Es un convertidor elevador simple construido sobre el NE555 m / s, que aquí realiza la función de un generador de pulso. El voltaje de salida puede variar entre 110-220V (ajustable con un potenciómetro).

Área de aplicación

El convertidor es ideal para alimentar relojes Nixie o válvulas de reloj de baja potencia o amplificadores de auriculares, reemplazando la clásica fuente de alimentación de alto voltaje en los transformadores. El propósito de este dispositivo fue diseñar un reloj indicador de vacío en el que el circuito opera como una fuente de alimentación de alto voltaje. El convertidor está alimentado por 9 V y consume una corriente de aproximadamente 120 mA (con una carga de 10 mA).

El principio de funcionamiento del circuito.

Como puede ver, este es un convertidor de voltaje elevador estándar. La frecuencia de salida del chip U1 (NE555) está determinada por los valores de los elementos R1 (56k), R3 (10k), C2 (2,2 nF) y es de unos 45 kHz. La salida del generador controla directamente el transistor mosfet T1, que cambia la corriente que fluye a través de la bobina L1. Durante el funcionamiento normal, la bobina L1 almacena y libera energía periódicamente, aumentando el voltaje de salida.

circuito inversor 555

Cuando el transistor T1 (IRF740) se abre y suministra energía a la bobina L1 (100 μH) (la corriente fluye desde la fuente de energía a tierra; esta es la primera etapa. En la segunda etapa, cuando el transistor se apaga, la corriente a través de la bobina, de acuerdo con la ley de conmutación, provoca un aumento de tensión en el ánodo del diodo D1 (BA159) hasta polarizarlo en el sentido de la conducción. La bobina se descarga en el condensador C4 (2,2 uF). Así, la el voltaje en C4 aumenta hasta que el voltaje en la salida del divisor R5 (220k), P1 (1k) y R6 470R no aumentará a un valor de aproximadamente 0,7 V. Esto encenderá el transistor T2 (BC547) y apagará el generador 555 Cuando el voltaje de salida cae, el transistor T2 se cerrará y el generador se encenderá nuevamente, por lo que el voltaje de salida del convertidor se regula en magnitud.

El condensador C1 (470uF) filtra la tensión de alimentación del circuito. El voltaje de salida se ajusta usando el potenciómetro P1.

Montaje de un convertidor sin transformador

El convertidor se puede soldar placa de circuito impreso. Dibujo en PDF del tablero, incluida la imagen especular y la ubicación de las piezas - . La instalación es simple y la soldadura de elementos es arbitraria. Debajo del chip U1, tiene sentido usar un zócalo. El dispositivo debe ser alimentado por 9V.

Diagramas esquemáticos de convertidores de voltaje simples basados ​​en autoosciladores, construidos con transistores.

En los generadores con autoexcitación (osciladores), la retroalimentación positiva suele utilizarse para excitar las oscilaciones eléctricas. También existen autoosciladores basados ​​en elementos activos con resistencia dinámica negativa, pero prácticamente no se utilizan como convertidores.

Convertidores de voltaje de una sola etapa

Mayoría circuito sencillo un convertidor de voltaje de una etapa basado en un autogenerador se muestra en la fig. 1. Este tipo de generadores se denominan generadores de bloqueo. Una cierta inclusión de los devanados proporciona un cambio de fase para garantizar las condiciones para la aparición de oscilaciones en él.

Arroz. 1. Esquema de un convertidor de voltaje con retroalimentación de transformador.

Un análogo del transistor 2N3055 - KT819GM. El generador de bloqueo le permite recibir pulsos cortos con un gran ciclo de trabajo. Estos pulsos tienen una forma casi rectangular.

Las capacitancias de los circuitos oscilatorios del generador de bloqueo, por regla general, son pequeñas y se deben a las capacitancias entre espiras y la capacitancia de montaje. La frecuencia de generación límite del generador de bloqueo es de cientos de kHz. La desventaja de este tipo de generadores es la pronunciada dependencia de la frecuencia de generación del cambio en el voltaje de suministro.

El divisor resistivo en el circuito base del transistor convertidor (Fig. 1) está diseñado para crear una polarización inicial. Una versión ligeramente modificada del convertidor con retroalimentación de transformador se muestra en la fig. 2.

Arroz. 2. Esquema del bloque principal (intermedio) de la fuente de voltaje de alto voltaje basado en un convertidor autooscilante.

El oscilador opera a una frecuencia de aproximadamente 30 kHz. A la salida del convertidor, se forma un voltaje con una amplitud de hasta 1 kV (determinado por el número de vueltas del devanado elevador del transformador).

El transformador T1 está hecho en un marco dieléctrico insertado en el núcleo de armadura B26 hecho de ferrita M2000NM1 (M1500NM1). El devanado primario contiene 6 vueltas; devanado secundario: 20 vueltas de cable PELSHO con un diámetro de 0,18 mm (0,12 ... 0,23 mm).

El devanado elevador para lograr un voltaje de salida de 700 ... 800 V tiene aproximadamente 1800 vueltas de cable PEL con un diámetro de 0,1 mm. Cada 400 vueltas durante el bobinado, se coloca una junta dieléctrica hecha de papel de condensador, las capas se impregnan con condensador o aceite de transformador. Los lugares de las conclusiones de la bobina se llenan con parafina.

Este convertidor se puede utilizar como convertidor intermedio para alimentar etapas posteriores de generación de alto voltaje (por ejemplo, con pararrayos eléctricos o tiristores).

