Pretvarač iz kruga od 3,7 volti. Kako povećati istosmjerni i izmjenični napon. Završna montaža pretvarača impulsnog napona
Kako dobiti nestandardni napon koji se ne uklapa u standardni raspon?
Standardni napon je napon koji se vrlo često koristi u vašim elektroničkim uređajima. Ovaj napon je 1,5 Volta, 3 Volta, 5 Volta, 9 Volta, 12 Volta, 24 Volta itd. Na primjer, vaš pretpotopni MP3 player sadržavao je jednu bateriju od 1,5 V. Daljinski upravljač za televizor već koristi dvije baterije od 1,5 V spojene u seriju, što znači 3 V. U USB konektoru krajnji vanjski kontakti imaju potencijal od 5 volti. Vjerojatno su svi u djetinjstvu imali Dandyja? Za napajanje Dandyja bilo je potrebno napajati ga naponom od 9 volti. Pa, 12 volti se koristi u gotovo svim automobilima. 24 volta se već koristi uglavnom u industriji. Također, za ovu, relativno gledano, standardnu seriju “naoštreni” su razni potrošači ovog napona: žarulje, gramofoni itd.
Ali, nažalost, naš svijet nije idealan. Ponekad jednostavno trebate dobiti napon koji nije iz standardnog raspona. Na primjer, 9,6 volti. Pa ni ovako ni onako... Da, tu nam napajanje pomaže. Ali opet, ako koristite gotov izvor napajanja, morat ćete ga nositi zajedno s elektroničkom sitnišom. Kako riješiti ovaj problem? Dakle, dat ću vam tri mogućnosti:
Opcija 1
Napravite regulator napona u krugu elektroničke drangulije prema ovoj shemi (detaljnije):
Opcija br. 2
Izgradite stabilan izvor nestandardnog napona pomoću stabilizatora napona s tri priključka. Sheme u studio!
Što vidimo kao rezultat? Vidimo stabilizator napona i zener diodu spojenu na srednji terminal stabilizatora. XX su posljednje dvije znamenke ispisane na stabilizatoru. Možda postoje brojevi 05, 09, 12, 15, 18, 24. Možda ih već ima i više od 24. Ne znam, neću lagati. Ove zadnje dvije znamenke govore nam o naponu koji će stabilizator proizvesti prema klasičnoj shemi spajanja:
Ovdje nam stabilizator 7805 daje 5 volti na izlazu prema ovoj shemi. 7812 će proizvesti 12 volti, 7815 - 15 volti. Možete pročitati više o stabilizatorima.
U Zener dioda – ovo je stabilizacijski napon na zener diodi. Ako uzmemo zener diodu sa stabilizacijskim naponom od 3 volta i regulatorom napona 7805, tada će izlaz biti 8 volti. 8 volti je već nestandardni raspon napona ;-). Ispada da odabirom pravog stabilizatora i prave zener diode lako možete dobiti vrlo stabilan napon iz nestandardnog raspona napona ;-).
Pogledajmo sve ovo na primjeru. Budući da jednostavno mjerim napon na stezaljkama stabilizatora, ne koristim kondenzatore. Da sam napajao opterećenje, onda bih također koristio kondenzatore. Naš pokusni kunić je stabilizator 7805. Napajamo 9 volti iz buldožera na ulaz ovog stabilizatora:
Stoga će izlaz biti 5 volti, nakon svega, stabilizator je 7805.
Sada uzmemo zener diodu za U stabilizaciju = 2,4 V i umetnemo je prema ovom krugu, moguće je i bez kondenzatora, uostalom, samo mjerimo napon.
Ups, 7,3 volta! 5+2,4 volta. Djela! Budući da moje zener diode nisu visoke preciznosti (preciznosti), napon zener diode može se malo razlikovati od natpisne pločice (napon deklariran od strane proizvođača). Pa, mislim da nije problem. 0,1 Volt nam neće napraviti razliku. Kao što sam već rekao, na ovaj način možete odabrati bilo koju neuobičajenu vrijednost.
