Convertisseur de tension abaisseur 12v. Vue d'ensemble des convertisseurs de tension réglables (stabilisateurs, convertisseurs DC-DC)

Les convertisseurs DC/DC sont largement utilisés pour alimenter divers équipements électroniques. Ils sont utilisés dans les appareils de technologie informatique, les appareils de communication, divers circuits de contrôle et d'automatisation, etc.

Alimentations à transformateur

Dans les alimentations à transformateur traditionnelles, la tension du secteur est convertie à l'aide d'un transformateur, le plus souvent abaissé, à la valeur souhaitée. Tension réduite et lissée par un filtre à condensateur. Si nécessaire, un stabilisateur semi-conducteur est placé après le redresseur.

Les alimentations à transformateur sont généralement équipées de stabilisateurs linéaires. De tels stabilisateurs présentent au moins deux avantages : il s'agit d'un faible coût et d'un petit nombre de pièces dans le harnais. Mais ces avantages sont gâchés par un faible rendement, puisqu'une partie importante de la tension d'entrée est utilisée pour chauffer le transistor de commande, ce qui est totalement inacceptable pour alimenter des appareils électroniques portables.

Convertisseurs CC/CC

Si l'équipement est alimenté par des cellules galvaniques ou des batteries, la conversion de tension au niveau souhaité n'est possible qu'à l'aide de convertisseurs CC / CC.

L'idée est assez simple : la tension continue est convertie en alternative, généralement avec une fréquence de plusieurs dizaines voire centaines de kilohertz, monte (descend), puis est redressée et injectée dans la charge. De tels convertisseurs sont souvent appelés convertisseurs d'impulsions.

Un exemple est un convertisseur élévateur de 1,5 V à 5 V, juste la tension de sortie d'un ordinateur USB. Un convertisseur similaire de faible puissance est vendu sur Aliexpress.

Riz. 1. Convertisseur 1.5V / 5V

Les convertisseurs d'impulsions sont bons car ils ont un rendement élevé, entre 60 et 90 %. Un autre avantage des convertisseurs d'impulsions est une large gamme de tensions d'entrée : la tension d'entrée peut être inférieure à la tension de sortie ou bien supérieure. En général, les convertisseurs DC/DC peuvent être divisés en plusieurs groupes.

Classement des convertisseurs

Abaissement, dans la terminologie anglaise step-down ou buck

La tension de sortie de ces convertisseurs est généralement inférieure à la tension d'entrée: sans pertes particulières pour chauffer le transistor de commande, vous pouvez obtenir une tension de quelques volts seulement à une tension d'entrée de 12 ... 50V. Le courant de sortie de ces convertisseurs dépend des besoins de la charge, qui à son tour détermine la conception du circuit du convertisseur.

Un autre nom anglais pour le convertisseur buck chopper. L'une des traductions de ce mot est un disjoncteur. Dans la littérature technique, un convertisseur abaisseur est parfois appelé "hacheur". Pour l'instant, souvenez-vous simplement de ce terme.

Augmenter, dans la terminologie anglaise step-up ou boost

La tension de sortie de ces convertisseurs est supérieure à la tension d'entrée. Par exemple, avec une tension d'entrée de 5V, une tension allant jusqu'à 30V peut être obtenue à la sortie, et sa régulation et sa stabilisation en douceur sont possibles. Très souvent, les convertisseurs boost sont appelés boosters.

Convertisseurs universels - SEPIC

La tension de sortie de ces convertisseurs est maintenue à un niveau donné lorsque la tension d'entrée est supérieure ou inférieure à la tension d'entrée. Il est recommandé dans les cas où la tension d'entrée peut varier de manière significative. Par exemple, dans une voiture, la tension de la batterie peut varier entre 9 et 14 V, et une tension stable de 12 V est requise.

Convertisseurs inverseurs - convertisseur inverseur

La fonction principale de ces convertisseurs est d'obtenir une tension de polarité inversée en sortie par rapport à la source d'alimentation. Très pratique dans les cas où une alimentation bipolaire est requise, par exemple.

Tous les convertisseurs mentionnés peuvent être stabilisés ou non, la tension de sortie peut être connectée galvaniquement à la tension d'entrée ou avoir une isolation de tension galvanique. Tout dépend de l'appareil spécifique dans lequel le convertisseur sera utilisé.

Pour passer à une autre histoire sur les convertisseurs DC / DC, vous devez au moins comprendre la théorie en termes généraux.

Convertisseur abaisseur hacheur - convertisseur de type abaisseur

Son schéma fonctionnel est représenté sur la figure ci-dessous. Les flèches sur les fils indiquent le sens des courants.

Fig.2. Schéma fonctionnel du stabilisateur hacheur

La tension d'entrée Uin est appliquée au filtre d'entrée - condensateur Cin. Le transistor VT est utilisé comme élément clé, il effectue une commutation de courant haute fréquence. Cela peut être soit . En plus de ces détails, le circuit contient une diode de décharge VD et un filtre de sortie - LCout, à partir duquel la tension est fournie à la charge Rn.