El siguiente convertidor de voltaje (EE. UU.) También se fabrica en un solo transistor (Fig. 3). La estabilización del voltaje de polarización base se lleva a cabo mediante tres diodos conectados en serie VD1 - VD3 (polarización directa).

Arroz. 3. Esquema de un convertidor de voltaje con retroalimentación de transformador.

La unión del colector del transistor VT1 está protegida por el condensador C2, además, una cadena de diodo VD4 y diodo zener VD5 está conectada en paralelo al devanado del colector del transformador T1.

El generador genera pulsos que tienen una forma casi rectangular. La frecuencia de generación es de 10 kHz y está determinada por el valor de capacitancia del capacitor C3. Un análogo del transistor 2N3700 - KT630A.

Convertidores de tensión push-pull

El diagrama de un convertidor de voltaje de transformador push-pull se muestra en la fig. 4. Un análogo del transistor 2N3055 - KT819GM. El transformador convertidor de alto voltaje (Fig. 4) puede fabricarse utilizando un núcleo abierto de ferrita de sección transversal redonda o rectangular, así como sobre la base de un transformador de línea de televisión.

Cuando se usa un núcleo de ferrita redondo con un diámetro de 8 mm, el número de vueltas del devanado de alto voltaje, según el voltaje de salida requerido, puede alcanzar las 8000 vueltas de alambre con un diámetro de 0,15 ... 0,25 mm. Los devanados del colector contienen 14 vueltas de alambre con un diámetro de 0,5 ... 0,8 mm.

Arroz. 4. Esquema de un convertidor push-pull con retroalimentación de transformador.

Arroz. 5. Una variante del circuito convertidor de alto voltaje con retroalimentación del transformador.

Los devanados de retroalimentación (devanados base) contienen 6 vueltas del mismo cable. Al conectar los devanados, se debe observar su fase. La tensión de salida del convertidor es de hasta 8 kV.

Los transistores domésticos, por ejemplo, KT819 y similares, se pueden usar como transistores convertidores.

Una variante del circuito de un convertidor de voltaje similar se muestra en la fig. 5. La principal diferencia radica en los circuitos para suministrar polarización a las bases de los transistores.

El número de vueltas del devanado primario (colector) es de 2x5 vueltas con un diámetro de 1,29 mm, el secundario: 2x2 vueltas con un diámetro de 0,64 mm. La tensión de salida del convertidor está totalmente determinada por el número de vueltas del devanado elevador y puede alcanzar 10...30 kV.

A. El convertidor de voltaje de Chaplygin no contiene resistencias (Fig. 6). Está alimentado por una batería de 5 6 y es capaz de entregar hasta 1 A a 12 V a la carga.

Arroz. 6. Diagrama de un convertidor de voltaje simple alimentado por batería de 5V de alta eficiencia.

Los diodos rectificadores son las uniones del transistor oscilador. El dispositivo puede funcionar incluso con una tensión de alimentación reducida a 1 V.

Para opciones de convertidor de baja potencia, puede usar transistores como KT208, KT209, KT501 y otros. La corriente de carga máxima no debe exceder la corriente de base máxima de los transistores.

Los diodos VD1 y VD2 son opcionales, pero te permiten obtener un voltaje adicional de 4,2 V de polaridad negativa en la salida. La eficiencia del dispositivo es de alrededor del 85%. El transformador T1 está hecho en el anillo K18x8x5 2000NM1. Los devanados I y II tienen 6 cada uno, III y IV: 10 vueltas de cable PEL-2 0,5 cada uno.

Convertidor inductivo de tres puntos

El convertidor de voltaje (Fig. 7) está hecho de acuerdo con el circuito inductivo de tres puntos y está diseñado para medir resistencias de alto valor óhmico y le permite obtener un voltaje no estabilizado de 120 ... 150 V en la salida.

La corriente consumida por el convertidor es de aproximadamente 3 ... 5 mA con una tensión de alimentación de 4,5 V. El transformador para este dispositivo se puede crear sobre la base del transformador de televisión BTK-70.

Arroz. 7. Esquema de un convertidor de voltaje según el esquema de un inductivo de tres toneladas.

Se retira su devanado secundario, en su lugar, se enrolla un devanado de bajo voltaje del convertidor: 90 vueltas (dos capas de 45 vueltas cada una) de cable PEV-1 de 0,19 ... 0,23 mm. Retracción desde el giro 70 desde abajo según el esquema. Resistencia R1 - 12 ... 51 kOhm.

Convertidor de voltaje 1.5V/-9V

Arroz. 8. Circuito convertidor de voltaje de 1,5 V/-9 V.

El convertidor (Fig. 8) es un generador de relajación de ciclo único con retroalimentación positiva capacitiva (C2, C3). Se incluye un autotransformador elevador T1 en el circuito colector del transistor VT2.

El convertidor utiliza la conexión inversa del diodo rectificador VD1, es decir cuando el transistor VT2 está abierto, el voltaje de suministro Un se aplica al devanado del autotransformador y aparece un pulso de voltaje en la salida del autotransformador. Sin embargo, el diodo VD1 encendido en la dirección opuesta se cierra en este momento y la carga se desconecta del convertidor.

En el momento de la pausa, cuando el transistor se cierra, la polaridad del voltaje en los devanados T1 se invierte, el diodo VD1 se abre y el voltaje rectificado se aplica a la carga.

Durante los ciclos posteriores, cuando se apaga el transistor VT2, los condensadores de filtro (C4, C5) se descargan a través de la carga, asegurando el flujo de corriente continua. En este caso, la inductancia del devanado elevador del autotransformador T1 desempeña el papel de un inductor de filtro suavizante.

