Convertor din circuit de 3,7 volți. Cum să creșteți tensiunea DC și AC. Asamblarea finală a unui convertor de tensiune de impuls
Cum să obțineți o tensiune non-standard care nu se încadrează în intervalul standard?
Tensiunea standard este tensiunea care este foarte frecvent utilizată în gadgeturile dumneavoastră electronice. Această tensiune este de 1,5 volți, 3 volți, 5 volți, 9 volți, 12 volți, 24 volți etc. De exemplu, playerul tău MP3 antediluvian conținea o baterie de 1,5 volți. Telecomanda televizorului folosește deja două baterii de 1,5 Volți conectate în serie, ceea ce înseamnă 3 Volți. În conectorul USB, contactele cele mai exterioare au un potențial de 5 volți. Probabil că toată lumea a avut un Dandy în copilărie? Pentru a alimenta Dandy, a fost necesar să-l alimenteze cu o tensiune de 9 volți. Ei bine, 12 volți sunt folosiți în aproape toate mașinile. 24 Volți este deja folosit în principal în industrie. De asemenea, pentru aceasta, relativ vorbind, seria standard, diverși consumatori ai acestei tensiuni sunt „ascuțiți”: becuri, aparate de discuri etc.
Dar, vai, lumea noastră nu este ideală. Uneori trebuie doar să obțineți o tensiune care nu este din gama standard. De exemplu, 9,6 volți. Ei bine, nici așa, nici asta... Da, sursa de alimentare ne ajută aici. Dar din nou, dacă utilizați o sursă de alimentare gata făcută, atunci va trebui să o transportați împreună cu bibelul electronic. Cum se rezolvă această problemă? Deci, vă voi oferi trei opțiuni:
Opțiunea 1
Faceți un regulator de tensiune în circuitul electronic de mărunțiș conform acestei scheme (mai detaliat):
Opțiunea nr. 2
Construiți o sursă stabilă de tensiune non-standard folosind stabilizatori de tensiune cu trei terminale. Scheme la studio!
Ce vedem ca rezultat? Vedem un stabilizator de tensiune și o diodă zener conectate la borna din mijloc a stabilizatorului. XX sunt ultimele două cifre scrise pe stabilizator. Pot fi numerele 05, 09, 12, 15, 18, 24. S-ar putea să fie deja chiar mai mult de 24. Nu știu, nu voi minți. Aceste ultime două cifre ne spun tensiunea pe care o va produce stabilizatorul conform schemei clasice de conectare:
Aici, stabilizatorul 7805 ne oferă 5 Volți la ieșire conform acestei scheme. 7812 va produce 12 volți, 7815 - 15 volți. Puteți citi mai multe despre stabilizatori.
U Dioda Zener – aceasta este tensiunea de stabilizare pe dioda zener. Dacă luăm o diodă zener cu o tensiune de stabilizare de 3 volți și un regulator de tensiune 7805, atunci ieșirea va fi de 8 volți. 8 volți este deja un interval de tensiune non-standard ;-). Se pare că, alegând stabilizatorul potrivit și dioda zener potrivită, puteți obține cu ușurință o tensiune foarte stabilă dintr-o gamă nestandard de tensiuni ;-).
Să privim toate acestea cu un exemplu. Deoarece pur și simplu măsoară tensiunea la bornele stabilizatorului, nu folosesc condensatori. Dacă aș alimenta sarcina, atunci aș folosi și condensatori. Cobaiul nostru este stabilizatorul 7805. Furnizăm 9 volți de la buldozer la intrarea acestui stabilizator:
Prin urmare, ieșirea va fi de 5 volți, la urma urmei, stabilizatorul este 7805.
Acum luăm o diodă zener pentru stabilizare U = 2,4 volți și o introducem conform acestui circuit, este posibil fără condensatori, la urma urmei, doar măsuram tensiunea.
Hopa, 7,3 volți! 5+2,4 volți. Lucrări! Deoarece diodele mele zener nu sunt de înaltă precizie (precizie), tensiunea diodei zener poate diferi ușor față de plăcuța de identificare (tensiunea declarată de producător). Ei bine, cred că nu este nicio problemă. 0,1 volți nu vor face diferența pentru noi. După cum am spus deja, în acest fel puteți selecta orice valoare ieșită din comun.