Opcija #3
Postoji još jedna slična metoda, ali ovdje se koriste diode. Možda znate da je pad napona na prednjem spoju silicijske diode 0,6-0,7 volta, a germanijske diode 0,3-0,4 volta? To je svojstvo diode koje ćemo koristiti ;-).
Dakle, odnesimo dijagram u studio!
Sastavljamo ovu strukturu prema dijagramu. Nestabilizirani ulazni istosmjerni napon također je ostao 9 volti. Stabilizator 7805.
Pa kakav je ishod?
Gotovo 5,7 volti;-), što je trebalo dokazati.
Ako su dvije diode spojene u seriju, tada će napon pasti na svakoj od njih, stoga će se zbrojiti:
Svaka silicijska dioda padne 0,7 volta, što znači 0,7 + 0,7 = 1,4 volta. Isto je i s germanijem. Možete spojiti tri ili četiri diode, a zatim morate zbrojiti napone na svakoj. U praksi se ne koristi više od tri diode. Diode se mogu instalirati čak i pri maloj snazi, jer će u ovom slučaju struja kroz njih i dalje biti mala.
Pomoću ovog pretvarača napona možete dobiti 220 volti iz baterije s naponom od 3,7 volti. Strujni krug nije kompliciran i svi dijelovi su dostupni, te se pretvarači mogu napajati pomoću štedne ili LED svjetiljke. Nažalost, neće biti moguće spojiti snažnije uređaje, jer je pretvarač male snage i neće izdržati velika opterećenja.
Dakle, za sastavljanje pretvarača potrebno nam je:
- Transformator sa starog punjača za telefon.
- Tranzistor 882P ili njegovi domaći analozi KT815, KT817.
- Dioda IN5398, analogna KD226, ili bilo koja druga dioda dizajnirana za obrnutu struju do 10 volti srednje ili velike snage.
- Otpor (otpor) 1 kOhm.
- Daska za kruh.
Naravno, trebat će vam i lemilo s lemom i fluksom, rezači žice, žice i multimetar (tester). Možete, naravno, napraviti tiskanu ploču, ali za sklop koji se sastoji od nekoliko dijelova, ne biste trebali gubiti vrijeme na razvoj rasporeda staza, njihovo crtanje i graviranje folije PCB ili getinax. Provjera transformatora. Stara ploča punjača.
Pažljivo zalemite transformator.
Zatim moramo provjeriti transformator i pronaći terminale njegovih namota. Uzmite multimetar i prebacite ga u način rada ohmmetra. Sve zaključke provjeravamo jedan po jedan, pronalazimo one koji “zvone” u paru i zapisujemo njihov otpor.
1. Prvih 0,7 Ohma.
2. Drugi 1,3 Ohma.
3. Treći 6,2 Ohma.
Namot s najvećim otporom bio je primarni namot, na njega je dovedeno 220 V. U našem uređaju to će biti sekundar, odnosno izlaz. Ostali su oslobođeni sniženog napona. Nama će služiti kao primarna (ona s otporom 0,7 ohma) i dio generatora (s otporom 1,3). Rezultati mjerenja za različite transformatore mogu se razlikovati; morate se usredotočiti na njihov međusobni odnos.
Dijagram uređaja
Kao što vidite, to je najjednostavnije. Radi praktičnosti, označili smo otpore namota. Transformator ne može pretvoriti istosmjernu struju. Stoga je generator sastavljen na tranzistoru i jednom od njegovih namota. Napaja pulsirajući napon od ulaza (baterije) do primarnog namota, napon od oko 220 volti uklanja se iz sekundara.
Sastavljanje pretvarača
Uzimamo matičnu ploču.
