Преобразователь напряжения 12В/220В

В связи с частыми отключениями электроэнергии необходимо иметь резервный источник электропитания. Удобно использовать в качестве резервного источника химический, например, автомобильный аккумулятор. Но лампы накаливания и другие
маломощные потребители электроэнергии имеют напряжение питания 220 В переменного тока, а номинальное напряжение аккумулятора 12,6 В постоянного тока. В этом случае выручит преобразователь постоянного напряжения в переменное. Необходимо отметить, что он предназначен для нагрузки, некритичной к частоте питающего напряжения. Для более длительного использования резервного источника питания мощность преобразователя выбрана небольшой (30 Вт). Это позволяет от автомобильного аккумулятора емкостью 55 А.ч питать лампочку накаливания мощностью 25 Вт в течение 18-20 ч.

1456565654565015

На рис.1 показана схема преобразователя. Задающий генератор выполнен на таймере КР1006ВИ1. Эта микросхема обладает широкими функциональными возможностями. Особенности создания на базе этой микросхемы различных схем и методы их расчета приведены в [1]. С выхода генератора через разделительный конденсатор С3 колебания поступают на ключевой усилитель мощности, выполненный на VT1.VT4. Этот усилитель подробно рассмотрен в [2]. Для уменьшения массогабаритных характеристик трансформатора частота генерации выбрана 5 кГц. Можно повысить частоту до 10 кГц, но в этом случае возрастают сквозные токи выходных транзисторов и снижается КПД преобразователя. При такой относительно высокой частоте преобразования стало возможным применить полумостовую схему преобразователя (транзисторы VT3, VT4, конденсаторы С5, С6). С помощью кнопки SB1 можно выключать преобразователь (срывать генерацию), при этом ток потребления не превышает 20 мА. Диод VD5 необходим для защиты схемы при случайном подключении преобразователя к аккумулятору неправильной полярностью. В этом случае перегорит предохранитель FU1.
Преобразователь выполнен на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, размеры платы 95х85 мм. Расположение радиоэлементов на плате показано на рис.2. Плата рассчитана на установку резисторов типа МЛТ-2-51 Ом.
Конденсаторы постоянной емкости типа К73-17 и КМ-6, электролитические конденсаторы типа К50-16 и К50-35. В схеме применены широко используемые в усилителях звуковой частоты кремниевые низкочастотные транзисторы. При использовании современных, обладающих лучшими ключевыми свойствами транзисторов характеристики преобразователя можно улучшить.

15454545545488016

Выходные транзисторы VT3 и VT4 установлены на радиаторы из алюминиевого сплава размерами 65х30х5 мм. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом магнитопроводе М2000НМ типоразмера К40х25х11.
Вторичная обмотка намотана первой и изолирована от магнитопровода фторопластовой лентой. Между первичной и вторичной обмотками проложен слой изоляции из фторопластовой ленты. Вторичная обмотка намотана проводом ПЭВ-2 Ж0,31 мм, количество витков 980. Первичная обмотка намотана проводом ПЭВ-2 Ж1 мм, количество витков 24. Первична и вторичная обмотки должны быть равномерно распределены по кольцу. Трансформатор Т1, диод VD5, предохранитель FU1, кнопка SB1 установлены вне печатной платы. Схема соединения радиоэлементов на печатной плате показана на рис.3. Преобразователь, собранный из исправных элементов, в налаживании не нуждается. Осциллографом можно проконтролировать напряжение на выводе 1 трансформатора Т1. В данной точке должны быть прямоугольные импульсы амплитудой около 12 В. Ток, потребляемый преобразователем в отсутствии нагрузки, не должен превышать 550 мА.
Схема автоматического устройства, переключающего нагрузку (лампу накаливания, мини-инкубатор и т.д.) с сетевого питания на преобразованное от аккумулятора, изображена на рис.4. Конденсатор С1 гасящий. Выпрямленное и сглаженное напряжение подается на обмотку реле К1. Реле срабатывает и своими контактами подключает нагрузку к сети. При пропадании или понижении сетевого напряжения реле К1 обеспечивается и подключает нагрузку к преобразователю напряжения.
Конденсатор С1 типа К73-11 . 1 мкФ х 400 В, электролитический конденсатор типа К50-6, реле типа РЭС-22 паспорт РС4.523.023-01. При использовании данного реле можно свободную контактную группу, например, 1-2, использовать вместо кнопки SB1 (см. рис.1), тогда генератор на DA1 автоматически будет запускаться и включаться.
В заключение необходимо отметить, что рассмотренный преобразователь можно выполнить более мощным. Габаритная мощность трансформатора на частоте 5 кГц равна приблизительно 100 Вт.