Opțiunea #3
Există și o altă metodă similară, dar aici se folosesc diode. Poate știți că scăderea de tensiune pe joncțiunea directă a unei diode de siliciu este de 0,6-0,7 volți, iar cea a unei diode cu germaniu este de 0,3-0,4 volți? Aceasta este proprietatea diodei pe care o vom folosi ;-).
Deci, haideți să introducem diagrama în studio!
Asamblam această structură conform diagramei. Tensiunea DC de intrare nestabilizată a rămas, de asemenea, 9 Volți. Stabilizator 7805.
Deci, care este rezultatul?
Aproape 5,7 volți;-), care era ceea ce trebuia dovedit.
Dacă două diode sunt conectate în serie, atunci tensiunea va scădea pe fiecare dintre ele, prin urmare, se va rezuma:
Fiecare diodă de siliciu scade cu 0,7 volți, ceea ce înseamnă 0,7 + 0,7 = 1,4 volți. La fel si cu germaniul. Puteți conecta trei sau patru diode, apoi trebuie să însumați tensiunile de pe fiecare. În practică, nu sunt utilizate mai mult de trei diode. Diodele pot fi instalate chiar și la putere mică, deoarece în acest caz curentul prin ele va fi încă mic.
Folosind acest convertor de tensiune puteți obține 220 de volți de la o baterie cu o tensiune de 3,7 volți. Circuitul nu este complicat și toate piesele sunt accesibile; aceste convertoare pot fi alimentate de o lampă de economisire a energiei sau LED. Din păcate, nu va fi posibil să conectați dispozitive mai puternice, deoarece convertorul are o putere redusă și nu va rezista la sarcini grele.
Deci, pentru a asambla convertizorul avem nevoie de:
- Transformator de la un încărcător de telefon vechi.
- Tranzistorul 882P sau analogii săi domestici KT815, KT817.
- Dioda IN5398, un analog al lui KD226 sau orice altă diodă proiectată pentru curent invers de până la 10 volți de putere medie sau mare.
- Rezistenta (rezistenta) 1 kOhm.
- Tabla de paine.
Desigur, veți avea nevoie și de un fier de lipit cu lipit și flux, tăietori de sârmă, fire și un multimetru (tester). Puteți, desigur, să faceți o placă de circuit imprimat, dar pentru un circuit format din mai multe părți, nu ar trebui să pierdeți timpul cu dezvoltarea aspectului pistelor, desenarea acestora și gravarea foliei PCB sau getinax. Verificarea transformatorului. Placă veche de încărcare.
Lipiți cu grijă transformatorul.
Apoi, trebuie să verificăm transformatorul și să găsim bornele înfășurărilor sale. Luați un multimetru și comutați-l în modul ohmmetru. Verificăm toate concluziile una câte una, le găsim pe cele care „sună” în perechi și le notăm rezistența.
1. Primii 0,7 Ohm.
2. Al doilea 1,3 Ohm.
3. Al treilea 6,2 Ohm.
Înfășurarea cu cea mai mare rezistență a fost înfășurarea primară, i s-a furnizat 220 V. În dispozitivul nostru va fi secundarul, adică ieșirea. Restul au fost scutiți de tensiunea redusă. Pentru noi, acestea vor servi ca primar (cel cu o rezistență de 0,7 ohmi) și ca parte a generatorului (cu o rezistență de 1,3). Rezultatele măsurătorilor pentru diferite transformatoare pot diferi; trebuie să vă concentrați pe relația lor unul cu celălalt.
Diagrama dispozitivului
După cum puteți vedea, este cel mai simplu. Pentru comoditate, am marcat rezistențele de înfășurare. Un transformator nu poate converti curentul continuu. Prin urmare, un generator este asamblat pe un tranzistor și una dintre înfășurările sale. Furnizează o tensiune pulsatorie de la intrare (baterie) la înfășurarea primară, o tensiune de aproximativ 220 de volți este eliminată din secundar.
Asamblarea convertorului
Luăm o placă.
