Этот преобразователь напряжения отлично подойдет для включения компьютерного вентилятора от 24 В, когда нехватает стандартной скорости вращения от 12 вольт. Предложенная схема рассмотренная ниже позаимствована для питания УФ лампы в одном из сканнеров.
Основным компонетом конструкции является трансформатор на ферритовом сердечнике диаметром 30 мм. Если в его конструкции взять броневой ферритовый магнитопровод, то схема будет работать гораздо лучше. Броневой ферритовый магнитопровод можно взять из старого блока питания персонального компьютера, или в схеме сгоревшей люминесцентной лампы.
Медной проволоки на сердечник придётся потратить совсем чуток, причем витки можно намотать достаточно тонким проводом. Первичная обмотка состоит всего из четырех витков, две вторичные наматываются из 13 витков каждая. Первичная обмотка укладывается в противоположном направлении, по отношению к вторичным. Начало первой одной вторичной обмотки соединено с концом второй. На схеме, точками возле «спиралек», показаны начала обмоток.
Так как, для наших задач, ток на выходе не превышает 500 мА, то можно применить биполярные транзисторы типа: 2N3904, 2N4401, PN2222, MPS2222, C945, NTE123AP. Если выходной ток нужен побольше, тогда нужно взять транзисторы помощнее, например D965, (Их можно позаимствовать из фотовспышки старого фотоаппарата). Если на выходе нужен ток выше 5 А, тогда следует использовать силовые ключи на составных транзисторах, допустим TIP120 или TIP3055. Но в этом случае диоды применяемые в схеме, должны быть рассчитаны на протекающий ток свыше 10 А, а сами ключи, рекомендуется разместить на радиаторы охлождения.
Диоды в обычном исполнение подойдут любые, главное чтоб они могли запираться при обратной полярности тока за 35 наносекунд или быстрее. Можно взять диоды 1N914 и 1N4148, но учтите они рассчитаны на прямой ток не выше 4 А. При подключении к преобразователю низкоомной нагрузки, следует использовать выпрямители SUF30J, UF510, UF540, которые способны работать при больших токах 15 – 20 А.
Конденсаторы выбираем любые с изоляционной обкладко. Емкости на 100 пФ и 470 пФобычные, применяются для фильтрации высоких частот. Конденсатор на выходе схемы, с номиналом емкости 1,5 мкФ электролитический. По напряжению емкости следует выбирать в два раза выше, действующего напряжения в схеме.
Нужна на номинал около 1 мГн. Таких катушек очень много готовых в различной радиоаппаратуре.
Резисторы берем с небольшим запасом по мощности. Оптимально для данной конструкции подойдут сопротивления по 0,5 Вт.
Этот DC-DC преобразователь подойдет тем, кому не важен большой ток на выходе. Т.к в данном исполнение на , на выходе всего 50 мА.
Если ставится задача подключить устройство, рассчитанное на питание от обычного 12 вольтового аккумулятора, в электро сеть грузовика, напряжением 24v.
Есть два пути.
Самый наилучший, это питать такие устройства через специальный преобразователь. Напряжение на входе устройства, тем или иным способом понижается и на выходе мы получаем искомые 12v.
У этого способа есть свои минусы:
1. Наиболее простым понижающим преобразователям, свойственны огромные потери в виде тепла. Так например при потреблении магнитолой 10Вт мощности, ровно столько же (10Вт), будет теряться в преобразователе. Корпус его начнёт греться. Если на выход преобразователя включить чайник 250Вт, то и преобразователь, будет греться точно на такую же мощность. В сумме, включив чайник через такой преобразователь, нагрузка на аккумуляторах составит сумму этих величин, т.е. 500Вт! Чтобы преобразователь не перегрелся и не сгорел, корпус его выполняют в виде мощного радиатора.
2. Если в преобразователе не предусмотрена схема защиты, то при случайном замыкании выхода устройства, может произойти тепловой пробой силовых элементов и на выход поступит входное напряжение, т.е. все 24v. Естественно при такой аварии, почти гарантированно выйдут из строя все подключенные к преобразователю устройства(рация, магнитола и т.д).
Из вышесказанного, ясно, что преобразователь должен иметь мощность достаточную для питания всех ваших устройств, иметь защиту от дураков и случайностей и быть максимально экономичным.
Всем этим требованиям соответствуют преобразователи, выполненные по специальной схеме. Их так и называют, ИМПУЛЬСНЫЕ преобразователи. Эти устройства появились совсем недавно, благодаря новым технологиям производства ряда компонентов. На рынке их появляется всё больше, а цена снижается с каждым днём.
При выборе преобразователя, следует прикинуть мощность потребляемую предполагаемой нагрузкой.
Например: Чайник 250Вт + Рация 20Вт + Магнитола 50Вт
Получаем максимальную потребляемую мощность = 320Вт.