10565699999656517

Для увеличения мощности необходимо уменьшить сопротивление резисторов R9 и R10, транзисторы VT3, VT4 составить из двух параллельно соединенных, желательно в металлическом корпусе и с меньшим временем переключения. Можно понизить частоту преобразования до 50-60 Гц соответствующим выбором номиналов резисторов R1, R2 и конденсатора С1. В этом случае вместо полумостовой схемы необходимо применить мостовую, исключив конденсаторы С5, С6 и включив вместо них усилитель, аналогичный приведенному на схеме. Сигнал на него подать с выхода микросхемы через инвертор. Вместо конденсатора С3 установить перемычку, трансформатор Т1 заменить на готовый промышленный с обмоткой на 12 В и необходимым током этой обмотки.

О.В. Белоусов, г. Ватутино, Черкасская обл.

Литература

1.Партала О.Н. Схемотехника на интегральных таймерах // Радiоаматор.-1998.-№8.- С.28-30.
2. Межлумян А. Ключевые элементы с повышенной нагрузочной способностью // Радио.- 1982.-№8.-С.45, 46.
Литература — Электрик № 1/2000
Сайт журнала — http://www.ra-publish.com.ua

Комментарии

Добавить комментарий

Случайные статьи

  • Сердце Валентина — игрушка

    Эта схема состоит из 18 светодиодов, из трех каналов, которые вы можете использовать для создания игрушки Сердце Валентина. Схема достаточно проста (и недорогая), основана на микросхеме 4060B, которая представляет собой счетчик и генератор (часов) в одном корпусе. Схема работает от напряжения 9В. Переменный резистор в схеме используется для регулировки частоты …Подробнее...
  • Ламповый УМЗЧ с ультралинейным оконечным каскадом

    Ламповый УМЗЧ с ультралинейным оконечным каскадом

    Рассмотрим схему описываемого усилителя, показанную на рис.1. Технические характеристики УМЗЧ Максимальная выходная мощность при входном напряжении 3 В и коэффициенте гармоник не более 0,5% — 12 Вт Рабочий диапазон частот при неравномерности АЧХ не более 3 дБ — от 30 Гц до 22 кГц На левой половине лампы 6Н1П собран …Подробнее...
  • Усилитель мощности на TDA 1562 — 70 W

    Усилитель мощности на TDA 1562 идеально подойдет для сабвуфера в автомобиле, так применение других мощных микросхем ограничено напряжением питания бортовой сети автомобиля. Технические характеристики: Напряжение питания +8…18В Номинальное напряжение питания +12(+14.4В) Ток покоя 0,15…0,2А Максимальный ток потребления до 10А Выходная мощность номинальная 50Вт и 30Вт 4/8Ом Выходная мощность максимальная 70Вт …Подробнее...
  • КТ373А, КТ373Б, КТ373В, КТ373Г

    КТ373А, КТ373Б, КТ373В, КТ373Г

    КТ373А, КТ373Б, КТ373В, КТ373Г — кремниевые эпитаксиально-планарные транзисторы, n-p-n, универсальные высокочастотные, маломощные. Предназначены для работы в схемах переключения и усиления ВЧ. Граничное напряжение при Iэ = 5 мА не менее: КТ373А, КТ373Г …. 25 В КТ373Б …. 20 В КТ373В …. 10 В Напряжение насыщения коллектор-эмиттер при Iк = 10 мА, Iб …Подробнее...
  • Простое зарядное уст-во 12В 1А

    Простое зарядное уст-во 12В 1А

    На рисунке показано простое зарядное уст-ва с выходным напряжением 12 В  и максимальным током зарядки 1 А. В зарядном уст-ве применен трансформатор с выходным напряжением 15В и током 1А. Выходное напряжение зависит от напряжения стабилизации стабилитрона VD1, а выходной ток эмиттера VT1 от сопротивления резистора R1. R2 и HL1 необязательные …Подробнее...