Instalăm transformatorul pe el. Alegem un rezistor de 1 kilo-ohm. Îl introducem în găurile de pe placă, lângă transformator. Îndoim cablurile rezistenței astfel încât să le conectăm la contactele corespunzătoare ale transformatorului. Îl lipim. Este convenabil să fixați placa într-un fel de clemă, ca în fotografie, astfel încât să nu apară problema unei „mâni a treia” lipsă. Rezistor lipit. Mușcăm lungimea în exces a ieșirii. Placă cu fire de rezistență mușcate. Apoi luăm tranzistorul. Îl instalăm pe placa de cealaltă parte a transformatorului, ca în captură de ecran (am selectat locația pieselor, astfel încât să fie mai convenabil să le conectăm conform schemei de circuit). Îndoim bornele tranzistorului. Le lipim. Tranzistor instalat. Să luăm o diodă. Îl instalăm pe placă paralel cu tranzistorul. Lipiți-l. Schema noastră este gata.
Lipiți firele pentru a conecta tensiune constantă (intrare DC). Și fire pentru captarea de înaltă tensiune pulsatorie (ieșire AC).
Pentru comoditate, luăm fire de 220 de volți cu „crocodili”.
Dispozitivul nostru este gata.
Testarea convertorului
Pentru a furniza tensiune, selectați o baterie de 3-4 volți. Deși puteți folosi orice altă sursă de alimentare.
Lipiți firele de intrare de joasă tensiune la acesta, respectând polaritatea. Măsurăm tensiunea la ieșirea dispozitivului nostru. Se dovedește 215 volți.
Atenţie. Nu este recomandabil să atingeți piesele în timp ce alimentarea este conectată. Acest lucru nu este atât de periculos dacă nu aveți probleme de sănătate, în special cu inima (deși două sute de volți, curentul este slab), dar se poate „ciupi” neplăcut.
Finalizăm testarea conectând o lampă fluorescentă de economisire a energiei de 220 de volți. Datorită „crocodililor”, acest lucru este ușor de făcut fără un fier de lipit. După cum puteți vedea, lampa este aprinsă.
Dispozitivul nostru este gata.
Sfat. Puteți crește puterea convertorului instalând un tranzistor pe radiator.
Adevărat, capacitatea bateriei nu va dura mult. Dacă intenționați să utilizați convertorul în mod constant, atunci alegeți o baterie de capacitate mai mare și faceți-o un caz.
Vă prezint o recenzie a unui convertor de tensiune micro-putere, care este de puțin folos.
Construit destul de bine, dimensiune compactă 34x15x10mm 
Stabilit:
Tensiune de intrare: 0,9-5V
Cu o baterie AA, curent de ieșire de până la 200 mA
Cu două baterii AA, curent de ieșire 500~600mA
Eficiență de până la 96%
Circuit convertor real 
Ceea ce vă atrage imediat atenția este capacitatea foarte mică a condensatorului de intrare - doar 0,15 µF. De obicei îl setează de mai multe ori la 100, se pare că contează naiv pe rezistența internă scăzută a bateriilor :) Ei bine, l-au instalat pe acesta și Dumnezeu să-l binecuvânteze, dacă este necesar, îl puteți schimba - eu îl setez imediat la 10 μF . Mai jos în fotografie este condensatorul original. 
Dimensiunile clapetei de accelerație sunt și ele foarte mici, ceea ce te face să te gândești la veridicitatea caracteristicilor declarate
Un LED roșu este conectat la intrarea convertizorului, care începe să lumineze atunci când tensiunea de intrare este mai mare de 1,8 V
Testul a fost efectuat pentru următoarele stabilizat tensiuni de intrare:
1.25V - tensiunea bateriilor Ni-Cd și Ni-MH
1,5V - tensiunea unei celule galvanice
3.0V - tensiunea a două celule galvanice
3,7 V - Tensiune baterie Li-Ion
În același timp, am încărcat convertorul până când tensiunea a scăzut la o valoare rezonabilă de 4,66 V
Tensiune circuit deschis 5,02 V
- 0,70V - tensiunea minimă la care convertorul începe să funcționeze în gol. În mod natural, LED-ul nu se aprinde - nu există suficientă tensiune.
- 1,25 V curent fără sarcină 0,025 mA, curent maxim de ieșire doar 60 mA la o tensiune de 4,66 V. Curentul de intrare este de 330mA, eficiența este de aproximativ 68%. Desigur, LED-ul nu se aprinde la această tensiune. 