Il est facile de voir que la charge est connectée en série avec les éléments VT et L. Par conséquent, le circuit est séquentiel. Comment se produit la chute de tension ?

Modulation de largeur d'impulsion - PWM

Le circuit de commande génère des impulsions rectangulaires avec une fréquence constante ou une période constante, ce qui est essentiellement la même chose. Ces impulsions sont illustrées à la figure 3.

Fig.3. Impulsions de contrôle

Ici t est le temps d'impulsion, le transistor est ouvert, tp est le temps de pause, le transistor est fermé. Le rapport ti/T est appelé rapport cyclique, désigné par la lettre D et s'exprime en %% ou simplement en chiffres. Par exemple, avec D égal à 50%, il s'avère que D = 0,5.

Ainsi, D peut varier de 0 à 1. Avec une valeur de D = 1, le transistor clé est dans un état de pleine conduction, et avec D = 0 dans un état de coupure, tout simplement, il est fermé. Il est facile de deviner qu'à D=50% la tension de sortie sera égale à la moitié de la tension d'entrée.

Il est bien évident que la régulation de la tension de sortie se fait en modifiant la largeur de l'impulsion de commande t et, en fait, en modifiant le coefficient D. Ce principe de régulation est appelé (PWM). Dans presque toutes les alimentations à découpage, c'est à l'aide de PWM que la tension de sortie est stabilisée.

Dans les circuits représentés sur les figures 2 et 6, le PWM est "caché" dans des cases étiquetées "Circuit de commande", qui exécutent certaines fonctions supplémentaires. Par exemple, il peut s'agir d'un démarrage progressif de la tension de sortie, d'une activation à distance ou d'une protection du convertisseur contre un court-circuit.

De manière générale, les convertisseurs sont tellement répandus que les fabricants de composants électroniques se sont lancés dans la production de contrôleurs PWM pour toutes les occasions. La gamme est si grande qu'il faudrait un livre entier pour les énumérer. Par conséquent, il ne vient à l'esprit de personne d'assembler des convertisseurs sur des éléments discrets, ou comme on dit souvent en termes « lâches ».

De plus, de petits convertisseurs de puissance prêts à l'emploi peuvent être achetés sur Aliexpress ou Ebay pour un petit prix. Dans le même temps, pour une installation dans une conception amateur, il suffit de souder les fils à l'entrée et à la sortie de la carte et de régler la tension de sortie requise.

Mais revenons à notre Figure 3. Dans ce cas, le coefficient D détermine combien de temps il sera ouvert (phase 1) ou fermé (phase 2). Pour ces deux phases, le circuit peut être représenté par deux figures. Les figures NE MONTRENT PAS les éléments qui ne sont pas utilisés dans cette phase.

Fig.4. La phase 1

Lorsque le transistor est ouvert, le courant provenant de la source d'alimentation (cellule galvanique, batterie, redresseur) traverse la self inductive L, la charge Rn et le condensateur de charge Cout. Dans ce cas, le courant traverse la charge, le condensateur Cout et l'inductance L accumulent de l'énergie. Le courant iL AUGMENTE PROGRESSIVEMENT sous l'influence de l'inductance de l'inductance. Cette phase s'appelle le pompage.

Une fois que la tension sur la charge atteint une valeur prédéterminée (déterminée par le réglage du dispositif de commande), le transistor VT se ferme et le dispositif passe à la deuxième phase - la phase de décharge. Le transistor fermé n'est pas représenté du tout sur la figure, comme s'il n'existait pas. Mais cela signifie seulement que le transistor est fermé.

Fig.5. Phase 2

Lorsque le transistor VT est fermé, il n'y a pas de réapprovisionnement en énergie dans l'inductance, puisque l'alimentation est coupée. L'inductance L tend à empêcher une modification de l'amplitude et de la direction du courant (auto-induction) circulant dans l'enroulement de l'inducteur.

Par conséquent, le courant ne peut pas s'arrêter instantanément et se ferme à travers le circuit «diode-load». Pour cette raison, la diode VD a été appelée une diode de décharge. En règle générale, il s'agit d'une diode Schottky à grande vitesse. Après la période de contrôle, phase 2, le circuit passe en phase 1, le processus se répète à nouveau. La tension maximale à la sortie du circuit considéré peut être égale à l'entrée, et pas plus. Les convertisseurs élévateurs sont utilisés pour obtenir une tension de sortie supérieure à la tension d'entrée.

Pour l'instant, il suffit de rappeler la valeur réelle de l'inductance, qui détermine les deux modes de fonctionnement du hacheur. Avec une inductance insuffisante, le convertisseur fonctionnera en mode de courants discontinus, ce qui est totalement inacceptable pour les alimentations.

Si l'inductance est suffisamment grande, alors le fonctionnement se fait en mode courant continu, ce qui permet d'utiliser des filtres de sortie pour obtenir une tension constante avec un niveau d'ondulation acceptable. Les convertisseurs Boost fonctionnent également en mode courant continu, qui sera discuté ci-dessous.