Теперь нужно узнать, какой ток потребления у этих устройств, включенных одновременно и на всю катушку. Для этого делим мощность на напряжение питания этих устройств и получаем 320/12=26.67Ампер
Значит преобразователь который мы должны купить для питания этих устройств, должен обеспечить номинальный ток выхода не менее 26А.Второй путь, по которому идти НЕЛЬЗЯ , это включить ваши 12вольтовые устройства непосредственно к батарее, сняв 12вольт с её середины.
На первый взгляд все здорово и просто. Но это лишь иллюзия. В батарее начинаются необратимые процессы, которые довольно быстро выведут её из строя.
Давайте посмотрим на рисунок. В качестве нагрузки, чтоб было более понятно и зрелищно, берём отопительный «козёл» с мощностью при 12v питания 1.2килоВат. При этом ток в цепи его питания составит 100Ампер. Двигатель у нас заглушен и зарядки от генератора нет.Как видно из рисунка, через b1, потечёт огромный ток разряжая батарею и нагревая отопитель. Путь этого тока выделен оранжевым цветом. При этом для обеих батарей, ничего опасного не происходит. Одна просто отдаёт свою энергию в нагрузку(отопительный козёл), при этом напряжение на ней быстро падает, а другая, b2 вообще ни к чему не подключена и остаётся заряженной. Напряжение на её клеммах не изменится.
Теперь изменим ситуацию и заведём двигатель.
С этого момента для батареи, начинаются недопустимые условия, которые довольно быстро выведут её из строя. Смотрите сами, как вы её убъёте!Часть b1 разряжена, напряжение на ней минимально, ток заряда съедается «козлом» включенным параллельно ей. Она медленно, но уверенно умирает.
Часть b2 полностью заряжена. Поскольку работает она теперь и за подругу(b1) и за того парня(козла), то напряжение и ток зарядки на ней значительно выше допустимого(выделено синим). Начинается перезаряд. Происходит обильное газовыделение. Электролит разлагается и на поверхность поднимаются пузырьки кислорода и водорода, образуя в банках гремучий газ. Пол часа такого экстрима и … Батарея b2 просто разлетается в дребезги, вонзаясь кусками рваного пластика и обжигая кислотой всё, во что успеет попасть.
Сомневаетесь? Попробуйте!
Я специально смоделировал такой пример, чтобы самому непонятливому была ясна физика происходящих в батарее процессов. Естественно, что при включении средней точки батареи к маломощной нагрузке(рация, магнитола), ни о каких взрывах и речи быть не может, поскольку процедура разложения электролита растянется во времени. Тем не менее, этот процесс неотвратим и батарея один хрен выйдет из строя в самом ближайшем времени.С 24 до 12 вольт, а теперь изучим повышающий преобразователь 12-24 В. Этот DC-DC преобразователь собран на основе специализированной микросхемы производства Texas Instruments. Схема понадобилась для использования в авто (в частности для зарядки ноутбука на 20 В) и была выбрана за предельную простоту, требующую минимального числа внешних компонентов. Элемент переключения - транзистор, интегрирован внутрь регулятора, и способен выдерживать максимальный ток 3А и 60V напряжения. Частота переключения определяется параметрами внутреннего генератора и зафиксирована на 100 кГц. Дополнительные функции - схема плавного пуска, чтобы устранить скачки тока во время пуска и внутреннее ограничение тока. Поддержание точности выходного напряжения составляет 4% в зависимости от нагрузки.
Схема преобразователя 12-24 В
Технические характеристики преобразователя
- Vin 10-15V DC
- Vout 24V
- Iout 1А
- частота 100 кГц
Входные конденсаторе и диоде должны располагаться достаточно близко к регулятору, чтобы свести к минимуму индуктивности. Элементы IC1, L1, D1, C1, C2, C5, C6 - основные части, используемые в преобразователе напряжения. Конденсатор С3 при монтаже должен располагаться как можно ближе к IC1. Конденсаторы выбирайте типа low ESR с низким сопротивлением постоянному току.
При максимальной выходной мощности, заметна значительная выработка тепла, по этой причине микросхема монтируется непосредственно на общей земле платы.
Графики работы инвертора
Последний график показывает пульсации выходного напряжения и тока индуктивности. Мы видим, что пульсации выходного напряжения составляет около 0,6 Vpp и пиковый ток 2,4 А. Дроссель в конструкции использован на 5 A постоянного тока, поэтому он может легко выдержать такой ток и без особого нагрева катушки.