- 1,5V curent fără sarcină 0,018mA, curent maxim de ieșire 90mA la o tensiune de 4,66V. Curentul de intrare este de 360mA, eficiența este de aproximativ 77%. Desigur, LED-ul nu se aprinde la această tensiune. 
- 3.0V curent fără sarcină 1.2mA (consumă în principal LED-ul), curent maxim de ieșire 220mA la o tensiune de 4.66V. Curentul de intrare este de 465mA, eficiența este de aproximativ 74%. LED-ul se aprinde normal la această tensiune. 
- 3.7V curent inactiv 1.9mA (consumă în principal LED-ul), curent maxim de ieșire 480mA la o tensiune de 4.66V. Curentul de intrare este de 840mA, eficiența este de aproximativ 72%. LED-ul se aprinde normal la această tensiune. Convertorul începe să se încălzească ușor. 
Pentru claritate, am rezumat rezultatele într-un tabel. 
În plus, la o tensiune de intrare de 3,7 V, am verificat dependența eficienței de conversie de curentul de sarcină
50mA - eficienta 85%
100mA - eficienta 83%
150mA - randament 82%
200mA - randament 80%
300mA - randament 75%
480mA - eficienta 72%
După cum este ușor de văzut, cu cât sarcina este mai mică, cu atât eficiența este mai mare
Este cu mult sub 96% declarat
Ondularea tensiunii de ieșire la sarcină de 0,2 A 
Ondularea tensiunii de ieșire la sarcină de 0,48 A 
După cum este ușor de văzut, la curentul maxim, amplitudinea ondulației este foarte mare și depășește 0,4V.
Cel mai probabil, acest lucru se datorează unui condensator mic de ieșire cu un ESR ridicat (măsurat 1,74 Ohm)
Frecvența de conversie de operare aproximativ 80 kHz
În plus, am lipit ceramică de 20 µF la ieșirea convertorului și am primit o reducere de 5 ori a ondulației la curent maxim! 
Concluzie: convertorul are o putere foarte scăzută - acest lucru ar trebui să fie luat în considerare atunci când îl alegeți pentru a vă alimenta dispozitivele
Nu toată lumea a auzit că bateriile AA litiu-ion au nu doar standardul de 3,7 volți, ci există modele care dau obișnuit unul și jumătate, precum cele nichel-cadmiu. Da, chimia cutiilor în sine nu permite crearea de celule de 1,5 volți, așa că în interior există un stabilizator descendente. Astfel obțineți o baterie reîncărcabilă clasică, cu o tensiune standard pentru majoritatea dispozitivelor și, cel mai important, jucării. Aceste baterii au avantajul că se încarcă foarte repede și sunt mai puternice ca capacitate. Prin urmare, putem presupune cu siguranță o creștere a popularității unor astfel de baterii. Să examinăm proba de testat și să analizăm umplerea acesteia.
Bateria în sine arată ca niște celule AA obișnuite, cu excepția terminalului pozitiv superior. Există un inel încastrat în jurul lui deasupra, care asigură o conexiune directă la celula Li-ion pt.
După ce am rupt eticheta, am fost întâmpinați cu o carcasă simplă de oțel. Dorind să dezasamblați celula cu un risc minim de scurtcircuit intern, a fost folosit un mic tăietor de țevi pentru a dezasambla cu atenție sudura.
Placa de circuit imprimat, care produce 3,7 - 1,5 volți, se află în interiorul capacului.
Acest convertor folosește un invertor DC-DC de 1,5 MHz pentru a furniza o ieșire de 1,5 V. Judecând după fișa de date, acesta este un convertor complet integrat cu toate componentele semiconductoare de putere. Convertorul este proiectat pentru intrare de 2,5-5,5 volți, adică în domeniul de funcționare al celulei Li-ion. În plus, are un consum de curent propriu de doar 20 de microamperi.
Bateria are un circuit de protecție situat pe o placă de circuit flexibilă care înconjoară celula Li-ion. Utilizează cipul XB3633A, care, ca și invertorul, este un dispozitiv complet integrat; nu există MOSFET-uri externe pentru a deconecta celula de restul circuitului. În general, cu toată această electronică însoțitoare, celula cu litiu s-a transformat într-o baterie obișnuită de 1,5 V cu drepturi depline.