Pour une certaine augmentation de l'efficacité, la diode de décharge VD est remplacée par un transistor MOSFET, qui est ouvert au bon moment par le circuit de commande. De tels convertisseurs sont appelés synchrones. Leur utilisation est justifiée si la puissance du convertisseur est suffisamment importante.

Convertisseurs élévateurs ou élévateurs

Les convertisseurs élévateurs sont principalement utilisés pour l'alimentation basse tension, par exemple à partir de deux ou trois batteries, et certains composants de la conception nécessitent une tension de 12 ... 15V avec une faible consommation de courant. Assez souvent, un convertisseur boost est brièvement et clairement appelé le mot "booster".

Fig.6. Schéma fonctionnel d'un convertisseur boost

La tension d'entrée Uin est envoyée au filtre d'entrée Cin et envoyée au L connecté en série et au transistor de commutation VT. Une diode VD est connectée au point de connexion de la bobine et au drain du transistor. La charge Rl et le condensateur shunt Cout sont connectés à l'autre borne de la diode.

Le transistor VT est commandé par un circuit de commande qui génère un signal de commande de fréquence stable avec un rapport cyclique réglable D, comme décrit un peu plus haut lors de la description du circuit hacheur (Fig. 3). La diode VD au bon moment bloque la charge du transistor clé.

Lorsque le transistor clé est ouvert, la sortie de la bobine L, droite selon le schéma, est connectée au pôle négatif de la source d'alimentation Uin. L'augmentation du courant (affecte l'influence de l'inductance) de la source d'alimentation circule à travers la bobine et le transistor ouvert, l'énergie s'accumule dans la bobine.

A ce moment, la diode VD bloque la charge et le condensateur de sortie du circuit de commutation, empêchant ainsi la décharge du condensateur de sortie à travers le transistor ouvert. La charge à ce moment est alimentée par l'énergie stockée dans le condensateur Cout. Naturellement, la tension aux bornes du condensateur de sortie chute.

Dès que la tension de sortie devient légèrement inférieure à celle spécifiée (déterminée par les réglages du circuit de commande), le transistor clé VT se ferme et l'énergie stockée dans l'inductance recharge le condensateur Cout à travers la diode VD, qui alimente la charge . Dans ce cas, la FEM d'auto-induction de la bobine L est ajoutée à la tension d'entrée et transférée à la charge, par conséquent, la tension de sortie est supérieure à la tension d'entrée.

Lorsque la tension de sortie atteint le niveau de stabilisation défini, le circuit de commande ouvre le transistor VT et le processus est répété à partir de la phase de stockage d'énergie.

Convertisseurs universels - SEPIC (convertisseur à inductance primaire asymétrique ou convertisseur avec une inductance primaire à charge asymétrique).

De tels convertisseurs sont principalement utilisés lorsque la charge a peu de puissance et que la tension d'entrée change par rapport à la tension de sortie vers le haut ou vers le bas.

Fig.7. Schéma fonctionnel du convertisseur SEPIC

Il est très similaire au circuit convertisseur élévateur représenté sur la figure 6, mais comporte des éléments supplémentaires : un condensateur C1 et une bobine L2. Ce sont ces éléments qui assurent le fonctionnement du convertisseur en mode de réduction de tension.

Les convertisseurs SEPIC sont utilisés dans les cas où la tension d'entrée varie sur une large plage. Un exemple est 4V-35V à 1.23V-32V Boost Buck Voltage Step Up/Down Converter Regulator. C'est sous ce nom qu'est vendu dans les magasins chinois un convertisseur dont le circuit est représenté sur la figure 8 (cliquez sur l'image pour l'agrandir).

Fig.8. Schéma de principe du convertisseur SEPIC

La figure 9 montre l'aspect du tableau avec la désignation des principaux éléments.

Fig.9. Apparition du convertisseur SEPIC

La figure montre les pièces principales selon la figure 7. A noter la présence de deux bobines L1 L2. Par ce signe, vous pouvez déterminer qu'il s'agit d'un convertisseur SEPIC.

La tension d'entrée de la carte peut être comprise entre 4 et 35V. Dans ce cas, la tension de sortie peut être ajustée entre 1,23 ... 32V. La fréquence de fonctionnement du convertisseur est de 500 kHz.Avec de petites dimensions de 50 x 25 x 12 mm, la carte fournit une puissance allant jusqu'à 25 watts. Courant de sortie maximum jusqu'à 3A.

Mais ici une remarque s'impose. Si la tension de sortie est réglée sur 10 V, le courant de sortie ne peut pas être supérieur à 2,5 A (25 W). Avec une tension de sortie de 5V et un courant maximum de 3A, la puissance ne sera que de 15W. L'essentiel ici est de ne pas en faire trop: soit ne dépassez pas la puissance maximale autorisée, soit ne dépassez pas le courant autorisé.