Na njega postavljamo transformator. Odaberemo otpornik od 1 kiloohma. Umetnemo ga u rupe na ploči, pored transformatora. Izvode otpornika savijemo tako da ih spojimo na odgovarajuće kontakte transformatora. Lemimo ga. Prikladno je pričvrstiti ploču u neku vrstu stezaljke, kao na fotografiji, kako se ne bi pojavio problem nedostajuće "treće ruke". Zalemljeni otpornik. Odgrizemo višak duljine izlaza. Ploča s pregrizenim vodovima otpornika. Zatim uzimamo tranzistor. Instaliramo ga na ploču s druge strane transformatora, kao na snimci zaslona (odabrao sam mjesto dijelova tako da ih je prikladnije spojiti prema dijagramu strujnog kruga). Savijamo terminale tranzistora. Lemimo ih. Instalirani tranzistor. Uzmimo diodu. Instaliramo ga na ploču paralelno s tranzistorom. Zalemi ga. Naša shema je spremna.
Zalemite žice za spajanje konstantnog napona (DC ulaz). I žice za primanje pulsirajućeg visokog napona (AC izlaz).
Radi praktičnosti, uzimamo žice od 220 volti s "krokodilima".
Naš uređaj je spreman.
Ispitivanje pretvarača
Za napajanje odaberite bateriju od 3-4 volta. Iako možete koristiti bilo koji drugi izvor napajanja.
Zalemite niskonaponske ulazne žice na njega, pazeći na polaritet. Mjerimo napon na izlazu našeg uređaja. Ispada 215 volti.
Pažnja. Nije preporučljivo dodirivati dijelove dok je napajanje priključeno. To i nije toliko opasno ako nemate zdravstvenih problema, pogotovo sa srcem (iako dvjesto volti, struja je slaba), ali može neugodno “štipati”.
Ispitivanje završavamo spajanjem štedne fluorescentne svjetiljke od 220 volti. Zahvaljujući "krokodilima" to je lako učiniti bez lemila. Kao što vidite, lampica je upaljena.
Naš uređaj je spreman.
Savjet. Snagu pretvarača možete povećati ugradnjom tranzistora na radijator.
Istina, kapacitet baterije neće trajati dugo. Ako ćete pretvarač koristiti stalno, odaberite bateriju većeg kapaciteta i napravite kućište za nju.
Predstavljam recenziju pretvarača napona mikro snage, koji je od male koristi.
Izgrađen prilično dobro, kompaktne veličine 34x15x10 mm 
Navedeno:
Ulazni napon: 0,9-5V
S jednom AA baterijom, izlazna struja do 200mA
S dvije AA baterije, izlazna struja 500~600mA
Učinkovitost do 96%
Krug stvarnog pretvarača 
Ono što odmah upada u oči je vrlo mali kapacitet ulaznog kondenzatora - samo 0,15 µF. Obično ga postavljaju više od jednom u 100, očito naivno računaju na mali unutarnji otpor baterija :) E, ovu su ugradili i Bog blagoslovio, ako treba, možete je promijeniti - odmah sam postavio na 10 μF . Ispod na fotografiji je originalni kondenzator. 
Dimenzije leptira za gas su također vrlo male, što vas tjera na razmišljanje o istinitosti deklariranih karakteristika
Na ulaz pretvarača spojena je crvena LED dioda koja počinje svijetliti kada je ulazni napon veći od 1,8V
Test je proveden za sljedeće stabiliziran ulazni naponi:
1.25V - napon Ni-Cd i Ni-MH baterija
1,5V - napon jednog galvanskog članka
3,0V - napon dva galvanska članka
3.7V - napon Li-Ion baterije
Istodobno sam opterećivao pretvarač dok napon nije pao na razumnih 4,66V
Napon otvorenog kruga 5,02 V
- 0,70V - minimalni napon pri kojem pretvarač počinje raditi u praznom hodu. LED prirodno ne svijetli - nema dovoljno napona.
- 1.25V struja praznog hoda 0.025mA, maksimalna izlazna struja samo 60mA pri naponu od 4.66V. Ulazna struja je 330mA, učinkovitost je oko 68%. LED dioda prirodno ne svijetli pri ovom naponu. 
- 1.5V struja praznog hoda 0.018mA, maksimalna izlazna struja 90mA pri naponu od 4.66V. Ulazna struja je 360mA, učinkovitost je oko 77%. LED dioda prirodno ne svijetli pri ovom naponu. 
