セキュリティアラームに電力を供給するための電圧コンバータ 2,4/8 V。スキーム、説明

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セキュリティアラームに電力を供給するための電圧コンバータ 2,4/8 V。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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著者は、セキュリティアラームの例を使用して、6 つの AAA サイズのニッケル水素電池から 22FXNUMX 電池 (「Krona」) 用に設計されたデバイスに電力を供給するための電圧コンバータオプションを提案します。

一部の自己給電型デバイスはほぼ継続的に動作し、スタンバイモードではほとんどの時間は少量の電流を消費しますが、消費する電流はほんの一瞬だけ (数十倍) です。このようなデバイスの例としては、IR モーションセンサーと音響エミッターを内蔵した自律型セキュリティアラームが挙げられます (図 1)。スタンバイモードでは、アラームによって消費される電流は 50 ミリアンペアの数分の 60 を超えず、アラーム信号が発せられると XNUMX ～ XNUMX mA に増加します。

セキュリティアラームに電力を供給するための電圧コンバータ2,4/8 V
米。 1. IRモーションセンサーと音響エミッターを内蔵した自律型セキュリティアラーム

このデバイスの電源には矛盾する要件があります。十分な音量のアラーム信号を確保するには、6 ～ 9 V の電圧と数十ミリアンペアの出力電流が必要である一方で、大容量で小型の寸法が必要です。このデバイスに電力を供給するには、6F22 (「Krona」) バッテリーが使用されます。

もちろん、これらの要件を満たすガルバニ電池または同様のサイズの電池はありますが、安価ではありません。安価なものを使用すると、必要な電流が供給されない可能性があり、通常は自己放電電流が大きいため、頻繁に交換する必要があります。

この問題を解決するオプションの 1400 つは、ニッケルカドミウム、ニッケル水素電池、または単 50 サイズのガルバニ電池と昇圧電圧コンバータを使用してアラームに電力を供給することです。このようなコンバータは、特殊なマイクロ回路NCP1ASN2T5に基づいて組み立てることができます;その回路は図に示されています。 2. このチップは、出力電圧 1 V の安定化スイッチング電圧コンバータを構築するように設計されています。このチップは、OUT 入力 (ピン 2) で指定された定電圧を維持するように動作します。コンバータの出力で約 1 倍の電圧を得るには、ダイオード VDXNUMX と VDXNUMX で XNUMX つの整流器が使用され、蓄積チョーク LXNUMX はタップで作られます。

セキュリティアラームに電力を供給するための電圧コンバータ2,4/8 V
米。 2. NCP1400ASN50T1 チップに基づくコンバータ回路

しかし、出力電流がどのようなものであっても、コンバータ自体は依然として電源からの電流を消費します。これを軽減するには、コンバータを定期的にオフにし、動作の一時停止中に蓄電コンデンサからアラームに電力を供給します。マイクロ回路には CE 制御入力 (ピン 1) があるため、これはまさにこのデバイスで行われることです。コンバータは電界効果トランジスタ VT1 によってオン/オフされます。

電源電圧が印加された直後、コンデンサ C3 が放電され、トランジスタが閉じ、CE 入力にハイレベルが供給され、コンバータがオンになります。コンデンサ C3 の充電が始まり、トランジスタのゲートの電圧がトランジスタを開くのに十分な電圧になると、マイクロ回路の CE 入力の電圧がほぼゼロに減少し、コンバータがオフになります。コンデンサ C3 がわずかに放電すると、トランジスタが閉じ、コンバータが再びオンになります。

その結果、アラームがスタンバイモードで動作しているときにコンバータによって消費される電流は本質的にパルス状であり、コンデンサの電圧は3つの値UminとUmaxの間で変化します（図200）。電流パルスの振幅は約 1 mA、パルス持続時間は約 1,5 ms、繰り返し周期は約 1 秒です。したがって、このモードで電源から消費される平均電流は XNUMX mA を超えません。

