小型で強力な電圧変換器。スキーム、説明

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小型で強力な電圧変換器

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一部の無線電子機器に電力を供給するには 12 V 以上の定電圧が必要となるため、たとえば自動車内や車のバッテリーなどでそのような機器を動作させる場合は、適切な電圧コンバータが必要です。最新のマイクロ回路と電界効果トランジスタに基づいて、経済的な電圧コンバータを組み立てることが可能であり、その寸法は主に変圧器によって決まります。私たちは、そのようなコンバーターのオプションの XNUMX つを読者に提示します。

より高い値の DC-DC コンバータの回路を図に示します。 1. KR1211EU1 マイクロ回路 [1] および IRLR2905 電界効果トランジスタ [2] 上に組み立てられています。これらのトランジスタは、オープンチャネル抵抗が非常に低く (約 0,027 オーム)、大電流 (少なくとも 26 A) を供給し、デジタルマイクロ回路の論理レベルの信号によって制御されます。ほとんどの場合、ヒートシンクなしで使用できるため、コンバータの寸法が縮小されます。

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DA2 マイクロ回路は電界効果トランジスタ用の制御パルス信号を生成し、その周波数は周波数設定回路 R3C12 のパラメータによって決定されます。制御パルスは、パルス間に休止があるように形成されます。その結果、トランジスタを通る貫通電流がなくなり、コンバータの効率が向上します。トランジスタは昇圧トランス T1 の一次巻線を切り替えます。二次巻線の電圧はダイオードブリッジ VD1 ～ VD4 を整流し、フィルタ C13C14L2C15 を平滑化します。ここで、インダクタは主に出力電圧の高周波高調波を抑制します。

制御チップ DA2 の電源電圧は、L1C9 フィルタによって事前に平滑化され、統合された電圧レギュレータ DA1 によって安定化されます。回路 R2C11 は、電源がオンになったときにマイクロ回路が確実に起動するようにします。リレー K1 にはコンバータ過負荷保護装置が含まれています。消費電流が設定レベルを超えて増加すると、リレー K1.1 の接点が閉じ、DA2 チップの FC 入力に高論理レベルが送信され、その出力に低論理レベルが設定され、トランジスタが動作します。閉じるとコンバータの動作が停止します。再起動するには電源を切り、再度電源を入れる必要があります。

必要に応じて、コンバータの動作を示す LED 表示を入力できます。これを行うために、LED と電流制限抵抗の回路が、コンデンサ C1 (入力電圧の存在を監視) および C15 (出力電圧の存在を監視) と並列に接続されます。

このデバイスでは、78L05 (DA1) マイクロ回路を KR1157EN502A、78M05、KR142EN5A に置き換えることができます。表面実装または K52、K53 シリーズにはタンタルコンデンサを使用することをお勧めします。ただし、この場合の基板の寸法は、最小長のリード線を備えた無極性コンデンサ - K10-17V または K10 -17a を増やす必要があります。抵抗 - MLT、S2-33、インダクタ L1 - インダクタンス 0,1 ～ 50 µH の DM-100。インダクタ L2 は、20NM フェライト製の K12x6x2000 リング磁気コアに巻かれており、その巻線には MGTF 5 ワイヤが 0,75 回巻かれており、インダクタンスは約 50 μH です。

任意の LED を使用でき、電流制限抵抗の抵抗と電力は、そこを流れる電流に基づいて選択されます。 SA1 - P2T を切り替えます。電流リレーK1は自家製で、巻線は直径2 mmの絶縁銅線でできており、直径3...4 mmのマンドレルに巻かれており、その内側にKEM2リードスイッチが挿入されています（これらは使用されています、たとえば、RES44 リレーなど)。コイル内のリードスイッチの位置を変えることで、リレーの感度をスムーズに調整でき、最終調整後、リードスイッチが接着剤で固定しました。

T1 トランスは、45NM-28 フェライト製の 12 つの接着されたリング磁気コア K2000x17x0,75 で作られており、リングの鋭いエッジは丸くする必要があります。どちらの巻線も MGTF 5 ワイヤで巻かれています。一次側には 32 本の導体が 15 回巻かれて折り畳まれており、XNUMX つの部分に分割され、一方の導体の始まりが XNUMX 番目の導体の終端に接続されます。出力電圧 XNUMX V の二次巻線には XNUMX つのワイヤで XNUMX 巻が含まれています。他の出力電圧値の場合は、二次巻線の巻数を比例して変更する必要があります。

ほとんどの部品は、両面フォイルグラスファイバー製のプリント基板上に配置されます。その図を図に示します。 2. 除去する必要があるホイルの領域は黒で強調表示されます。すべての要素はプリント導体の側面に取り付けられます。 XNUMX 番目の側は金属化されたままで、最初の側の共通ワイヤに接続されます。これを行うには、図に示すスルーホールに錫メッキ線を挿入し、基板の両面に半田付けします。変圧器の一次巻線の端子は、さらに熱を除去するため、トランジスタのドレイン端子の近くにはんだ付けする必要があります。

小型で強力な電圧変換器

セットアップは、コンバータの周波数を設定することから始まります。周波数は、オシロスコープまたは周波数計を使用して、DA2 チップの出力の 80 つで監視できます。使用するフェライト磁気コアの推奨周波数は 100 ～ 12 kHz で、コンデンサ C3 の静電容量または抵抗 RXNUMX の抵抗値を選択することによって設定されます (値を大きく変更することをお勧めします)。干渉を軽減するために、コンバータは金属ケースに収められています。

デバイスのテストでは、負荷電流 3 A (出力電力は約 100 W) でコンバータの効率が約 91 ～ 92% であることが示されました。電界効果トランジスタはわずかに発熱し、整流ダイオードは著しく暖かくなります。したがって、KD213A の代わりに高速ショットキー整流ダイオードを使用すると、効率をさらに高めることができます。トランジスタにヒートシンクを装備し、変圧器の寸法を大きくすると、コンバータの出力を数倍に高めることができます。

文学

Goreslavets A. KR1211EU1 マイクロ回路の電圧コンバータ。 - ラジオ、2001 年、第 5,0.42,43 号、XNUMX、XNUMX。
International Rectifier の強力な電界効果スイッチングトランジスタ。 - ラジオ、2001 年、第 5 号、p. 45.

著者: I. Nechaev、クルスク

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