Перетворювач напруги 2,4/8 для живлення охоронного сигналізатора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори

 Коментарі до статті

Автор пропонує варіант перетворювача напруги для живлення пристроїв, розрахованих на батарею 6F22 (Крона), від двох нікель-металгідридних акумуляторів типорозміру ААА на прикладі охоронного сигналізатора.

Деякі пристрої з автономним живленням працюють практично безперервно, споживаючи більшу частину часу невеликий струм у черговому режимі і лише короткочасно – у десятки разів більше. Приклад такого пристрою - автономний сигналізатор з вбудованим ІЧ-датчиком руху і акустичним випромінювачем (рис. 1). У черговому режимі струм, що споживається сигналізатором, не перевищує часток міліампера, а при подачі сигналу тривоги він зростає до 50...60 мА.

Мал. 1. Автономний охоронний сигналізатор із вбудованим ІЧ-датчиком руху та акустичним випромінювачем

До джерела живлення цього пристрою пред'являються суперечливі вимоги. З одного боку, він повинен мати напругу 6...9 і вихідний струм кілька десятків міліампер, щоб забезпечити достатню гучність сигналу тривоги, з іншого - велику ємність і малі габарити. Для живлення цього пристрою застосовано батарею типорозміру 6F22 ("Крона").

Звісно, ​​існують батареї гальванічних елементів чи акумуляторів подібного типорозміру, відповідні зазначеним вимогам, але дешеві. Якщо застосовувати дешеві, вони можуть не забезпечити необхідного струму, зазвичай мають великий струм саморозрядки і тому потребують частої заміни.

Один із варіантів вирішення цієї проблеми - використовувати для живлення сигналізатора нікель-кадмієві, нікель-металгідридні акумулятори або гальванічні елементи типорозміру АА і перетворювач напруги, що підвищує. Такий перетворювач можна зібрати на основі спеціалізованої мікросхеми NCP1400ASN50T1, його схема показана на рис. 2. Ця мікросхема призначена для побудови стабілізованого імпульсного перетворювача напруги з вихідною напругою 5 В. Мікросхема працює так, що підтримує вказану постійну напругу на своєму вході OUT (висновок 2). Щоб отримати на виході перетворювача напруга приблизно вдвічі більше, застосовані два випрямлячі на діодах VD1 і VD2, а накопичувальний дросель L1 зроблений з відведенням.

Рис. 2. Схема перетворювача з урахуванням мікросхеми NCP1400ASN50T1

Але хоч би який був вихідний струм, сам перетворювач все одно споживає від джерела живлення струм. Щоб зменшити його, можна періодично вимикати перетворювач, а під час паузи в роботі живити сигналізатор від накопичувального конденсатора. Саме так і зроблено в цьому пристрої, оскільки мікросхема має вхід управління РЄ (висновок 1). Увімкнення та вимкнення перетворювача здійснює польовий транзистор VT1.

Відразу після подачі напруги живлення конденсатор С3 розряджений, транзистор закритий і на вхід РЄ надходить високий рівень, що включає перетворювач. Починається зарядка конденсатора С3, і коли напруга на затворі транзистора стане достатнім для його відкривання, на вході мікросхеми СЕ напруга зменшиться практично до нуля, перетворювач вимкнеться. Коли конденсатор С3 трохи розрядиться, транзистор закриється і перетворювач знову увімкнеться.

В результаті струм, який споживається перетворювачем при роботі сигналізатора в черговому режимі, носить імпульсний характер, а напруга на конденсаторі змінюється між двома значеннями Uмін і Uмакс (рис. 3). Амплітуда імпульсу струму - близько 200 мА, тривалість імпульсу - близько 1 мс, період проходження - близько 1,5 с. Тому середній струм, що споживається від джерела живлення у цьому режимі, не перевищує 1 мА.

Рис. 3. Графіки зміни напруги та сили струму

Використовуючи той факт, що сигналізатор нормально працює в інтервалі напруги живлення 7...10 В, прийнято рішення встановити (за допомогою підстроювального резистора R3) вихідна напруга 7,5...8 В. Таким чином, перетворювач періодично включається і вимикається, підтримуючи на виході вказана напруга. Тому нестабільність вихідної напруги відносно висока - ±0,5, але на працездатність сигналізатора це не впливає. Під час розряджання акумулятора зменшується період живлення. Без польового транзистора вихідна напруга перетворювача - 9...9,5 ст.

Коли сигналізатор перейде в режим тривоги, період увімкнення перетворювача різко зменшується. Якщо вихідна напруга стане меншою за 8 В, польовий транзистор закриється і перетворювач працюватиме постійно. Термостабільність вихідної напруги визначається насамперед параметрами польового транзистора. У разі температурний коефіцієнт напруги - негативний, рівний кільком мілівольтам на градус Цельсія.