Para eliminar la magnetización del núcleo del autotransformador con una corriente continua del transistor VT2, se utiliza la inversión de la magnetización del núcleo del autotransformador conectando los condensadores C2 y C3 en paralelo con su devanado, que también son un divisor de voltaje de retroalimentación.

Cuando el transistor VT2 se cierra, los capacitores C2 y C3 se descargan durante una pausa a través de parte del devanado del transformador, remagnetizando el núcleo T1 con la corriente de descarga.

La frecuencia de generación depende del voltaje en la base del transistor VT1. La estabilización del voltaje de salida se lleva a cabo debido a la retroalimentación negativa (NFB) para voltaje constante a través de R2.

Con una disminución en el voltaje de salida, la frecuencia de los pulsos generados aumenta con aproximadamente la misma duración. Como resultado, la frecuencia de recarga de los condensadores de filtro C4 y C5 aumenta y se compensa la caída de tensión en la carga. Con un aumento en el voltaje de salida, la frecuencia de generación, por el contrario, disminuye.

Entonces, después de cargar el capacitor de almacenamiento C5, la frecuencia de generación se reduce diez veces. Solo quedan pulsos raros, compensando la descarga de los condensadores en modo de reposo. Este método de estabilización permitió reducir la corriente de reposo del convertidor a 0,5 mA.

Los transistores VT1 y VT2 deben tener la mayor ganancia posible para aumentar la eficiencia. El devanado del autotransformador está enrollado en un anillo de ferrita K10x6x2 hecho de material 2000NM y tiene 300 vueltas de alambre PEL-0.08 con derivación desde la vuelta 50 (contando desde el pin "tierra"). El diodo VD1 debe ser de alta frecuencia y tener una pequeña corriente inversa. Configurar el convertidor se reduce a configurar el voltaje de salida a -9 V seleccionando la resistencia R2.

Convertidor de tensión con control PWM

En la fig. 9 muestra un diagrama de un convertidor de voltaje estabilizado con control de ancho de pulso. El convertidor permanece operativo cuando el voltaje de la batería disminuye de 9.... 12 a 3V. Dicho convertidor es más adecuado para equipos alimentados por batería.

Eficiencia del estabilizador: no menos del 70%. La estabilización se mantiene cuando el voltaje de la fuente de alimentación cae por debajo del voltaje estabilizado de salida del convertidor, lo que un regulador de voltaje tradicional no puede proporcionar. El principio de estabilización utilizado en este convertidor de voltaje.

Arroz. 9. Esquema de un convertidor de voltaje estabilizado con control PWM.

Cuando se enciende el convertidor, la corriente a través de la resistencia R1 abre el transistor VT1, cuya corriente de colector, que fluye a través del devanado II del transformador T1, abre el potente transistor VT2. El transistor VT2 entra en modo de saturación y la corriente a través del devanado I del transformador aumenta linealmente.

La energía se almacena en el transformador. Después de un tiempo, el transistor VT2 entra en modo activo, se produce un EMF de autoinducción en los devanados del transformador, cuya polaridad es opuesta al voltaje que se les aplica (el circuito magnético del transformador no está saturado).

El transistor VT2 se cierra como una avalancha y el EMF de autoinducción del devanado I a través del diodo VD2 carga el condensador C3. El condensador C2 contribuye a un cierre más claro del transistor. Luego se repite el proceso.

Después de un tiempo, el voltaje a través del capacitor C3 aumenta tanto que el diodo zener VD1 se abre y la corriente de base del transistor VT1 disminuye, mientras que la corriente de base disminuye y, por lo tanto, la corriente de colector del transistor VT2.

Dado que la energía acumulada en el transformador está determinada por la corriente del colector del transistor VT2, se detiene un aumento adicional en el voltaje a través del capacitor C3. El condensador se descarga a través de la carga. Así, se mantiene un voltaje constante a la salida del convertidor. El voltaje de salida establece el diodo zener VD1. La frecuencia de conversión varía entre 20 ... 140 kHz.

Convertidor de tensión 3-12V/+15V, -15V

El convertidor de voltaje, cuyo circuito se muestra en la fig. 10 difiere en que en él el circuito de carga está aislado galvánicamente del circuito de control. Esto le permite obtener varios voltajes secundarios estables. El uso de un enlace integrador en el circuito de realimentación permite mejorar la estabilización de la tensión secundaria.

Arroz. 10. Esquema de un convertidor de voltaje estabilizado con una salida bipolar de 15 + 15V.

La frecuencia de conversión disminuye casi linealmente a medida que disminuye la tensión de alimentación. Esta circunstancia potencia la realimentación en el convertidor y aumenta la estabilidad de la tensión secundaria.

El voltaje en los capacitores de filtrado de los circuitos secundarios depende de la energía de los pulsos recibidos del transformador. La presencia de la resistencia R2 hace que el voltaje a través del capacitor de almacenamiento C3 también dependa de la frecuencia de repetición del pulso, y el grado de dependencia (pendiente) está determinado por la resistencia de esta resistencia.

Por lo tanto, la resistencia de ajuste R2 se puede usar para establecer la dependencia deseada del cambio en el voltaje de los devanados secundarios en el cambio en el voltaje de suministro. Transistor de efecto de campo VT2 - estabilizador de corriente. La eficiencia del convertidor puede alcanzar hasta 70 ... 90%.