Chute de tension continue. Comment fonctionne un convertisseur abaisseur. Où s'applique-t-il. Description du principe de fonctionnement. Guide de conception étape par étape (10+)

Convertisseur de tension d'impulsion abaisseur. Conception. Calcul

Pour réduire la tension continue avec des pertes minimales et obtenir une sortie stabilisée, l'approche suivante est utilisée. La tension constante est convertie en impulsions de rapport cyclique variable. Ces impulsions sont ensuite passées à travers une inductance. L'énergie est stockée dans un condensateur de stockage. La rétroaction surveille la stabilité de la tension de sortie et régule pour cela le rapport cyclique des impulsions.

S'il n'est pas nécessaire de réduire les pertes, un stabilisateur continu en série est utilisé.

Le principe de fonctionnement d'un convertisseur abaisseur de tension repose sur la propriété d'une inductance (inductance) d'accumuler de l'énergie. L'accumulation d'énergie se manifeste par le fait que le courant à travers l'inducteur, pour ainsi dire, a une inertie. C'est-à-dire qu'il ne peut pas changer instantanément. Si une tension est appliquée à la bobine, le courant augmentera progressivement ; si une tension inverse est appliquée, le courant diminuera progressivement.

A votre attention une sélection de matériaux : Dans le schéma, nous voyons que l'unité de contrôle D1 en fonction de la tension aux bornes du condensateur C2 ferme et ouvre l'interrupteur d'alimentation. De plus, plus la tension est élevée C2, plus le temps de fermeture de la clé est court, c'est-à-dire plus le facteur de remplissage est faible (plus le rapport cyclique est élevé). Si la tension aux bornes du condensateur C2 dépasse une certaine valeur, alors la clé cesse généralement de se fermer jusqu'à ce que la tension chute. La manière dont ce fonctionnement du circuit de commande est assuré est décrite dans l'article sur la modulation de largeur d'impulsion. Lorsque l'interrupteur d'alimentation est fermé, le courant suit le chemin S1. Dans ce cas, une tension est appliquée à l'inductance, égale à la différence entre la tension d'entrée et de sortie. Le courant traversant la bobine augmente proportionnellement à la tension appliquée à la bobine et au temps pendant lequel l'interrupteur se ferme. La bobine emmagasine de l'énergie. Le courant qui passe charge le condensateur C2. Lorsque l'interrupteur d'alimentation est ouvert, le courant suit le chemin S2à travers une diode. Une tension de sortie de signe opposé est appliquée à l'inductance. Le courant traversant la bobine diminue proportionnellement à la tension appliquée à la bobine et au temps pendant lequel l'interrupteur est ouvert. Le courant qui circule charge encore le condensateur C2. Lorsque le condensateur C2 chargé, la clé cesse de se fermer, le condensateur cesse de se charger. La clé recommencera à se refermer lorsque le condensateur C2 légèrement déchargé sous charge. Condensateur C1 est nécessaire pour réduire l'ondulation du courant dans le circuit d'entrée, pour en sélectionner non pas un courant pulsé, mais un courant moyen. Avantages, inconvénients, applicabilité Les pertes d'énergie dépendent directement du rapport des tensions d'entrée et de sortie. Ainsi, un convertisseur abaisseur peut théoriquement générer un grand courant de sortie à basse tension à partir d'un petit courant d'entrée mais d'une grande tension, mais nous devons interrompre le grand courant à haute tension, ce qui garantit des pertes de commutation élevées. Ainsi, les convertisseurs abaisseurs sont utilisés si la tension d'entrée est de 1,5 à 4 fois la tension de sortie, mais ils essaient de ne pas les utiliser avec une plus grande différence. Nous analyserons le processus de conception et de calcul d'un convertisseur abaisseur et le testerons avec des exemples. À la fin de l'article, vous trouverez un formulaire dans lequel vous pourrez renseigner les paramètres source nécessaires, effectuer un calcul en ligne et obtenir les dénominations de tous les éléments. Prenons les schémas suivants comme exemple : Schéma 1 Schéma 2 L'un des problèmes des convertisseurs abaisseurs est la difficulté de contrôler l'interrupteur d'alimentation, car son émetteur (source) n'est généralement pas connecté à un fil commun. Ensuite, nous examinerons plusieurs options pour résoudre ce problème. Pour l'instant, concentrons-nous sur une inclusion quelque peu non standard d'un microcircuit - un contrôleur PWM. Nous utilisons la puce 1156EU3. Dans ce microcircuit, l'étage de sortie est réalisé selon le circuit push-pull classique. Le point milieu de cette cascade est relié à la jambe 14, l'émetteur du bras inférieur est relié à un fil commun (jambe 10), le collecteur du bras supérieur est relié à la jambe 13. Nous allons relier la jambe 14 au fil commun par une résistance, et connectez la jambe 13 à la base du transistor clé. Lorsque le bras supérieur de l'étage de sortie est ouvert (cela correspond à la fourniture d'une tension de déclenchement à la sortie), le courant traverse la jonction d'émetteur du transistor VT2, jambe 13, le bras supérieur de l'étage de sortie, jambe 14 , résistance R6. Ce courant déverrouille le transistor VT2. Dans une telle inclusion, des contrôleurs avec un émetteur ouvert en sortie peuvent également être utilisés. Ces contrôleurs n'ont pas de bras inférieur. Mais nous n'en avons pas besoin. Dans notre circuit, un puissant transistor bipolaire est utilisé comme interrupteur d'alimentation. En savoir plus sur le fonctionnement d'un transistor bipolaire en tant qu'interrupteur de puissance. Un transistor composé peut être utilisé comme interrupteur d'alimentation pour réduire la charge sur le contrôleur. Cependant, la tension de saturation du collecteur - émetteur d'un transistor composite est plusieurs fois supérieure à celle d'un seul. L'article sur le transistor composite décrit comment calculer cette tension. Si vous utilisez un transistor composite, alors dans le formulaire de calcul à la fin de l'article, indiquez exactement cette tension comme tension de saturation du collecteur - émetteur VT2. Plus la tension de saturation est élevée, plus les pertes sont élevées, donc avec un transistor composite, les pertes seront plusieurs fois plus importantes. Mais il y a une solution. Il sera décrit plus loin dans la section sur les contrôleurs de faible puissance. Malheureusement, des erreurs surviennent périodiquement dans les articles, elles sont corrigées, des articles sont complétés, développés, de nouveaux sont en préparation. Comment fonctionne un régulateur de tension en pont ? Où s'applique-t-il. Description de ... Convertisseur de tension stabilisé par impulsions en demi-pont, ... Convertisseur de tension secteur en demi-pont. Schéma, calcul en ligne. Formulaire pour vous... 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Convertisseur de tension d'alimentation CC-CC abaisseur avec tension de sortie réglable et courant de charge maximal réglable. Le réglage de la limitation de tension et de courant s'effectue à l'aide d'une résistance d'ajustement installée sur le module. Courant de sortie maximum jusqu'à 5A.