Pentru alimentarea aparatelor electrice, este necesar să se asigure valorile nominale ale parametrilor de alimentare menționați în documentația acestora. Desigur, majoritatea aparatelor electrice moderne funcționează la 220 de volți AC, dar se întâmplă că trebuie să furnizați energie dispozitivelor pentru alte țări în care tensiunea este diferită sau să alimentați ceva din rețeaua de bord a mașinii. În acest articol, vom analiza cum să creștem tensiunea DC și AC și ce este necesar pentru aceasta.
Creșterea tensiunii AC
Există două moduri de a crește tensiunea alternativă - utilizați un transformator sau un autotransformator. Principala diferență dintre ele este că atunci când se utilizează un transformator există izolație galvanică între circuitele primar și secundar, în timp ce atunci când se utilizează un autotransformator nu există izolație galvanică.
Interesant! Izolarea galvanică este absența contactului electric între circuitul primar (de intrare) și circuitul secundar (de ieșire).
Să ne uităm la întrebările frecvente. Dacă vă aflați în afara granițelor vastei noastre patrii și rețelele electrice de acolo diferă de 220 V, de exemplu, 110 V, atunci pentru a crește tensiunea de la 110 la 220 de volți trebuie să utilizați un transformator, de exemplu, cum ar fi este prezentat în figura de mai jos:
Trebuie spus că astfel de transformatoare pot fi folosite „în orice direcție”. Adică, dacă documentația tehnică a transformatorului dumneavoastră spune „tensiunea înfășurării primare este de 220 V, secundarul este de 110 V”, aceasta nu înseamnă că nu poate fi conectat la 110 V. Transformatoarele sunt reversibile, iar dacă la înfășurarea secundară se aplică același 110V, pe înfășurarea primară va apărea 220V sau o altă valoare crescută, proporțional cu raportul de transformare.
Următoarea problemă cu care se confruntă mulți oameni este că acest lucru este obișnuit în special în casele private și garaje. Problema este legată de starea proastă și supraîncărcarea liniilor electrice. Pentru a rezolva această problemă, puteți utiliza LATR (autotransformator de laborator). Cele mai multe modele moderne pot să reducă și să crească fără probleme parametrii rețelei.
Diagrama sa este afișată pe panoul frontal și nu ne vom opri asupra explicațiilor principiului de funcționare. LATR-urile sunt vândute în diferite capacități, cea din figură este de aproximativ 250-500 VA (volt-amperi). În practică, există modele de până la câțiva kilowați. Această metodă este potrivită pentru alimentarea cu 220 volți nominali unui anumit aparat electric.
Dacă trebuie să creșteți ieftin tensiunea în întreaga casă, alegerea dvs. este un stabilizator de releu. De asemenea, sunt vândute în diferite capacități, iar gama este potrivită pentru majoritatea aplicațiilor tipice (3-15 kW). Dispozitivul se bazează și pe un autotransformator. Am vorbit despre asta în articolul la care ne-am referit.
circuite DC
Toată lumea știe că transformatoarele nu funcționează pe curent continuu, atunci cum poate fi crescută tensiunea în astfel de cazuri? În cele mai multe cazuri, constanta este mărită folosind un tranzistor cu efect de câmp sau bipolar și un controler PWM. Cu alte cuvinte, se numește un convertor de tensiune fără transformator. Dacă aceste trei elemente principale sunt conectate așa cum se arată în figura de mai jos și un semnal PWM este aplicat la baza tranzistorului, atunci tensiunea de ieșire a acestuia va crește Ku ori.
Ku=1/(1-D)
Vom lua în considerare și situații tipice.
Să presupunem că doriți să iluminați de fundal tastatura folosind o mică bucată de bandă LED. Puterea unui încărcător pentru smartphone (5-15 W) este suficientă pentru aceasta, dar problema este că tensiunea de ieșire a acestuia este de 5 volți, iar tipurile obișnuite de benzi LED funcționează la 12 V.
Atunci cum să măresc tensiunea la încărcător? Cel mai simplu mod de amplificare este cu un dispozitiv precum un „convertor DC-DC cu impulsuri” sau „convertor DC-DC cu impulsuri”.