La inestabilidad del voltaje de salida a un voltaje de suministro de 4 ... 12 V no es más del 0,5%, y cuando la temperatura ambiente cambia de -40 a +50 ° C, no más del 1,5%. La potencia máxima de carga es de 2 W.

Al configurar el convertidor, las resistencias R1 y R2 se configuran en la posición de resistencia mínima y conectan cargas equivalentes RH. Se aplica un voltaje de suministro de 12 V a la entrada del dispositivo y, utilizando la resistencia R1, se establece un voltaje de 15 V en la carga Rn. A continuación, el voltaje de suministro se reduce a 4 V y el voltaje de salida también es de 15 V por resistencia r2 Repitiendo este proceso varias veces, se logra un voltaje de salida estable.

Los devanados I y II y el circuito magnético del transformador son los mismos para ambas versiones de los convertidores. Los devanados están enrollados en un circuito magnético blindado B26 hecho de ferrita de 1500 NM. El devanado I contiene 8 vueltas de cable PEL 0,8 y II - 6 vueltas de cable PEL 0,33 (cada uno de los devanados III y IV consta de 15 vueltas de cable PEL 0,33 mm).

Convertidor de voltaje de red de tamaño pequeño

En la fig. 11. El dispositivo se basa en un oscilador de bloqueo convencional basado en un transistor VT1 (KT604, KT605A, KT940).

Arroz. 11. Esquema de un convertidor reductor de voltaje basado en un generador de bloqueo.

El transformador T1 está enrollado en un núcleo blindado B22 hecho de ferrita M2000NN. Los devanados Ia e Ib contienen 150+120 espiras de hilo PELSHO de 0,1 mm. El devanado II tiene 40 vueltas de hilo PEL de 0,27 mm III - 11 vueltas de hilo PELSHO de 0,1 mm. Primero, se enrolla el devanado Іa, luego - II, después - el devanado lb y, finalmente, el devanado III.

La fuente de alimentación no teme un cortocircuito o un abierto en la carga, pero tiene un alto factor de ondulación de voltaje, baja eficiencia, baja potencia de salida (hasta 1 W) y un nivel significativo de interferencia electromagnética. También puede alimentar el convertidor desde una fuente de CC con un voltaje de 120 6. En este caso, las resistencias R1 y R2 (así como el diodo VD1) deben excluirse del circuito.

Convertidor de voltaje de baja corriente para 440V

Se puede ensamblar un convertidor de voltaje de baja corriente para alimentar un contador Geiger-Muller de descarga de gas de acuerdo con el circuito de la figura. 12. El convertidor es un generador de bloqueo de transistores con un devanado elevador adicional. Los pulsos de este devanado cargan el capacitor C3 a través de los diodos rectificadores VD2, VD3 a un voltaje de 440 V.

El capacitor SZ debe ser de mica o cerámica, para una tensión de operación de al menos 500 V. La duración de los pulsos del generador de bloqueo es de aproximadamente 10 μs. La tasa de repetición de pulsos (decenas de Hz) depende de la constante de tiempo del circuito R1, C2.

Arroz. 12. Esquema de un convertidor de voltaje de baja corriente para alimentar un contador Geiger-Muller de descarga de gas.

El circuito magnético del transformador T1 está formado por dos anillos de ferrita K16x10x4,5 3000NM pegados entre sí y aislados con una capa de tela barnizada, teflón o fluoroplasto.

Al principio, el devanado III se enrolla a granel: 420 vueltas de cable PEV-2 0.07, llenando el circuito magnético de manera uniforme. Se aplica una capa de aislamiento sobre el devanado III. Los devanados I (8 vueltas) y II (3 vueltas) se enrollan con cualquier cable sobre esta capa, también deben distribuirse lo más uniformemente posible alrededor del anillo.

Debe prestar atención a la correcta puesta en fase de los devanados, debe hacerse antes del primer arranque. Con una resistencia de carga del orden de unidades de MΩ, el convertidor consume una corriente de 0,4 ... 1,0 mA.

Convertidor de voltaje de destello

El convertidor de voltaje (Fig. 13) está diseñado para alimentar el flash. El transformador T1 está hecho en un circuito magnético de dos anillos de permalloy K40x28x6 plegados juntos. El devanado del circuito colector del transistor VT1 tiene 16 vueltas de PEV-2 de 0,6 mm; su circuito base son 12 vueltas del mismo alambre. El devanado elevador contiene 400 espiras de PEV-2 0,2.

Arroz. 13. Esquema de un convertidor de voltaje para un flash.

La lámpara de neón HL1 se utiliza desde un arrancador de lámpara fluorescente. El voltaje de salida del convertidor aumenta suavemente en el capacitor flash a 200 V en 50 segundos. El dispositivo consume corriente hasta 0,6 A.

Convertidor de tensión PN-70

El convertidor de voltaje PN-70, que es la base del dispositivo que se describe a continuación, está diseñado para alimentar lámparas de destello (Fig. 14). Normalmente, las baterías del inversor se utilizan con una eficiencia mínima.

Independientemente de la frecuencia de los destellos de luz, el generador funciona continuamente, consumiendo una gran cantidad de energía y agotando las baterías.

Arroz. 14. Esquema del convertidor de voltaje modificado PN-70.

O. Panchik logró transferir el funcionamiento del convertidor al modo de espera, quien encendió el divisor resistivo R5, R6 en la salida del convertidor y envió una señal a través del diodo zener VD1 a una llave electrónica hecha en los transistores VT1 - VTZ según el circuito de Darlington.

