоты электросети. Например, бытовое электрическое оборудование часто сначала выпрямляет сетевое питание в постоянный ток, использует технологию импульсного источника питания для преобразования его в высокочастотный переменный ток требуемого напряжения и, наконец, выпрямляет его до постоянного тока соответствующего напряжения. Напряжение.Вся схема сложнее традиционных систем с трансформаторами и выпрямителями, но дешевле и эффективнее.

Amazon.com: Отзывы клиентов: Преобразователь напряжения ROCKSTONE POWER 3000 Вт — Повышающий / Понижающий преобразователь напряжения переменного тока 110 В / 120 В / 220 В / 240 В для тяжелых условий эксплуатации — Защита автоматического выключателя — Порт USB 5 В постоянного тока

Я купил два из 500-ваттных версий этого трансформатора, чтобы понизить напряжение 230 В в сети до 110/120 В для использования с U.S. бытовой техники за рубежом.

Трансформаторы выглядят хорошо сконструированными, хотя один из них прибыл слегка поврежденным (корпус был погнут с одной стороны, вероятно, из-за того, что его уронили или врезали во что-то во время транспортировки). Как отмечали некоторые другие обозреватели, при распаковке они имеют химический запах. Судя по ответу производителя на другой обзор, вероятно, это какая-то теплопроводная паста или гель, который наносится на продукт по эксплуатационным причинам. Лично я не думаю, что запах слишком сильный, и я не замечаю его на расстоянии более нескольких дюймов от продукта.Штыри вилки для США были слегка изогнуты внутрь, но это было легко исправить, и я смог подключить ее к 2-штыревому адаптеру Shucko, который идет в комплекте с продуктом.

На задней панели трансформатора есть вилка / предохранитель, которые вы вставляете в соответствии с входным напряжением, подходящим для вашего региона. Варианты внешнего напряжения: 240 В, 220 В или 200 В; нет опции для входа 230 В. Сначала я начал с 240 В, чтобы посмотреть, как это будет работать. Я подключил трансформатор и включил его с помощью переключателя на передней панели трансформатора.Согласно измерениям с помощью цифрового мультиметра, при входном напряжении 230 В и входном напряжении 240 В, выбранном на задней панели устройства, выходное напряжение составляло примерно 105 В — недостаточно. Я выключил трансформатор и переключился на входное напряжение 220В; это дало мне выходное напряжение примерно 110 В — хорошо. Основываясь на этом открытии, я рекомендую вам убедиться, что выходное напряжение соответствует вашему желанию, прежде чем подключать дорогостоящее устройство к этому устройству.

Если серьезно, НЕ подключайте устройство защиты от перенапряжения, рассчитанное на 120 В, или любое устройство, чувствительное к электрической полярности, к трансформатору, понижающему 220, без предварительной проверки правильности выходной полярности.Автотрансформатор работает так, что напряжение в электрической розетке понижается до 110/120; нейтраль проходит прямо через трансформатор, потому что нейтраль * не должна * иметь никакого напряжения. Проблема в том, что в большинстве стран Европы не используются поляризованные вилки, а это означает, что у вас есть 50/50 шансов правильно подключить трансформатор к розетке. Если вы подключите его в обратном направлении и поменяны местами фаза и нейтраль, на выходной стороне (выход 120 В трансформатора) будет 120 В под напряжением (горячая) и 220 В на нейтраль.В большинстве случаев это может не вызывать проблем, поскольку напряжение (разность потенциалов) по-прежнему составляет 110 В. Однако это может вызвать серьезные проблемы для устройств защиты от перенапряжения и других устройств, чувствительных к обратной полярности.

Убедитесь, что вы приобрели трансформатор соответствующей мощности для того, с чем собираетесь его использовать. Оставьте большой запас между мощностью вашего оборудования и заявленной мощностью трансформатора.

Трансформаторы работают в непрерывном режиме с тех пор, как я их получил, и пока что они работают нормально.По цене это отличное соотношение цены и качества. Я обновлю свой отзыв, если что-то изменится.

Преобразователь петлевого тока в напряжение

— Краткий рассказ

Трансимпедансный усилитель обеспечивает почти идеальный преобразователь тока в напряжение контура. Он обеспечивает большой выигрыш, сохраняя ваш контур в широкополосном режиме или режиме короткого замыкания, что вам и нужно.

Наша короткая история начинается с простого утверждения. Широкополосный приемный контур — это источник напряжения с регулируемым током.Думаю об этом.

Источник напряжения, который мы ищем, — это то, что будет передавать сигнал в наш приемник. В идеале этот источник напряжения соответствует входу 50 Ом нашего приемника и обеспечивает достаточное напряжение для приемника, чтобы творить чудеса. Управляющий ток — это просто ток, генерируемый в рамочной антенне магнитным полем. Итак, ваша широкополосная приемная петля — это просто преобразователь для преобразования напряженности магнитного поля (ампер на метр) в принимаемое напряжение.

Теоретически этого можно добиться, просто подключив резистор к клеммам контура.Ток от магнитных полей будет протекать через этот резистор с петлей в режиме короткого замыкания или в широкополосном режиме. Независимый ток, протекающий через резистор (или полное сопротивление при переменном токе), приводит к падению напряжения (V = IR). Вуаля, у вас есть сигнал для подключения к ресиверу.

Но не так быстро. Чтобы ваша рамочная антенна работала в широкополосном диапазоне, вы должны удовлетворять требованиям X _L >> R _Load . Это означает, что ваш нагрузочный резистор должен быть намного меньше индуктивного реактивного сопротивления контура.Я обычно беру «намного меньше» как минимум на порядок (в 10 раз). Поскольку индуктивное сопротивление моей 1-метровой рамочной антенны составляет около 200 Ом, это означает, что мой нагрузочный резистор должен быть как минимум в 10-20 раз меньше, скажем, 10 Ом.

Поскольку напряженность электрического поля 1 мкВ / м создает примерно 9 нА тока, этот преобразователь тока в напряжение с пассивной петлей будет выдавать V = IR или V = 9 нА * 10 Ом = 0,09 мкВ для моего приемника. Это сигнал S0 в минимальном уровне шума. Не полезно. Если посмотреть с другой стороны, антенна создала потери около 20 дБ.

Итак, как мы можем получить действительно приличный сигнал от рамочной антенны?

Контурный преобразователь тока в напряжение — трансимпедансный усилитель

Ваш ответ — активное преобразование с использованием трансимпедансного усилителя, изображенного выше с графиком из Википедии. Этот тип усилителя идеально подходит для преобразования контура тока в напряжение при сохранении достаточно низкой НАГРУЗКИ R _{для сохранения широкополосных характеристик.}