Преобразователи напряжения
Бестрансформаторный источник питания (рис. 4.23) предназначен для питания портативных и карманных приемников от сети переменного тока напряжением 220 В . Следует учитывать, что этот источник электрически не изолирован от питающей сети. При выходном напряжении 9 B и токе нагрузки 50 мА источник питания потребляет от сети около 8 мА.
Сетевое напряжение, выпрямленное диодным мостом VD1 — VD4 (рис. 4.23), заряжает конденсаторы С1 и С2.
Время
Рис. 4.23. Схема бестрансформаторного источника питания на основе импульсного преобразователя напряжения
заряда конденсатора С2 определяется постоянной цепи R1, С2. В первый момент после включения устройства тиристор VS1 закрыт, но при некотором напряжении на конденсаторе С2 он откроется и подключит к этому конденсатору цепь L1, СЗ. При этом от конденсатора С2 будет заряжаться конденсатор СЗ большой емкости. Напряжение на конденсаторе С2 будет уменьшаться, а на СЗ — увеличиваться.
Ток через дроссель L1, равный нулю в первый момент после открывания тиристора, постепенно увеличивается до тех пор, пока напряжения на конденсаторах С2 и СЗ не уравняются. Как только это произойдет, тиристор VS1 закроется, но энергия, запасенная в дросселе L1, будет некоторое время поддерживать ток заряда конденсатора СЗ через открывшийся диод VD5. Далее диод VD5 закрывается, и начинается относительно медленный разряд конденсатора СЗ через нагрузку. Стабилитрон VD6 ограничивает напряжение на нагрузке.
Как только закрывается тиристор VS1 напряжение на конденсаторе С2 снова начинает увеличиваться. В некоторый момент тиристор снова открывается, и начинается новый цикл работы устройства. Частота открывания тиристора в несколько раз превышает частоту пульсации напряжения на конденсаторе С1 и зависит от номиналов элементов цепи R1, С2 и параметров тиристора VS1.
Конденсаторы С1 и С2 — типа МБМ на напряжение не ниже 250 В. Дроссель L1 имеет индуктивность 1…2 мГн и сопротивление не более 0,5 Ом. Он намотан на цилиндрическом каркасе диаметром 7 мм. Ширина обмотки 10 мм, она состоит из пяти слоев провода ПЭВ-2 0,25 мм, намотанного плотно, виток к витку. В отверстие каркаса вставлен подстроенный сердечник СС2,8×12 из феррита М200НН-3. Индуктивность дросселя можно менять в широких пределах, а иногда и исключить его совсем.
Рис. 4.24. Схема понижающего преобразователя напряжения с сетевым бестрансформаторным питанием
Схемы устройств для преобразования энергии показаны на рис. 4.24 и 4.25. Они представляют собой понижающие преобразователи энергии с питанием от выпрямителей с гасящим конденсатором. Напряжение на выходе устройств стабилизировано. В качестве динисторов VD4 можно использовать отечественные низковольтные аналоги — КН102А, Б. Как и предыдущее устройство (рис. 4.23), источники питания (рис. 4.24 и 4.25) имеют гальваническую связь с питающей сетью.
В преобразователе напряжения С. Ф. Cиколенко с «импульсным накоплением энергии» (рис. 4.26) ключи К1 и К2 выполнены на транзисторах КТ630, система управления (СУ) — на микросхеме серии К564. Накопительный конденсатор С1 —
Рис. 4.25. Вариант схемы понижающего преобразователя напряжения с сетевым бестрансформаторным питанием
Рис. 4.26. Схема преобразователя напряжения с импульсным накоплением
47 мкФ. В качестве источника питания используется батарея напряжением 9 В. Выходное напряжение на сопротивлении нагрузки 1 кОм достигает 50 В. КПД составляет 80% и возрастает до 95% при использовании в качестве ключевых элементов К1 и К2 МОП-структур типа RFLIN20L