Tan pronto como el voltaje en el capacitor de flash (que no se muestra en el diagrama) alcanza el valor nominal determinado por el valor de la resistencia R6, el diodo Zener VD1 se abre paso y el interruptor del transistor desconecta la batería (9 V) del convertidor .

Cuando el voltaje en la salida del convertidor cae como resultado de la autodescarga o la descarga de un capacitor a una lámpara de destello, el diodo zener VD1 dejará de conducir corriente, la llave se encenderá y, en consecuencia, el convertidor se encenderá. en. El transistor VT1 debe instalarse en un radiador de cobre de 50x22x0,5 mm.

Los convertidores de voltaje de transformadores elevadores en transistores se usan ampliamente en condiciones no estacionarias y de campo para reemplazar la red de 220 V 50 Hz para alimentar equipos y dispositivos de red.

Dichos convertidores deben proporcionar una potencia de salida de unos pocos a cientos de vatios cuando se alimentan con baterías o generadores de CC con un voltaje de 6 a 24 V.

Por lo general, los convertidores autooscilantes o los convertidores transformadores con excitación externa se utilizan como convertidores de voltaje de alto voltaje.

En la fig. 10.1. El convertidor funciona a una frecuencia de conversión aumentada: 500 Hz (bajo carga) y 700 Hz en reposo. La eficiencia del convertidor es de alrededor del 75%. Dicho convertidor se puede usar principalmente para alimentar una carga activa, por ejemplo, un soldador, una lámpara de iluminación. Su potencia de salida es de hasta 40W.

La resistencia R1 es el limitador de corriente base. El circuito R2, C1 crea un pulso de corriente de activación en el momento en que se enciende el generador. El inductor L1 DPM-0.4 reduce la probabilidad de autoexcitación del convertidor a una frecuencia mayor (más de 10 kHz).

Para el transformador T1, se utiliza el circuito magnético del transformador de exploración vertical (TVK). Todos sus devanados están rebobinados. Los devanados I y II contienen 30 vueltas de cable PEV de 0,6 ... 0,8 cada una. El devanado III contiene 20 vueltas de cable PEV 0,16 ... 0,2; devanado IV - 1000 vueltas del mismo cable. El devanado de los devanados I y II se realiza simultáneamente en dos hilos vuelta a vuelta. Devanado III

Arroz. 10.1. Circuito convertidor de voltaje de media potencia

Arroz. 10.2. Esquema de un potente convertidor de voltaje.

bobina a bobina también está enrollada. Devanado IV: a granel uniformemente sobre el marco.

El convertidor de voltaje de la batería del transformador elevador (Fig. 10.2) le permite obtener un voltaje de 220 V 50 Hz en la salida, consumiendo una corriente de 5A [^ 0.2] a un voltaje de 12 V.

En el corazón del dispositivo hay un generador maestro de pulsos rectangulares, hecho de acuerdo con el esquema multivibrador, esquema típico que se mostró anteriormente en la Fig. 1.1. La frecuencia de operación de este generador debe ser de 50 Hz. Dado que la potencia de salida del oscilador maestro es pequeña, se conectan amplificadores de potencia de dos etapas a las salidas del multivibrador, lo que permite obtener una amplificación de potencia de hasta 1000 veces.

A la salida del amplificador, se enciende un transformador elevador de baja frecuencia T1. Los diodos VD1 y VD2 protegen los transistores de salida del convertidor cuando funcionan con una carga inductiva.

Como transformador T1, puede utilizar transformadores unificados del tipo TAN o G / 7/7. Los transistores VT1 y VT4 se pueden reemplazar con KT819GM ​​​​(con radiadores); VT2 y VT3 - KT814, KT816, KT837; diodos VD1 y VD2 - D226.

Un convertidor de 12 V CC a 220 V CA (fig. 10.3) puede proporcionar una potencia de salida de 100 W. La potencia de salida máxima del convertidor es de 100 W, la eficiencia es de hasta el 50%.

Arroz. 10.4. Diagrama de un convertidor de voltaje simple

El oscilador maestro está hecho de acuerdo con el esquema de un multivibrador simétrico tradicional, hecho con transistores VT2 y VT3 (KT815). Las etapas de salida del convertidor se ensamblan en transistores compuestos VT1 y VT4 (KT825). Estos transistores se instalan sin juntas aislantes en un radiador común.

El dispositivo consume una corriente de hasta 20 L de la batería.

Se utilizó un transformador de red de 100 W listo para usar como transformador de potencia (la sección transversal de la parte central del núcleo de hierro es de aproximadamente 10 cm ^). Debe tener dos devanados secundarios, diseñados para 8 B/10 L cada uno.

Para que la frecuencia del oscilador maestro sea igual a 50 Hz, se seleccionan los valores de las resistencias R3 y R4.

El convertidor de voltaje de alta potencia opera desde batería(Fig. 10.5) y le permite obtener un voltaje alterno de 220 V con una frecuencia de 50 Hz en la salida. La potencia de carga puede alcanzar los 200W.

El transformador T1 está enrollado en un circuito de cinta magnética ShL12x20. El devanado primario contiene 500 vueltas de PEV-2 0,21, con derivación desde el medio. Los devanados de control tienen 30 vueltas del mismo cable con un diámetro de 0,4 mm.

Transformador T2: también en un circuito magnético de cinta ShL32x38. El devanado primario contiene 96 vueltas de cable PEV-2 2.5, con derivaciones desde el medio. El devanado secundario tiene 920 vueltas de cable PEV-2 con un diámetro de 0,56 mm.