セキュリティアラームに電力を供給するための電圧コンバータ2,4/8 V
米。 3.電圧と電流の変化のグラフ

アラームが 7 ～ 10 V の電源電圧範囲で正常に動作するという事実を利用して、(トリマ抵抗 R3 を使用して) 出力電圧を 7,5 ～ 8 V に設定することが決定されました。これにより、コンバータが定期的にオンになります。オフの場合、出力電圧は指定された電圧に維持されます。したがって、出力電圧の不安定性は比較的高くなります（±0,5 V）が、アラームの動作には影響しません。バッテリーが放電すると、オン時間が減少します。電界効果トランジスタがない場合、コンバータの出力電圧は 9 ～ 9,5 V になります。

警報が警報モードになると、コンバータのターンオン時間が急激に減少します。出力電圧が 8 V を下回ると、電界効果トランジスタが閉じ、コンバータは継続的に動作します。出力電圧の熱安定性は、主に電界効果トランジスタのパラメータによって決まります。この場合、電圧の温度係数は負であり、摂氏 XNUMX 度あたり数ミリボルトに相当します。

標準スイッチを使用してアラームをオフにすると、コンバータは動作を続けますが、オンになる時間が数倍に長くなり、電源からの消費電流が減少します。したがって、場合によっては、コンバータの電源回路に特別なスイッチを設置しなくても済む場合があり、オフ状態で長期間保管する場合は、電池またはガルバニ電池を電池収納部から取り外すだけで済みます。。ただし、必要に応じて、警報器本体に十分なスペースがあるため、追加のスイッチを取り付けることができます。

ほとんどの要素は、両面が厚さ 1,5 mm のグラスファイバーフォイルで作られたプリント基板に実装されており、その図を図に示します。 4. すべての要素は片面に配置され、もう一方の面は金属化されたままになります。このコンバータは、標準サイズ 1206 の表面実装用の固定抵抗器を使用しますが、表面実装用の MLT、S2-23、トリマ - SP3-19、酸化コンデンサ - タンタルも適しています。 SS12 ダイオードの代わりに、順方向電流が少なくとも 60 mA になるように設計された低電力パルスダイオードまたは検出器ゲルマニウムダイオードまたはショットキーダイオードを使用できます。インダクタは、コンパクト型蛍光灯の電子安定器トランスから直径 6 ～ 9 mm のフェライトリングに巻かれており、左から数えて 2 番目からタップ付きの PEV-0,4 XNUMX ワイヤが XNUMX 回巻かれています。出力回路へ。

セキュリティアラームに電力を供給するための電圧コンバータ2,4/8 V
米。 4.プリント回路基板の描画とその上の要素の位置

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米。 5. 実装基板

基板の長辺 (図 4 の下側) は、片面がグラスファイバーフォイルでできた 26x50 mm のベースにはんだ付けされます (図 5)。バッテリーまたはガルバニ電池を保持する接点は、ベースの狭い側面にはんだ付けされています (図 6)。これを行うために、はんだ付けホルダー用にベースボード上にプリントされたパッドが切り取られます。その結果、コンバータは 6F22 バッテリの全体寸法に「適合」し、警報器のバッテリ収納部に設置されます (図 7)。

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米。 6. 実装基板

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米。 7.信号装置のバッテリーコンパートメント

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米。 8.DT-83Xシリーズマルチメーターのバッテリーコンパートメント内のコンバーター

このコンバータは、DT-83X シリーズのマルチメータへの電力供給にも使用できます (図 8)。バッテリコンパートメントに収まります。これを行うには、電界効果トランジスタとすべての抵抗を基板に取り付けることができず、マイクロ回路の CE 入力 (ピン 1) がコンデンサ C1 の正端子に接続されます。スロットル回転数は10回転で真ん中からタップします。マルチメータの使用頻度は低いため、マルチメータ本体の左下隅にあるコンバータの電源回路に小型のスライド電源スイッチを設置する必要があります（図9）。このコンバータは、6F22 バッテリで駆動される他のデバイスでも使用できます。

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米。 9.小型スライド式電源スイッチ

著者：N。ネチャエフ

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