Caractéristiques

• Tension d'entrée : 4-38 V ;
• Tension de sortie : 1,25-36 V ;
• Courant de sortie : jusqu'à 5 A, réglable ;
• Puissance de sortie maximale : 75 W ;
• Fréquence de fonctionnement : 180 KHz ;
• Efficacité de conversion : jusqu'à 96 % ;
• Protection contre les courts-circuits : oui (limite de courant 8 A) ;
• Protection contre la surchauffe : oui (éteint automatiquement la sortie en cas de surchauffe) ;
• Protection contre l'inversion de polarité d'entrée : Non ;
• Température de fonctionnement : -40 à + 85 °C
• Dimensions du module, l x l x h : 51 x 26 x 15 mm ;

Réglementation actuelle

Ce module dispose de deux potentiomètres de réglage. Un pour régler la tension de sortie, le second pour régler la limite de courant dans la charge

Comme vous le savez, le courant de sortie ne peut pas être ajusté directement, car le courant est déterminé UNIQUEMENT par la tension d'alimentation et la résistance de charge selon la loi d'Ohm. Autrement dit, si vous définissez une certaine tension de sortie sur le module, le courant dans la charge sera égal à I \u003d U / R, où R est la résistance de votre charge et U est la tension de sortie définie. Lorsque vous réglez le courant sur ce module, vous ne réglez pas le courant, mais vous définissez sa valeur maximale. Si l'intensité du courant commence à dépasser la valeur maximale, le module commence à réduire automatiquement la tension de sortie afin de réduire l'intensité du courant à la valeur définie. Revoyez la formule. Pour affecter l'intensité du courant, vous devez modifier l'une des quantités impliquées dans la formule : soit la tension d'alimentation, soit la résistance de votre charge. Mais le module ne peut pas influencer la résistance de votre charge pour changer le courant. Par conséquent, le module commence à réduire la tension de sortie si le courant dépasse la valeur spécifiée.

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Dans cette maison, AKA KASYAN fabriquera un convertisseur de tension universel abaisseur et élévateur.

Récemment, l'auteur a assemblé une pile au lithium. Et aujourd'hui, il révélera le secret dans quel but il l'a fait.

Voici un nouveau convertisseur de tension, son mode de fonctionnement est monocycle.

Le convertisseur a de petites dimensions et une puissance suffisamment importante.

Les convertisseurs conventionnels font l'une des deux choses. Augmentez ou diminuez uniquement la tension fournie à l'entrée.
La version faite par l'auteur peut à la fois augmenter,

et abaissez la tension d'entrée à la valeur requise.

L'auteur dispose de diverses sources d'alimentation réglables avec lesquelles il teste les produits assemblés maison.

Charge les batteries et les utilise pour diverses autres tâches.

Il n'y a pas si longtemps, l'idée de créer une source d'alimentation portable est apparue.
L'énoncé du problème était le suivant : l'appareil devrait pouvoir charger toutes sortes de gadgets portables.