Los transistores de salida están montados en radiadores con un área de 200 cm^. Los cables de corriente de alta corriente deben tener una sección transversal de al menos 4 mm^.

El funcionamiento del convertidor se probó a partir de una batería 6ST60.

El siguiente dispositivo está diseñado para alimentar la afeitadora eléctrica desde la red de a bordo del automóvil con un voltaje constante de 12 V (Fig. 10.6). Consume bajo carga una corriente de unos 2,5 u4.

En el convertidor, el oscilador maestro del disparador DD1.1 genera una frecuencia de 100 Hz. Luego, el divisor de frecuencia en el disparador DDI.2 lo reduce en un factor de 2, y el preamplificador en los transistores VT1, VT2 balancea el amplificador de potencia en los transistores VT3, VT4, cargados en el transformador T1. El oscilador maestro tiene una estabilidad de frecuencia de al menos el 5 % cuando la tensión de alimentación cambia de 6 a 15 S. El divisor de frecuencia desempeña simultáneamente el papel de un paso de equilibrio, lo que le permite mejorar la forma de la tensión de salida del convertidor. El chip DDI K561TM2 (564TM2) y los transistores del preamplificador se alimentan a través del filtro R9, C3 y C4. El devanado secundario del transformador T1 con el condensador C5 y la carga forman un circuito oscilatorio con una frecuencia de resonancia de unos 50 Hz.

Arroz. 10.5. Circuito convertidor de voltaje de alta potencia

Arroz. 10.6. Circuito convertidor de voltaje para alimentar una máquina de afeitar eléctrica

El transformador T1 se puede hacer sobre la base de cualquier transformador de red con una potencia de 30 ... 50 W. Todos los devanados secundarios existentes anteriormente se eliminan del transformador (la red servirá como un nuevo devanado secundario) y, en lugar de ellos, se enrollan dos medios devanados con un cable PEL o PEV-2 con un diámetro de 1,25 mm, cada uno con un número de vueltas correspondiente a una relación de transformación de aproximadamente 20 en relación con el devanado izquierdo a 220 V. Si se desconoce el número de vueltas del devanado de alto voltaje, el número de vueltas del devanado de bajo voltaje se determina experimentalmente por seleccionando el número de vueltas hasta obtener una tensión de 220 V a la salida del convertidor.

La capacitancia del capacitor C5 se selecciona a partir de la condición de obtener el voltaje de salida máximo con la carga conectada.

El circuito convertidor (Fig. 10.6) fue simplificado por V. Ka-ravkin. Las mejoras afectaron solo al oscilador maestro, cuyo circuito se muestra en la Fig. 10.7. Este generador opera a una frecuencia de 50 Hz.

El convertidor de voltaje de CC 12 B a CA 220 V (Fig. 10.8), cuando se conecta a una batería de automóvil con una capacidad de 44 Ah, puede alimentar una carga de 100 vatios durante 2 ... 3 horas. El oscilador maestro en un multivibrador simétrico (VT1 y VT2) se carga en potentes interruptores de dos fases (VT3 - VT8) que conmutan la corriente en el devanado primario.

Arroz. 10.7. Una variante del circuito oscilador maestro para un convertidor de voltaje.

Arroz. 10.8. Circuito convertidor de voltaje de 100 W

transformador elevador T1. Los potentes transistores VT5 y VT8 están protegidos contra sobretensiones cuando funcionan sin carga por los diodos VD3 y VD4.

El transformador está hecho en el circuito magnético ShZbxZb, los devanados de bajo voltaje G e I "tienen 28 vueltas de cable PEL con un diámetro de 2,1 mm, y el devanado elevador II tiene 600 vueltas de cable PEL con un diámetro de 0,6 mm, y W2 se enrolla primero, y encima con un cable doble (con el fin de lograr la simetría de los devanados medios) W1. Cuando se ajusta con la ayuda de la resistencia R5, se logra una distorsión mínima de la forma de onda del voltaje de salida .

El circuito convertidor de voltaje de 300 W se muestra en la fig. 10.9. El oscilador maestro del convertidor se ensambla en un transistor de uniunión VT1, resistencias R1 - R3 y condensador C2. La frecuencia de los pulsos generados por él, igual a 100 Hz, se divide por el disparador D en el chip DDI K561TM2 por 2. En este caso, los pulsos de parafase se forman en las salidas del disparador, siguiendo a una frecuencia de 50 Hz. A través de elementos de amortiguación - inversores /SMO/7-circuits K561LN2 transistores de llave de control (bloque 1), conectados de acuerdo con el circuito amplificador de potencia push-pull. La carga de esta cascada es el transformador T1, que aumenta el voltaje del pulso a 220 V.

Arroz. 10.9. Circuito convertidor de voltaje de 300 W

El transformador T1 está hecho en el circuito magnético PL25x100x20. Los devanados I y II contienen 11 vueltas cada uno de un bus de aluminio con una sección transversal de 3 × 2 mm, el devanado III está hecho de alambre PBD con un diámetro de 1,2 mm y tiene 704 vueltas.

Comenzando a establecer el dispositivo, el conductor positivo de la fuente de alimentación se desconecta del punto de conexión de los devanados I y II del transformador T1 y, utilizando un osciloscopio, verifique la frecuencia y la amplitud de los pulsos en las bases de los transistores. La amplitud de los pulsos debe ser de aproximadamente 2 S, y su tasa de repetición, igual a 50 Hz, la establece la resistencia R1.