Astfel de dispozitive vă permit să creșteți tensiunea de la 5 la 12 volți și sunt vândute atât cu o valoare fixă, cât și reglabilă, ceea ce vă va permite în majoritatea cazurilor să creșteți de la 12 la 24 și chiar până la 36 de volți. Dar rețineți că curentul de ieșire este limitat de cel mai slab element al circuitului, în situația în discuție - curentul de pe încărcător.
La utilizarea plăcii specificate, curentul de ieșire va fi mai mic decât curentul de intrare de câte ori a crescut tensiunea de ieșire, fără a ține cont de eficiența convertorului (este în jur de 80-95%).
Astfel de dispozitive sunt construite pe baza microcircuitelor MT3608, LM2577, XL6009. Cu ajutorul lor, puteți realiza un dispozitiv pentru verificarea releului regulatorului nu pe generatorul mașinii, ci pe desktop, ajustând valorile de la 12 la 14 volți. Mai jos vedeți un test video al unui astfel de dispozitiv.
Interesant! Pasionații de bricolaj pun adesea întrebarea „cum să crești tensiunea de la 3,7 V la 5 V pentru a crea o bancă de alimentare pe baterii cu litiu cu propriile mâini?” Răspunsul este simplu - utilizați placa convertor FP6291.
Pe astfel de plăci, scopul plăcuțelor de contact pentru conectare este indicat prin serigrafie, deci nu aveți nevoie de o diagramă.
O altă situație care apare adesea este necesitatea de a conecta un dispozitiv de 220V la o baterie de mașină și se întâmplă ca în afara orașului să ai neapărat nevoie să obții 220V. Dacă nu aveți un generator pe benzină, utilizați o baterie de mașină și un invertor pentru a crește tensiunea de la 12 la 220 de volți. Un model de 1 kW poate fi achiziționat pentru 35 USD - acesta este o modalitate ieftină și dovedită de a conecta un burghiu de 220 V, o râșniță, un cazan sau un frigider la o baterie de 12 V.
Dacă sunteți șofer de camion, invertorul de mai sus nu vă va fi potrivit, din cauza faptului că rețeaua dvs. de bord este cel mai probabil de 24 de volți. Dacă trebuie să creșteți tensiunea de la 24V la 220V, acordați atenție acestui lucru atunci când cumpărați un invertor.
Deși este de remarcat faptul că există convertoare universale care pot funcționa atât la 12, cât și la 24 de volți.
În cazurile în care trebuie să obțineți o tensiune înaltă, de exemplu, să o creșteți de la 220 la 1000V, puteți utiliza un multiplicator special. Diagrama sa tipică este prezentată mai jos. Este format din diode și condensatoare. Veți obține o ieșire de curent continuu, rețineți acest lucru. Acesta este dublatorul Latour-Delon-Grenacher:
Și așa arată circuitul unui multiplicator asimetric (Cockroft-Walton).
Cu ajutorul acestuia, puteți crește tensiunea de numărul necesar de ori. Acest dispozitiv este construit în cascade, al căror număr determină câți volți obțineți la ieșire. Următorul videoclip descrie cum funcționează multiplicatorul.
Pe lângă aceste circuite, există multe altele; mai jos sunt circuite cvadruplicatoare, multiplicatoare de 6 și 8 ori, care sunt utilizate pentru a crește tensiunea:
În concluzie, aș dori să vă reamintesc despre măsurile de siguranță. Când conectați transformatoare, autotransformatoare, precum și când lucrați cu invertoare și multiplicatoare, aveți grijă. Nu atingeți părțile sub tensiune cu mâinile goale. Conexiunile trebuie efectuate fără alimentarea cu energie electrică a dispozitivului și nu trebuie utilizate în zone umede unde pot apărea apă sau stropi. De asemenea, nu depășiți curentul transformatorului, convertorului sau sursei de alimentare declarat de producător dacă nu doriți să se ardă. Sperăm că sfaturile oferite vă vor ajuta să creșteți tensiunea la valoarea dorită! Dacă aveți întrebări, adresați-le în comentariile de sub articol!
Probabil că nu știi:
Ca( 0 ) Nu imi place( 0 )