Преобразователи напряжения (инверторы) 12/24/220 вольт
Принципиальные электрические схемы инверторов и стабилизаторов
Часть 4. Преобразователи 24В в 12В (линейные стабилизаторы)
Для преобразования напряжения 24-вольтового аккумулятора автомобиля или автобуса в 12 вольт наиболее часто используют простые линейные стабилизаторы напряжения (адаптеры), построенные на микросхеме 7815 (отечественный аналог КР142ЕН8В) с дополнительным одним или несколькими мощными транзисторами. Эта микросхема недефицитна, стоит от 5 до 10 рублей и имеет следующие характеристики:
- Выходное напряжение - 15В
- Ток нагрузки - 1,5 А
- Тип корпуса - TO220
- Максимальное входное напряжение - 35В
- Нестабильность по напряжению - 0.05%
- Нeстабильность по току - 0.67%
- Температурный диапазон - 10…70 град.С
Электрическая принципиальная схема преобразователя напряжения (адаптера) 24 в 12 вольт линейного типа показана на рис.1
Рис.1. Принципиальная электрическая схема преобразователя напряжения 24В в 12ВКак видим, в этой схеме несколько параллельно включенных мощных транзисторов, обычно от одного до восьми, управляются стабилизатором на микросхеме LM7815. На выходе этой микросхемы поддерживается напряжение 15 вольт, а на выходе преобразователя оно меньше на напряжение перехода база-эмиттер КТ819, равное 1,0..1,2 вольта и равно, следовательно, 13,8...14,0 вольт.
Из достоинств этой схемы преобразователя 24 в 12 вольт следует отметить простоту конструкции, высокую ремонтопригодность, отсутствие помех, характерных для импульсных источников питания, использование недефицитных элементов и дешевизну всего изделия.
Серьёзный недостаток такой схемы преобразователя - низкий КПД из-за рассеивания примерно половины мощности на проходных транзисторах. При средней мощности автомагнитолы 4х40Вт они требуют установки на больших по размеру радиаторах или применения вентилятора для их охлаждения.
Так же снижает КПД схемы и необходимость использования выравнивающих эмиттерных резисторов R1-R4. Для их исключения вместо биполярных транзисторов КТ819 целесообразно применить мощные полевые, которые допускают параллельное включение без таких резисторов. Схема преобразователя с 24 в 12 вольт с использованием распространенных полевых транзисторов IRFZ44N рассмотрена в статье "Стабилизатор 12В на полевых транзисторах" .
Тяжелый тепловой режим работы проходных транзисторов может привести к их пробою. В этом случае на выход преобразователя поступает полное напряжение 24 вольта, что может привести к выходу из строя дорогой автомагнитолы. Один из методов снижения рассеваемой транзисторами мощности - использование гасящих диодов, рассмотрен в статье Улучшенный преобразователь 24В в 12В .
В отличие от схемы линейного стабилизатора, преобразователи напряжения на основе трансформатора лишены этих недостатков, хотя имеют более сложную конструкцию и, соответственно, выше себестоимость. Но если учесть вероятность повреждения дорогостоящей автомагнитолы при использовании линейного адаптера 24 на 12 вольт, то затраты вполне оправданы. Кроме того, такие преобразователи имеют выход не только 12 вольт, но и 220В 50Гц, что значительно расширяет сферу их применения.
- 05.10.2014
Данный предусилитель прост и имеет хорошие параметры. Эта схема основана на TCA5550, содержащий двойной усилитель и выходы для регулировки громкости и выравнивания ВЧ, НЧ, громкости, баланса. Схема потребляет очень малый ток. Регуляторы необходимо как можно ближе расположить к микросхеме, чтобы уменьшить помехи, наводки и шум. Элементная база R1-2-3-4=100 Kohms C3-4=100nF …
- 16.11.2014
На рисунке показана схема простого 2-х ваттного усилителя (стерео). Схема проста в сборке и имеет низкую стоимость. Напряжение питания 12 В. Сопротивление нагрузки 8 Ом. Схема усилителя Рисунок печатной платы (стерео)
- 20.09.2014
Его смысл pазличен для pазных моделей винчестеpов. В отличие от высокоуpовневого фоpматиpования — создания pазделов и файловой стpуктуpы, низкоуpовневое фоpматиpование означает базовую pазметку повеpхностей дисков. Для винчестеpов pанних моделей, котоpые поставлялись с чистыми повеpхностями, такое фоpматиpование создает только инфоpмационные сектоpы и может быть выполнено контpоллеpом винчестеpа под упpавлением соответствующей пpогpаммы. …
- 20.09.2014
Вольтметры погрешность которых более 4% относят к группе индикаторов. Один из таких вольтметров описан в данной статье. Вольтметр-индикатор схема которого показана на рисунке можно использовать для измерения напряжений в цифровых уст-вах с напряжением питания не более 5В. Индикация вольтметра светодиодная с пределом от 1,2 до 4,2В через 0,6В. Rвх вольтметра …