Якщо сигналізатор вимкнути за допомогою штатного вимикача, перетворювач продовжить роботу, але період його включення зросте в кілька разів, і струм, що споживається від джерела живлення, зменшиться. Тому в деяких випадках можна обійтися без встановлення спеціального вимикача в ланцюзі живлення перетворювача, а при тривалому зберіганні у вимкненому стані акумулятори або гальванічні елементи необхідно просто вийняти з батарейного відсіку. Але за бажання можна встановити додатковий вимикач, місця в корпусі сигналізатора для цього достатньо.

Більшість елементів змонтовані на друкованій платі з фольгованого з двох сторін склотекстоліту товщиною 1,5 мм, її креслення показано на рис. 4. Всі елементи розміщені на одній стороні, друга залишена металізованою. У перетворювачі застосовані постійні резистори для поверхневого монтажу типорозміру 1206, але підійдуть і МЛТ, С2-23, підбудовний - СП3-19, тантанові оксидні конденсатори для поверхневого монтажу. Замість діодів SS12 можна застосувати малопотужні імпульсні або детекторні германієві діоди або діоди Шоттки, розраховані на прямий струм не менше 60 мА. Дросель намотаний на феритовому кільці діаметром 6...9 мм від трансформатора електронного баласту компактної люмінесцентної лампи та містить дев'ять витків дроту ПЕВ-2 0,4 з відведенням від четвертого, рахуючи від лівого за схемою виведення.

Рис. 4. Креслення друкованої плати та розташування елементів на ній

Рис. 5. Змонтована плата

Плата довгою стороною (нижньою на рис. 4) припаяна до основи розмірами 26x50 мм, виготовленої з фольгованого з одного боку склотекстоліту (рис. 5). На вузьких сторонах основи припаяно контакти-тримачі акумуляторів або гальванічних елементів (рис. 6). Для цього на платі-підставі вирізані друкарські майданчики для припаювання утримувачів. В результаті перетворювач "вписується" в габаритні розміри батареї типорозміру 6F22 і міститься в відсіку батарей сигналізатора (рис. 7).

Рис. 6. Змонтована плата

Рис. 7. Батарейний відсік сигналізатора

Рис. 8. Перетворювач у батарейному відсіку мультиметра серії DT-83X

Цей перетворювач можна використовувати і для живлення мультиметрів серії DT-83X (мал. 8), він увійде до батарейного відсіку. Для цього польовий транзистор і всі резистори на плату можна не встановлювати, а вхід РЄ (висновок 1) мікросхеми з'єднують з виведенням плюсовим конденсатора С1. Число витків дроселя - 10, з відведенням від середини. Оскільки мультиметр користуються нечасто, в ланцюг живлення перетворювача слід встановити малогабаритний двигун вимикач живлення, який розміщують в корпусі мультиметра в лівому нижньому кутку (рис. 9). Перетворювач можна застосувати і в інших приладах, які живляться від батареї типорозміру 6F22.

Рис. 9. Малогабаритний двигун вимикач живлення

Автор: Н. Нечаєв

Дивіться інші статті розділу Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Столітня батарея на бактеріях 23.04.2023 Вчені розробили акумулятор, який використовує спороутворюючі бактерії для виробництва електроенергії. Інженери з Бінгемтонського університету використовували бактерії для спороутворення для створення біобатареї, яка може зберігатися протягом тривалого часу і потенційно буде працювати навіть через 100 років. Паливний елемент розміром із монету був запечатаний шматком каптонової стрічки – матеріалу, який може витримувати високі та низькі температури. Це дозволило законсервувати матеріал для тривалого зберігання. Коли стрічка була видалена і всередину потрапила волога, бактерії змішалися з хімічним зародком, що стимулює мікроби для спорів. Енергії біохімічних реакцій було достатньо харчування світлодіода, цифрового термометра чи невеликих годин. Дослідники також встановили, що теплова активація бактеріальних суперечок скоротила час виходу на повну потужність з 1:20 до 2 хвилин, а підвищення вологості призвело до збільшення електричної потужності. Після тижня зберігання при кімнатній температурі вироблення електроенергії знизилося лише на XNUMX%. "Загальна мета полягає в тому, щоб розробити мікробний паливний елемент, який можна зберігати протягом відносно тривалого періоду часу без зниження біокаталітичної активності, а також швидко активувати шляхом поглинання вологи з повітря", - зазначив Сохін Чой, співавтор дослідження. Дослідники заявили, що поточний прототип – лише початок досліджень. Хоча він демонструє хороші результати для повноцінного впровадження та заміни біоакумуляторами традиційних батарей, такий паливний елемент повинен швидше вмикатися та виробляти більшу напругу.

Інші цікаві новини:

▪ Біочорнила для 3D-друку людських тканин

▪ Новий матеріал для дисплеїв OLED із транзисторами IGZO-TFT

▪ Зародок зі стовбурових клітин

▪ Звук може поширюватися навіть у вакуумі

▪ COOLiRIGBT – нове сімейство IGBT з частотою комутації до 200 кГц

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Охорона та безпека. Добірка статей

▪ стаття Вперед - без страху та сумніву. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке МРТ? Детальна відповідь

▪ стаття Робота на заточувальних та обдирних верстатах. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Короткохвильова антена. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Король піпетки. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024