- 3.0V struja praznog hoda 1.2mA (troši uglavnom LED), maksimalna izlazna struja 220mA pri naponu od 4.66V. Ulazna struja je 465mA, učinkovitost je oko 74%. LED lampica normalno svijetli na ovom naponu. 
- 3.7V struja mirovanja 1.9mA (troši uglavnom LED), maksimalna izlazna struja 480mA pri naponu od 4.66V. Ulazna struja je 840mA, učinkovitost je oko 72%. LED lampica normalno svijetli na ovom naponu. Pretvarač se lagano počinje zagrijavati. 
Radi jasnoće rezultate sam sažeo u tablicu. 
Dodatno, pri ulaznom naponu od 3,7 V, provjerio sam ovisnost učinkovitosti pretvorbe o struji opterećenja
50mA - učinkovitost 85%
100mA - učinkovitost 83%
150mA - učinkovitost 82%
200mA - učinkovitost 80%
300mA - učinkovitost 75%
480mA - učinkovitost 72%
Kao što je lako vidjeti, što je manje opterećenje, veća je učinkovitost
Daleko ispod navedenih 96%
Valovitost izlaznog napona pri opterećenju od 0,2 A 
Valovitost izlaznog napona pri opterećenju od 0,48 A 
Kao što je lako vidjeti, pri maksimalnoj struji amplituda valovitosti je vrlo velika i prelazi 0,4 V.
Najvjerojatnije je to zbog malog izlaznog kondenzatora s visokim ESR (izmjereno 1,74 Ohma)
Radna frekvencija pretvorbe oko 80 kHz
Dodatno sam zalemio keramiku od 20 µF na izlaz pretvarača i dobio 5-struko smanjenje valovitosti pri maksimalnoj struji! 
Zaključak: pretvarač je vrlo male snage - to svakako treba uzeti u obzir pri odabiru za napajanje vaših uređaja
Nisu svi čuli da litij-ionske AA baterije imaju ne samo standardnih 3,7 volti, već postoje modeli koji daju uobičajeni jedan i pol, poput nikal-kadmijevih. Da, sama kemija limenki ne dopušta stvaranje ćelija od 1,5 volti, tako da je unutra stabilizator za smanjenje. Na taj način dobivate klasičnu punjivu bateriju, standardnog napona za većinu uređaja i što je najvažnije igračke. Ove baterije imaju prednost što se vrlo brzo pune i snažnijeg su kapaciteta. Stoga možemo sa sigurnošću pretpostaviti porast popularnosti takvih baterija. Ispitajmo probni uzorak i analizirajmo njegovo punjenje.
Sama baterija izgleda kao obične AA ćelije, osim gornjeg pozitivnog pola. Na vrhu se nalazi udubljeni prsten koji omogućuje izravnu vezu s Li-ion ćelijom za.
Nakon otkidanja naljepnice dočekalo nas je jednostavno čelično kućište. U želji da se ćelija rastavi uz minimalan rizik od unutarnjeg kratkog spoja, korišten je mali rezač cijevi za pažljivo rastavljanje zavara.
Tiskana ploča koja proizvodi 3,7 - 1,5 volti nalazi se unutar poklopca.
Ovaj pretvarač koristi 1,5 MHz DC-DC pretvarač za pružanje 1,5 V izlaza. Sudeći prema podatkovnoj tablici, radi se o potpuno integriranom pretvaraču sa svim energetskim poluvodičkim komponentama. Pretvarač je dizajniran za ulaz od 2,5-5,5 volta, odnosno unutar radnog raspona Li-ion ćelije. Osim toga, ima vlastitu potrošnju struje od samo 20 mikroampera.
Baterija ima zaštitni krug smješten na fleksibilnoj ploči koja okružuje Li-ion ćeliju. Koristi čip XB3633A, koji je, kao i pretvarač, potpuno integrirani uređaj; nema vanjskih MOSFET-ova koji bi odvojili ćeliju od ostatka kruga. Općenito, uz svu ovu popratnu elektroniku, litijeva ćelija pretvorila se u običnu punopravnu bateriju od 1,5 V.
