Перетворювачі напруги для АВТОМОБІЛЯ

Для автотуристів, особливо на тривалому привалі, єдиним джерелом електроенергії служить акумуляторна батарея. Тому, природно, і всі похідні освітлювальні і нагрівальні прилади живляться від неї. А якщо в дорогу взяті прилади, розраховані на напруги 36, 127, 220 В? Нічого страшного. Виручить перетворювач напруги, схема якого показана на рис. 1.


Рис. 1.

Описуване пристрій дозволяє живити люмінесцентну лампу, електропаяльника на напругу 36 В, електробритву та інші прилади. Максимальна потужність навантаження перетворювача -. 40 Вт, при цьому струм, споживаний від акумуляторної батареї, становить приблизно 4 А.

Виделкою ХР1 перетворювач підключають до прикурювача або розетки, з'єднаної з акумуляторною батареєю автомобіля.

З метою зменшення габаритів конструкції перетворювача частота генератора, що задає, зібраного на елементах DD1.1 і DD1.2, обрана близько 25 кГц. Елементи DD1.3 і DD1.4 утворюють буферний каскад, навантаженням якого служить обмотка I узгоджувального трансформатора Т1. Імпульси напруги на обмотках II і III

трансформатора управляють потужними ключовими транзисторами VT1, VT2. При цьому струм у первинній обмотці трансформатора Т2 перетворювача досягає в імпульсі 8 А, що забезпечує необхідну потужність на його вторинних обмотках.

Напруга живлення на елементи задаючого генератора і буферного каскаду надходить через розв'язують фільтр L1C4C6. Щоб генератор виробляв сигнал симетричної форми – меандр, необхідний для керування транзисторними ключами, в нього введена ланцюжок R1VD1, вирівнююча тривалість зарядки і розрядки конденсатора С1.

Обмотка III трансформатора Т2 розрахована на підключення до неї (через роз'єми XS1, XS2) приладів на напругу 36 … 40 В. відведенням обмотки можна змінювати потужність, споживану навантаженням, наприклад, підбирати температуру нагрівання жала електропаяльника.

Обмотка II цього трансформатора призначена для живлення приладів, розрахованих на змінні напруги 127 і 220 В. Частина напруги, що знімається з верхньою за схемою секції обмотки, випрямляється діодами VD4-VD7, включеними за схемою моста, а пульсації випрямленої напруги згладжує конденсатор СІ. У результаті на роз'ємі XS5 (при замкнутих контактах кнопки SB1) діє постійна напруга 115 В – для живлення електробритви з колекторним електродвигуном. Втім, це напруга може мати інше значення-залежно від конкретної моделі електробритви.

Відомо, що для включення люмінесцентних ламп без підігріву ниток розжарювання необхідна напруга більше 500 … 600 В [I]. Щоб отримати його, напруга 200 В обмотки II трансформатора Т2 подається на випрямляч-помножувач, виконаний на діодах VD2, VD3 і конденсаторі С9. У результаті на конденсаторі С10 діє підвищена напруга постійного струму. Для люмінесцентної лампи потужністю 40 Вт паралельно конденсатору С9 підключають (тумблером SA1) конденсатор C5.

Однак напруги на конденсаторі фільтруючому З 10 виявляється недостатнім для запалювання люмінесцентної лампи. Тому в цей вузол пристрою введено додатковий пусковий трансформатор Т3, але включають лампу вручну кнопкою SB1. Ось як це відбувається. При замкнутих контактах кнопки SB1 конденсатор С11 заряджений до напруги 115В. При натисканні на кнопку він швидко розряджається через первинну обмотку трансформатора Т3. При цьому на вторинній обмотці трансформатора виникає імпульс напруги, достатній для запалювання люмінесцентної лампи. Надалі світіння лампи підтримується напругою на конденсаторі С10 випрямляча VD2, VD3.

Така побудова цього вузла перетворювача дозволяє не тільки обійтися без підігріву накальной нитки люмінесцентної лампи, а й використовувати лампу з перегоріли ниткою розжарювання (якщо, звичайно, вона придатна для роботи в такому режимі). Напруга подають на обидва виведення нитки розжарювання. Люмінесцентну лампу підключають до гнізда XS6 "ЛДС".

Велику частину деталей розміщують на платі з ізоляційного матеріалу розмірами приблизно 175Х80 мм (рис. 2). З'єднання між деталями роблять знизу плати. Інші деталі монтують на додатковій платі, яку розміщують на бічній стінці корпусу.


Рис. 2.

Ланцюги перетворювача, по яких тече великий струм, слід виконувати проводом діаметром не менше 2 мм можливо мінімальної довжини. Ця вимога відноситься і до проводів, що з'єднує перетворювач з акумуляторною батареєю.

Мікросхема DD1 перетворювача може бути К561ЛЕ5, діод VD1 – будь-який високочастотний малогабаритний, транзистори VT1 і VT2 – КТ827 з буквеними індексами Б, В. випрямні діоди VD2-VD7 повинні бути високочастотними, наприклад (крім КД212А), КД205А-КД205Д, КД213А, КД213Б. Конденсатори: С1 – КД, КТ, КМ;

СБ і С7 – КМ, МБМ; С2 і СЗ – К50-24-(або К50-6), решта – БМ, МБМ. Індуктивність дроселя L1 може бути 10 … 200 мкГн.

Трансформатори Т1 і ТЗ виконані на кільцях типорозміру К20Х12Х6 з фериту 2000НМ. Обмотка I першого з них містить 120 витків, а обмотки II і III – по 45 витків дроту ПЕВ-2 0,2. Первинна обмотка трансформатора ТЗ являє собою 2 витка, а вторинна – 20 витків дроту ПЕВ-2 0,4.

Магнітопроводів трансформатора Т2 служать два склеєних разом кільця типорозміру К32Х20Х Х9 з фериту 2000НМ. Його обмотка I містить 1,5 витка проводу ПЕВ-2 2,0, обмотка II – 88 витків дроту ПЕВ-2 0,4 (відводи від 36 до 50-го витків, рахуючи від початку), обмотка III -16 витків дроту ПЕВ-2 1,0 (відвід від 14-го витка). Перед намотуванням дроту гострі грані кілець треба згладити надфілем, після чого обмотати магнітопровода Лакотканини або ізоляційною стрічкою.

Налагодження перетворювача напруги полягає в наступному. Спочатку підбором резистора R1 домагаються вд вихід буферного каскаду імпульсного сигналу, близького за формою до меандр. Потім, у разі необхідності, підбором конденсатора С1 встановлюють частоту генератора, що задає, рівну 25 … 27 кГц. Струм, споживаний перетворювачем без навантаження, має становити приблизно 500 мА.

Аналогічний перетворювач можна пристосувати для мотоцикла. Для навантажень, розрахованих на інші напруги, потрібно лише перерахувати дані трансформатора Т2 за методикою, описаною в [2].