Cada uno de los transistores de salida está montado en un disipador de calor con un área de unos 200 cm^. Las resistencias en los circuitos colectores de los transistores están hechas de alambre de nicromo con un diámetro de 1,2 mm (10 vueltas en un mandril con un diámetro de 4 mm). Si están incluidos en los circuitos emisores de los transistores, los transistores de cada brazo se pueden instalar en un disipador de calor común.

Se permite conectar la carga al convertidor solo después de que el circuito esté energizado.

Todos los convertidores elevadores considerados anteriormente tenían un voltaje de salida no regulado y no estabilizado.

En la fig. 10.10 muestra un convertidor elevador simple, cuyas ventajas incluyen:

Voltaje de salida estabilizado;

La capacidad de ajustar el voltaje de salida dentro de un amplio rango;

El uso de elementos ampliamente utilizados;

Uso de un transformador típico ТН-46-127/220-50 como Т1 sin alteraciones.

Arroz. 10.10. 9…12.6V/220V 18W Circuito convertidor elevador con voltaje de salida de CA estabilizado ajustable

El convertidor está hecho con transistores VT4 y VT5 según el esquema clásico de Royer. Su energía se suministra desde un regulador de voltaje ajustable en los transistores VT1 - VT3. Debe tenerse en cuenta que los transistores VT3 - VT5 deben instalarse en placas disipadoras de calor. El diodo zener compuesto VD1 - VD2 (KS147A y KS133A) se puede reemplazar con KS182. La corriente de carga máxima es de hasta 100 mA.

Hola. El objetivo de este proyecto fue crear un generador de alto voltaje, y en combinación con un calentador de inducción de considerable potencia, se debe utilizar un circuito muy simple y componentes de fácil acceso. Muchos principiantes están buscando una manera de aumentar de manera efectiva la potencia del ZVS convencional de dos transistores, y esta publicación ayudará con esto.

El inversor de Mazzilli, conocido como " ", es popular entre los entusiastas de HV debido a su simplicidad y eficiencia. El circuito que presentamos aquí es una modificación del mismo para transmitir más potencia.

En cuanto a la descripción teórica del funcionamiento del inversor, ya se le han dedicado bastantes artículos en Internet, que explican de manera exhaustiva tanto la teoría como la práctica.

Diagrama esquemático del convertidor ZVS.

Como puede ver, por conveniencia, todo se ha dividido en dos módulos. Este enfoque facilita la conexión de varios transformadores con capacitancias resonantes adaptadas de manera óptima.

1. El primer módulo es un controlador con una fuente de alimentación.. Tiene la electrónica de inversor correcta, así como un rectificador y un filtro incorporados que le permiten conectar el dispositivo directamente al transformador de red. Aquí se utilizan transistores IRFP260 y choques masivos con corriente de alta saturación, lo que garantiza un funcionamiento confiable del inversor incluso con alta potencia. El condensador electrolítico grande que se ve en la foto se usa para filtrar la fuente de alimentación, es de 10000 uF 250 V. Parece contradictorio, pero se eligió debido a la muy baja ESR y la alta clasificación de corriente, que es muy importante en este tipo de sistemas.
2. El segundo módulo consta de dos revestimientos conectados en paralelo con un banco de condensadores resonantes.. Ambos devanados tienen 8 vueltas cada uno y la batería resonante consta de varios condensadores con una capacidad total de unos 2,4 microfaradios. Esto hizo posible reducir la impedancia del circuito resonante aumentando la cantidad de potencia a un nivel en el que la principal limitación era la eficiencia de alimentación de corriente de todo el transformador de red. Ambos transformadores (TVS) son casi idénticos, lo cual es muy importante: se requiere una distribución uniforme de la carga, de lo contrario, el inversor puede salirse de la generación normal, lo que conduce a la quema de transistores.

El devanado se forma retorciendo 16 hilos esmaltados de 0,4 mm y luego envolviendo el conjunto con cinta aislante para protección mecánica. Esto reduce significativamente el efecto de la piel y las pérdidas asociadas con él: se usaron devanados anteriores hechos de alambres gruesos ordinarios, bajo carga se calientan a una temperatura a la que el aislamiento comenzó a humear. Estos están solo ligeramente calientes, incluso después de un largo recorrido por el circuito.

Probando el convertidor en acción

El inversor puede soportar 10 minutos de funcionamiento continuo, después de lo cual los transformadores comienzan a requerir refrigeración. Los transistores no se calientan demasiado, los disipadores de calor permanecen casi fríos. La mayor parte del calor se genera en el puente rectificador, que puede calentarse bastante; también tiene un gran disipador de calor.

El inversor es capaz de generar grandes descargas debido a su importante eficiencia de corriente. La longitud máxima de la cremallera estirada es de poco más de 20 cm.

También mostraremos las señales de forma de onda: La primera es una onda sinusoidal en un circuito LC sin un arco encendido. La última captura de pantalla muestra el tren de pulsos en una de las teclas de campo.

calentador de inducción de hierro

Este circuito, como cualquier convertidor resonante de este tipo, se puede utilizar como. Para hacer esto, simplemente ensamble el inductor como una pequeña bobina conectada en paralelo con un banco resonante de capacitores de 2-4uF. Así es como se ve el calentamiento del metal:

Sobre transistores para el generador.

IRFP260 es una opción típica para este tipo de inversor. Este circuito está alimentado por 27 V CA, lo que significa unos 36 V CC después de la rectificación y el filtrado. Su uso garantiza un funcionamiento estable hasta 50 VDC, por supuesto, puede aumentar aún más el voltaje, pero esto es arriesgado.