Za napajanje električnih uređaja potrebno je osigurati nazivne vrijednosti parametara napajanja navedenih u njihovoj dokumentaciji. Naravno, većina modernih električnih uređaja radi na izmjeničnoj struji od 220 volti, ali događa se da morate napajati uređaje za druge zemlje u kojima je napon drugačiji ili napajati nešto iz mreže u vozilu. U ovom članku ćemo pogledati kako povećati istosmjerni i izmjenični napon i što je za to potrebno.
Pojačanje izmjeničnog napona
Postoje dva načina povećanja izmjeničnog napona - pomoću transformatora ili autotransformatora. Glavna razlika između njih je u tome što kod korištenja transformatora postoji galvanska izolacija između primarnog i sekundarnog kruga, dok kod korištenja autotransformatora nema galvanske izolacije.
Zanimljiv! Galvanska izolacija je odsutnost električnog kontakta između primarnog (ulaznog) kruga i sekundarnog (izlaznog) kruga.
Pogledajmo često postavljana pitanja. Ako se nađete izvan granica naše goleme domovine i tamo se električna mreža razlikuje od naših 220 V, npr. 110 V, tada za podizanje napona sa 110 na 220 V trebate koristiti transformator, npr. prikazano je na slici ispod:
Treba reći da se takvi transformatori mogu koristiti "u bilo kojem smjeru". To jest, ako u tehničkoj dokumentaciji vašeg transformatora piše "napon primarnog namota je 220V, sekundar je 110V", to ne znači da se ne može spojiti na 110V. Transformatori su reverzibilni, a ako se na sekundarni namot stavi isti napon od 110 V, na primarnom namotu će se pojaviti 220 V ili neka druga povećana vrijednost, proporcionalno omjeru transformacije.
Sljedeći problem s kojim se mnogi susreću jest da je to osobito uobičajeno u privatnim kućama i garažama. Problem se odnosi na loše stanje i preopterećenost vodova. Da biste riješili ovaj problem, možete koristiti LATR (laboratorijski autotransformator). Većina modernih modela može i smanjiti i glatko povećati parametre mreže.
Njegov dijagram prikazan je na prednjoj ploči, a nećemo se zadržavati na objašnjenjima principa rada. LATR-i se prodaju u različitim kapacitetima, ovaj na slici je približno 250-500 VA (volt-ampera). U praksi postoje modeli do nekoliko kilovata. Ova metoda je prikladna za opskrbu nominalnog 220 volti određenog električnog uređaja.
Ako trebate jeftino povećati napon u cijeloj kući, vaš izbor je stabilizator releja. Također se prodaju u različitim kapacitetima, a raspon je prikladan za većinu tipičnih primjena (3-15 kW). Uređaj se također temelji na autotransformatoru. O tome smo govorili u članku na koji smo se pozvali.
DC krugovi
Svi znaju da transformatori ne rade na istosmjernoj struji, kako se onda može povećati napon u takvim slučajevima? U većini slučajeva, konstanta se povećava pomoću polja s efektom ili bipolarnog tranzistora i PWM kontrolera. Drugim riječima, naziva se pretvarač napona bez transformatora. Ako su ova tri glavna elementa spojena kao što je prikazano na donjoj slici i PWM signal se primijeni na bazu tranzistora, tada će njegov izlazni napon porasti Ku puta.
Ku=1/(1-D)
Također ćemo razmotriti tipične situacije.
Recimo da želite osvijetliti svoju tipkovnicu malim komadom LED trake. Snaga punjača za pametni telefon (5-15 W) sasvim je dovoljna za to, no problem je što mu je izlazni napon 5 Volti, a uobičajeni tipovi LED traka rade na 12 V.