Des smartphones et tablettes ordinaires aux ordinateurs portables et caméscopes, et même réussi à alimenter le fer à souder préféré de l'auteur TS-100.

Naturellement, vous pouvez simplement utiliser des chargeurs universels avec des adaptateurs secteur.
Mais ils sont tous alimentés en 220V

Dans le cas de l'auteur, il fallait une source portable de différentes tensions de sortie.

Et l'auteur n'a pas trouvé ceux à vendre.

Les tensions d'alimentation de ces gadgets ont une très large gamme.
Par exemple, les smartphones n'ont besoin que de 5 V, les ordinateurs portables de 18, certains même de 24 V.
La batterie, fabriquée par l'auteur, est conçue pour une tension de sortie de 14,8 V.
Par conséquent, un convertisseur est nécessaire, capable à la fois d'augmenter et d'abaisser la tension initiale.

Veuillez noter que certaines des valeurs nominales des composants indiqués dans le schéma diffèrent de celles installées sur la carte.

Ce sont des condensateurs.

Le diagramme montre les valeurs de référence, et l'auteur a fait le conseil pour résoudre ses problèmes.
Tout d'abord, je m'intéressais à la compacité.

Deuxièmement, le convertisseur de puissance de l'auteur vous permet de créer en toute sécurité un courant de sortie de 3 ampères.

AKA KASYAN n'en a pas besoin de plus.

Cela est dû au fait que la capacité des condensateurs de stockage utilisés est faible, mais le circuit est capable de fournir un courant de sortie allant jusqu'à 5 A.

Le régime est donc universel. Les paramètres dépendent de la capacité des condensateurs, des paramètres de l'inductance, du redresseur à diode et des caractéristiques du commutateur de champ.

Disons quelques mots sur le schéma. Il s'agit d'un convertisseur à cycle unique basé sur le contrôleur PWM UC3843.

La tension de la batterie étant légèrement supérieure à l'alimentation standard du microcircuit, un stabilisateur 12V 7812 a été ajouté au circuit pour alimenter le contrôleur PWM.

Dans le schéma ci-dessus, ce stabilisant n'était pas indiqué.
Assemblée. À propos des cavaliers installés sur le côté montage de la carte.

Il y a quatre de ces cavaliers, et deux d'entre eux sont de puissance. Leur diamètre doit être d'au moins un millimètre !
Le transformateur, ou plutôt le starter, est enroulé sur un anneau jaune de fer poudré.

De tels anneaux peuvent être trouvés dans les filtres de sortie des alimentations des ordinateurs.
Les dimensions du noyau appliqué.
Diamètre extérieur 23,29 mm.

Diamètre intérieur 13,59 mm.

Épaisseur 10,33 mm.

Très probablement, l'épaisseur de l'isolation de l'enroulement est de 0,3 mm.
La manette des gaz est constituée de deux enroulements équivalents.

Les deux enroulements sont enroulés avec du fil de cuivre d'un diamètre de 1,2 mm.
L'auteur recommande d'utiliser un fil avec un diamètre légèrement plus grand, 1,5-2,0 mm.

Il y a dix tours dans l'enroulement, les deux fils sont enroulés en même temps, dans un sens.

Avant d'installer l'accélérateur, nous scellons les cavaliers avec du ruban adhésif en nylon.

L'opérabilité du circuit réside dans l'installation correcte de l'inductance.

Il est nécessaire de souder correctement les fils des enroulements.

Installez simplement l'accélérateur comme indiqué sur la photo.

Transistor à effet de champ à canal N de puissance, presque n'importe quel transistor basse tension fera l'affaire.

Le courant du transistor n'est pas inférieur à 30A.

L'auteur a utilisé le transistor IRFZ44N.

Le redresseur de sortie est une double diode YG805C dans un boîtier TO220.

Il est important d'utiliser des diodes Schottky, car elles fournissent une chute de tension minimale (0,3 V contre 0,7 V) à travers la jonction, ce qui affecte les pertes et la chaleur. Ils sont également faciles à trouver dans les alimentations informatiques notoires.

En blocs, ils sont dans le redresseur de sortie.

Dans un cas, il y a deux diodes, qui sont mises en parallèle dans le circuit de l'auteur pour augmenter le courant passant.
Le convertisseur est stabilisé, il y a du larsen.

La tension de sortie définit la résistance R3

Il peut être remplacé par une résistance variable externe pour plus de facilité d'utilisation.

Le convertisseur est également équipé d'une protection contre les courts-circuits. La résistance R10 est utilisée comme capteur de courant.

Il s'agit d'un shunt à faible résistance, et plus sa résistance est élevée, plus le courant de déclenchement de la protection est faible. Option SMD installée, sur le côté des pistes.

Si la protection contre les courts-circuits n'est pas nécessaire, ce nœud est simplement exclu.

Plus de protection. Il y a un fusible de 10A à l'entrée du circuit.

