Бортові джерела живлення радіокерованих моделей мають, як правило, номінальна напруга 4,5 … 12 В. Високоякісні електродвигуни на таку напругу бувають у продажу досить рідко і за чималою ціною. У той же час асортимент доступних електродвигунів на напругу 24 … 27 В досить широкий, але для них неможливо знайти малогабаритний джерело живлення, тому необхідний перетворювач напруги. Істотна перевага використання електродвигунів на підвищену напругу – зменшений споживаний струм, що полегшує вимоги до транзисторів вихідних каскадів сервоприводов рульових машинок і регуляторів ходу. Підвищується ККД вузлів керування двигунів, що економить і без того обмежені енергетичні ресурси, наявні на борту моделі. Описуваний перетворювач напруги дозволяє застосовувати електродвигуни з номінальною напругою 24 … 27 В спільно з апаратурою радіоуправління. Для рульових машинок моделей непогано підходять, наприклад, двигуни серії ДПР з порожнистим ротором, мають малу інерційність при рушанні з місця і реверсування. Як автономний пристрій, даний перетворювач напруги можна використовувати і в інших цілях.

Схема пристрою зображена на рис. 4.24. Це так званий обратноходовий інвертор з широтно-імпульсною стабілізацією вихідної напруги, що відрізняється високим ККД.

   

При вхідному напрузі 4,5 … 9 В стабілізоване вихідна напруга може бути встановлено будь-яким у межах 18 … 27 В, змінюючись не більше ніж на 0,1 В при збільшенні струму навантаження від 1 до 500 мА. ККД перетворювача з повним навантаженням – 85%. Запросах генератор на елементах DD1.1 і DDI .2 виробляє прямокутні імпульси. На входи 8, 9 елемента DD1.3 вони надходять продиференціювати ланцюгом СЗ, R2, R3. Номінали резисторів обрані з таким розрахунком, що постійна складова напруги в точці їх з'єднання трохи перевищує пороговий рівень, при якому елемент DD1.3 змінює своє стан.

Негативні викиди, перетинаючи поріг, формують на виході елемента DD1.3 (висновок 10) короткі позитивні імпульси. Останні заряджають конденсатор С5 через мале пряме опір ділянки база-емітер транзистора VT2. Після закінчення імпульсу ліва (за схемою) обкладка конденсатора С5 виявляється з'єднаної із загальним проводом, а напруга, до якого зарядився конденсатор, – прикладеним до бази транзистора VT2 в негативній полярності, закриваючи його. Далі починається перезарядка конденсатора С5 колекторним струмом транзистора VT1. Швидкість цього процесу залежить від напруги на базі VT1.

Транзистор VT2 залишається закритим, поки напруга на його базі не досягне приблизно 0,8 В. У результаті тривалість позитивних імпульсів на колекторі VT2 і входах 12, 13 елемента DD1.4 залежить від режиму роботи транзистора VT1. Двічі проінвертірованние елементом DDI.4 і транзистором VT3 імпульси відкривають силовий ключ – польовий транзистор VT4. При відкритому транзисторі VT4 струм в котушці індуктивності L1 наростає за лінійним законом.

Після закривання транзистора цей струм не переривається, продовжує текти, спадаючи, через діод VD1 і заряджає накопичувальний конденсатор С8. Стале напруга на цьому конденсаторі перевищує напруга живлення в стільки разів, у скільки час накопичення енергії в магнітному полі котушки L1 перевищує час її передачі в конденсатор С8.

Частина вихідної напруги з движка підлаштування резистора R14 надходить на інвертується вхід підсилювача постійного струму DA2. На його неінвертуючий вхід подано з резистивного дільника R4, R5 зразкове напругу. Вихідна напруга

ОУ, пропорційна різниці зразкового і вхідного (з урахуванням дільника R13, R14) напруги, надходить на базу транзистора VT1 і управляє тривалістю імпульсів, що відкривають транзистор VT4. Таким чином, утворюється замкнута ланцюг автоматичного регулювання. Якщо вихідна напруга знизилася (наприклад, в результаті збільшення струму навантаження), напруга на вході інвертується ОУ зменшиться, а на його виході – збільшиться. В результаті впаде емітерний струм транзистора VT1, що протікає через резистор R8, а разом з ним – і колекторний. Конденсатор С5 буде перезаряджатися повільніше. Тривалість відкритого стану транзистора VT4 зросте, вихідна напруга перетворювача збільшиться.

Напруга живлення основних вузлів перетворювача стабілізовано інтегральним стабілізатором DA1.

Пристрій зібрано на односторонній друкованій платі розмірами 70×55 мм, що на рис. 4.25. Підлаштування резистор R14 – СГ13-38Б або РП1-63М. Решта пасивні елементи – будь-якого типу, які підходять за параметрами і габаритами. Як мікросхеми DDI, крім K561J1A7, можна використовувати K561TJ11, інші мікросхеми серії К561 при напрузі живлення 3 В працюють нестабільно. З тієї ж причини не слід замінювати мікросхему К140УД608 (DA2) іншими ОУ. Транзистори VT2, VT3 можуть бути будь-якими з серії КТ315 або КТ3102, а VT1 – серій КТ361, КТ3107. ККД перетворювача помітно залежить від падінь напруги на діоді VD1 і на відкритому транзисторі VT4. Тому, підбираючи заміни зазначеним транзистору і діоду, слід звертати особливу увагу на ці параметри, вибираючи прилади, у яких вони мінімальні,

Напруга відсічення польового транзистора повинно бути не більше 4 В. Амплітудне значення комутованого їм струму в розглянутому випадку значно більше струму навантаження, тому транзистор слід вибирати з допустимим струмом стоку не менше 6 А. Якщо під навантаженням транзистор VT4 помітно нагрівається, його необхідно забезпечити теплоотводом, місце для якого на платі передбачено. Діод VD1 повинен бути розрахований на прямий струм не менше 10 А. Зазначений на схемі КД2996В можна замінити на КД213А. Котушка L1 індуктивністю 18 … 20 мкГн повинна мати малий магнітний потік розсіювання, тому для неї обраний броньовий магнітопровід Б26 з фериту М1500НМ.

   

Обмотку з п'яти витків жорсткого ізольованого дроту діаметром 1,5 … 2 мм намотують на оправці відповідного діаметру, знявши з оправлення, захищають шаром ізоляційної стрічки і поміщають в магнітопровід, Між його чашками необхідний немагнітний зазор 0,2 мм. Ізоляційну прокладку відповідної товщини укладають між центральними кернами. Це запобігає поломку чашок при стягуванні муздрамтеатру гвинтом.

Щоб зменшити площу плати, котушку L1 кріплять до неї лежить на боці. Висновки обмотки вставляють у відповідні отвори і припаюють до контактних майданчиків. Конденсатори С7 і С9 показані на схемі штриховими лініями. Зазвичай в них немає необхідності, але якщо транзистор VT4 сильно гріється, установка цих конденсаторів може допомогти. Їх місткість підбирають дослідним шляхом. Приступаючи до перевірки зібраного перетворювача, слід мати на увазі, що при вихідній напрузі 27 В і струмі навантаження 0,5 А первинне джерело живлення напругою 6 В повинен бути розрахований на струм не менше 2,5 А. Перед першим включенням перетворювача движок підлаштування резистора R14 повинен знаходитися в середньому положенні, надалі з його допомогою встановлюють необхідне вихідна напруга.