Kako onda povećati napon na punjaču? Najlakši način za pojačavanje je s uređajem kao što je "DC-DC pretvarač za pojačavanje" ili "DC-DC pretvarač za pojačavanje impulsa".
Takvi uređaji omogućuju povećanje napona s 5 na 12 volti, a prodaju se i s fiksnom vrijednošću i podesivom, što će vam u većini slučajeva omogućiti povećanje s 12 na 24, pa čak i do 36 volti. Ali imajte na umu da je izlazna struja ograničena najslabijim elementom kruga, u situaciji o kojoj se raspravlja - strujom na punjaču.
Pri korištenju navedene ploče izlazna struja će biti manja od ulazne struje onoliko puta koliko se povećao izlazni napon, ne uzimajući u obzir učinkovitost pretvarača (oko 80-95%).
Takvi uređaji izgrađeni su na temelju mikro krugova MT3608, LM2577, XL6009. Uz njihovu pomoć možete napraviti uređaj za provjeru releja regulatora ne na generatoru automobila, već na radnoj površini, podešavajući vrijednosti od 12 do 14 volti. U nastavku vidite video test takvog uređaja.
Zanimljiv! DIY entuzijasti često postavljaju pitanje "kako povećati napon s 3,7 V na 5 V kako biste vlastitim rukama napravili Power bank na litijskim baterijama?" Odgovor je jednostavan - koristite ploču pretvarača FP6291.
Na takvim pločama svrha kontaktnih pločica za spajanje označena je sitotiskom, tako da vam dijagram nije potreban.
Druga situacija koja se često pojavljuje je potreba za spajanjem uređaja od 220 V na akumulator automobila, a događa se da izvan grada stvarno trebate dobiti 220 V. Ako nemate benzinski generator, upotrijebite automobilski akumulator i inverter kako biste povećali napon s 12 na 220 volti. Model od 1 kW može se kupiti za 35 dolara - ovo je jeftin i provjeren način za spajanje bušilice od 220 V, brusilice, bojlera ili hladnjaka na bateriju od 12 V.
Ako ste vozač kamiona, gore navedeni pretvarač neće biti prikladan za vas, zbog činjenice da je vaša mreža u vozilu najvjerojatnije 24 volta. Ako trebate povećati napon s 24V na 220V, obratite pozornost na to pri kupnji pretvarača.
Iako je vrijedno napomenuti da postoje univerzalni pretvarači koji mogu raditi i na 12 i na 24 volta.
U slučajevima kada trebate dobiti visoki napon, na primjer, povećati ga s 220 na 1000 V, možete koristiti poseban multiplikator. Njegov tipični dijagram prikazan je u nastavku. Sastoji se od dioda i kondenzatora. Dobit ćete izlaz istosmjerne struje, imajte to na umu. Ovo je dupler Latour-Delon-Grenacher:
A ovako izgleda krug asimetričnog množitelja (Cockroft-Walton).
Uz njegovu pomoć možete povećati napon potreban broj puta. Ovaj uređaj je izgrađen u kaskadama, čiji broj određuje koliko volti ćete dobiti na izlazu. Sljedeći video opisuje kako množitelj radi.
Osim ovih krugova, postoje mnogi drugi; ispod su četverostruki krugovi, 6- i 8-struki množitelji, koji se koriste za povećanje napona:
Zaključno, želio bih vas podsjetiti na sigurnosne mjere. Budite oprezni pri spajanju transformatora, autotransformatora, kao iu radu s pretvaračima i množiteljima. Ne dodirujte dijelove pod naponom golim rukama. Povezivanje treba izvesti bez napajanja uređaja i ne smije se koristiti u vlažnim područjima gdje može doći do vode ili prskanja. Također, nemojte prekoračiti struju transformatora, pretvarača ili napajanja koju je deklarirao proizvođač ako ne želite da pregori. Nadamo se da će vam navedeni savjeti pomoći da povećate napon na željenu vrijednost! Ako imate pitanja, postavite ih u komentarima ispod članka!
Vjerojatno ne znate:
Kao( 0 ) Ne sviđa mi se( 0 )