À propos, la protection contre les courts-circuits est déjà installée dans la carte de contrôle de la batterie.

Les condensateurs utilisés dans le circuit sont hautement souhaitables à prendre avec une faible résistance interne.

Le stabilisateur, le transistor à effet de champ et le redresseur à diode sont fixés à un radiateur en aluminium sous la forme d'une plaque pliée.

Assurez-vous d'isoler les substrats du transistor et du stabilisateur du radiateur à l'aide de bagues en plastique et de joints isolants thermoconducteurs. N'oubliez pas la pâte thermique. Et la diode installée dans le circuit a déjà un boîtier isolé.

Pour convertir la tension d'un niveau à la tension d'un autre niveau est souvent utilisé convertisseurs de tension d'impulsionà l'aide de dispositifs de stockage d'énergie inductifs. Ces convertisseurs se caractérisent par un rendement élevé, atteignant parfois 95%, et ont la capacité d'obtenir une tension de sortie augmentée, réduite ou inversée.

Conformément à cela, trois types de circuits convertisseurs sont connus: abaisseur (Fig. 1), élévateur (Fig. 2) et inverseur (Fig. 3).

Le point commun à tous ces types de convertisseurs est Cinq éléments:

1. source de courant,
2. élément de commutation à clé,
3. stockage d'énergie inductif (inductance, self),
4. diode de blocage,
5. condensateur de filtrage connecté en parallèle avec la résistance de charge.

L'inclusion de ces cinq éléments dans diverses combinaisons vous permet de mettre en œuvre l'un des trois types de convertisseurs d'impulsions.

Le niveau de tension de sortie du convertisseur est contrôlé en modifiant la largeur des impulsions qui contrôlent le fonctionnement de l'élément de commutation à clé et, par conséquent, l'énergie stockée dans le dispositif de stockage inductif.

La tension de sortie est stabilisée à l'aide de la rétroaction : lorsque la tension de sortie change, la largeur d'impulsion change automatiquement.

Convertisseur abaisseur

Le convertisseur abaisseur (Fig. 1) contient un circuit connecté en série d'un élément de commutation S1, un stockage d'énergie inductif L1, une résistance de charge RH et un condensateur de filtrage C1 connecté en parallèle à celui-ci. La diode de blocage VD1 est connectée entre le point de connexion de la clé S1 avec le stockage d'énergie L1 et un fil commun.

Riz. 1. Le principe de fonctionnement du convertisseur de tension abaisseur.

Lorsque la clé est ouverte, la diode est fermée, l'énergie de la source d'alimentation est stockée dans le stockage d'énergie inductif. Une fois l'interrupteur S1 fermé (ouvert), l'énergie stockée par le stockage inductif L1 à travers la diode VD1 est transférée à la résistance de charge RH, le condensateur C1 lisse l'ondulation de tension.

Convertisseur de commutation Boost

Le convertisseur élévateur de tension à impulsions (Fig.2) est réalisé sur les mêmes éléments de base, mais en a une combinaison différente: un circuit série d'un stockage d'énergie inductif L1, une diode VD1 et une résistance de charge RH avec un condensateur de filtrage C1 connecté en parallèle est connecté à l'alimentation. L'élément de commutation S1 est connecté entre le point de connexion du dispositif de stockage d'énergie L1 avec la diode VD1 et le bus commun.

Riz. 2. Le principe de fonctionnement du convertisseur élévateur de tension.

Lorsque l'interrupteur est ouvert, le courant de la source d'alimentation traverse l'inductance, dans laquelle l'énergie est stockée. La diode VD1 est fermée, le circuit de charge est déconnecté de la source d'alimentation, de la clé et du stockage d'énergie.

La tension sur la résistance de charge est maintenue grâce à l'énergie stockée sur le condensateur de filtrage. Lorsque la clé est ouverte, la FEM d'auto-induction est ajoutée à la tension d'alimentation, l'énergie stockée est transférée à la charge via la diode ouverte VD1. La tension de sortie ainsi obtenue dépasse la tension d'alimentation.

Onduleur à impulsions

Le convertisseur inverseur de type impulsion contient la même combinaison d'éléments de base, mais encore une fois dans une connexion différente (Fig.3): un circuit en série d'un élément de commutation S1, une diode VD1 et une résistance de charge RH avec un condensateur de filtrage C1 est connecté à la source d'alimentation.

Le stockage d'énergie inductif L1 est connecté entre le point de connexion de l'élément de commutation S1 avec la diode VD1 et le bus commun.

Riz. 3. Conversion de tension d'impulsion avec inversion.

Le convertisseur fonctionne comme ceci : lorsque la clé est fermée, l'énergie est stockée dans un dispositif de stockage inductif. La diode VD1 est fermée et ne transmet pas de courant de la source d'alimentation à la charge. Lorsque l'interrupteur est ouvert, la FEM d'auto-induction du dispositif de stockage d'énergie s'avère être appliquée au redresseur contenant la diode VD1, la résistance de charge Rn et le condensateur de filtrage C1.