En cuanto a los transistores IRF740, solo son adecuados para potencias más bajas debido a Ids pequeños y Rds grandes, lo que significa menos corriente y pérdidas mucho mayores. El IRFP260 tiene Rds significativamente más bajos y una mayor capacidad de disipación de calor, por lo que proporciona una vida útil más prolongada y menores pérdidas por conducción. Se pueden comprar en la mayoría de las tiendas en línea o en Ali por $6 por 10 piezas. También se puede usar un IRP240, pero podrá bombear corrientes mucho más bajas a través de él.

El uso de transistores para un voltaje más alto no es particularmente recomendable, ya que tienen Rds (resistencia de unión) más alta, lo que conduce a un aumento de las pérdidas y en la región de 60 ... 70 V CC, la conexión de control del transistor no funciona. , provocando la destrucción de los transistores por avería. Por lo tanto, sugerimos permanecer en voltajes de suministro más bajos, hasta 50 V CC. En lugar de aumentar aún más el voltaje, es mejor reducir la impedancia del circuito resonante para que el inversor pueda consumir más energía sin aumentar el voltaje.

Pude hacer funcionar el convertidor con una fuente de alimentación de 12 V/200 W: las descargas fueron efectivas pero no tan impresionantes. La chispa era de unos 10 cm de espesor y esponjosa.

En general, la energía es proporcionada por un grupo de transformadores que entregan 27 VAC. El consumo de corriente en el arco de alto voltaje estirado máximo alcanza los 30 A.

En este artículo quiero hablar sobre el bobinado de un transformador para un potente inversor automotriz 12-220.
Este transformador fue enrollado para funcionar junto con una placa convertidora de voltaje automotriz china.

Dichos inversores han encontrado una gran popularidad recientemente debido a su peso ligero, tamaño compacto y bajo precio, algo indispensable si necesita conectar cargas de red en un automóvil que necesita una fuente de alimentación de 220 voltios, e incluso corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz, el inversor puede proporcionar completamente tales condiciones. Unas pocas palabras sobre el convertidor en sí, su esquema ejemplar mostrado a continuación.

El diagrama se proporciona solo para mostrar el principio de funcionamiento, pero esto funciona de una manera bastante simple.

Dos generadores, ambos TL494, el primero de los cuales opera a una frecuencia de unos 60 kHz y está diseñado para accionar los transistores de potencia del circuito primario, que a su vez accionan el transformador de impulsos de potencia. El segundo generador está sintonizado a una frecuencia de aproximadamente 100 Hz y maneja transistores de potencia de alto voltaje.

El voltaje rectificado después del devanado secundario del transformador se suministra a dispositivos de campo de alto voltaje que, al operar a una frecuencia determinada, convierten la corriente continua en corriente alterna, con una frecuencia de 50 Hz. La forma de la señal de salida es rectangular, o más correctamente hablando, una onda sinusoidal modificada.

Nuestro transformador es el principal componente de potencia del inversor y su devanado es el momento más crucial.

El devanado primario tiene forma de bus (lamentablemente no puedo indicar la longitud exacta), el ancho de este bus es de unos 24 mm, el grosor es de 0,5 mm.

Frecuencia de operación y tipo de oscilador maestro.
Voltaje de entrada del inversor
Dimensiones generales y tipo (marca) del núcleo del transformador

Primero, se enrolló el devanado primario. Se enrollaron dos hombros con una cinta sólida, el número de vueltas es de 2x2 vueltas. Después de enrollar las dos primeras vueltas, se hizo un golpe, luego se enrollaron las dos vueltas restantes.

Encima del devanado primario, es imperativo colocar aislamiento, en mi caso, cinta aislante ordinaria. El número de capas de aislamiento es 5.

El devanado secundario se enrolla en la misma dirección que el primario, por ejemplo, en el sentido de las agujas del reloj.

Para obtener un voltaje de salida de 220 voltios, en mi caso, el devanado contiene 42 vueltas, además, el devanado del devanado se realizó en capas: la primera capa de 14 vueltas, además de dos capas más que contienen exactamente el mismo número de vueltas. vueltas
El devanado se enrolló con dos hilos paralelos de alambre de 0,8 mm, a continuación se muestra un ejemplo del cálculo.

Después de todo esto, ensamblamos el transformador: sujetamos las mitades del núcleo con cualquier cinta eléctrica o cinta adhesiva, no aconsejo pegamento, ya que puede penetrar entre las mitades de la ferrita y formar un espacio artificial, lo que conducirá a un aumento en la corriente de reposo del circuito y en la combustión de los transistores de entrada del inversor, por lo que debe prestar mucha atención a este factor.

En funcionamiento el transformador se comporta con mucha tranquilidad, el consumo de corriente sin carga ronda los 300 mA, pero esto teniendo en cuenta el consumo de la parte de alta tensión.

La potencia total máxima del núcleo que utilicé es de alrededor de 1000 vatios, por supuesto, los datos de bobinado serán diferentes según el tipo de núcleo utilizado. Por cierto, el devanado se puede realizar tanto en núcleos en forma de W como en anillos de ferrita.

Sobre esta base, exclusivamente todos los transformadores están bobinados tanto en industrial como en casa. convertidores de pulso voltaje, por cierto: los radioaficionados repiten muy a menudo los diseños de inversores caseros en proyectos de amplificadores de subwoofer y no solo, por lo que creo que el artículo fue interesante para muchos.