Étant donné que la diode de redressement ne transmet que des impulsions de tension négatives dans la charge, une tension de signe négatif est formée à la sortie de l'appareil (inverse, de signe opposé à la tension d'alimentation).

Convertisseurs et stabilisateurs d'impulsions

Pour stabiliser la tension de sortie des régulateurs à découpage de tout type, des stabilisateurs «linéaires» ordinaires peuvent être utilisés, mais ils ont un faible rendement.À cet égard, il est beaucoup plus logique d'utiliser des régulateurs de tension à impulsions pour stabiliser la tension de sortie des convertisseurs d'impulsions. , d'autant plus qu'une telle stabilisation n'est pas difficile du tout.

Les stabilisateurs de tension de commutation, à leur tour, sont divisés en stabilisateurs modulés en largeur d'impulsion et en stabilisateurs modulés en fréquence d'impulsion. Dans le premier d'entre eux, la durée des impulsions de commande change à une fréquence constante de leur répétition. Deuxièmement, au contraire, la fréquence des impulsions de commande change avec leur durée inchangée. Il existe des stabilisateurs d'impulsions à régulation mixte.

Ci-dessous, des exemples radioamateurs du développement évolutif des convertisseurs d'impulsions et des stabilisateurs de tension seront examinés.

Nœuds et circuits de convertisseurs d'impulsions

L'oscillateur maître (Fig. 4) des convertisseurs d'impulsions à tension de sortie non stabilisée (Fig. 5, 6) sur le microcircuit KR1006VI1 fonctionne à une fréquence de 65 kHz. Les impulsions rectangulaires de sortie du générateur sont transmises via des chaînes RC à des éléments de clé de transistor connectés en parallèle.

L'inductance L1 est réalisée sur un anneau de ferrite d'un diamètre extérieur de 10 mm et d'une perméabilité magnétique de 2000. Son inductance est de 0,6 mH. L'efficacité du convertisseur atteint 82%.

Riz. 4. Schéma de l'oscillateur maître pour les convertisseurs de tension à impulsions.

Riz. 5. Schéma de la partie puissance du convertisseur élévateur de tension à impulsions +5/12 V.

Riz. 6. Schéma d'un convertisseur de tension à impulsions inverseur +5 / -12 V.

L'amplitude d'ondulation de sortie ne dépasse pas 42 mV et dépend de la valeur de capacité des condensateurs à la sortie de l'appareil. Le courant de charge maximal des appareils (Fig. 5, 6) est 140mA.

Le convertisseur redresseur (Fig. 5, 6) utilise une connexion parallèle de diodes haute fréquence à faible courant connectées en série avec des résistances d'égalisation R1 - R3.

Cet ensemble complet peut être remplacé par une diode moderne, conçue pour un courant de plus de 200 mA à une fréquence allant jusqu'à 100 kHz et une tension inverse d'au moins 30 V (par exemple, KD204, KD226).

Comme VT1 et VT2, il est possible d'utiliser des transistors de type KT81x de la structure p-p-p - KT815, KT817 (Fig. 4.5) et p-p-p - KT814, KT816 (Fig. 6) et autres.

Pour améliorer la fiabilité du convertisseur, il est recommandé de connecter une diode de type KD204, KD226 en parallèle avec la jonction émetteur-collecteur du transistor afin qu'elle soit fermée pour le courant continu.

Convertisseur avec maître oscillateur-multivibrateur

Pour obtenir une tension de sortie de magnitude 30...80V P. Belyatsky a utilisé un convertisseur avec un oscillateur maître basé sur un multivibrateur asymétrique avec un étage de sortie chargé sur un dispositif de stockage d'énergie inductif - une inductance (inductance) L1 (Fig. 7).

Riz. 7. Schéma d'un convertisseur de tension avec un oscillateur maître basé sur un multivibrateur asymétrique.

L'appareil est opérationnel dans la plage de tension d'alimentation de 1,0. ..1,5 V et a une efficacité allant jusqu'à 75 %. Dans le circuit, vous pouvez utiliser une self standard DM-0.4-125 ou une autre avec une inductance de 120.. .200 μH.

Une variante de l'étage de sortie du convertisseur de tension est représentée sur la fig. 8. Lorsqu'un signal de commande à onde carrée de niveau 7777 (5 V) est appliqué à l'entrée de la cascade à la sortie du convertisseur lorsqu'il est alimenté à partir d'une source de tension 12V tension reçue 250V au courant de charge 3...5 mA(résistance de charge environ 100 kOhm). Inductance d'arrêt L1 - 1 mH.

En tant que VT1, vous pouvez utiliser un transistor domestique, par exemple, KT604, KT605, KT704B, KT940A (B), KT969A, etc.

Riz. 8. Variante de l'étage de sortie du convertisseur de tension.

Riz. 9. Schéma de l'étage de sortie du convertisseur de tension.

Un circuit similaire de l'étage de sortie (Fig. 9) a permis, lorsqu'il est alimenté par une source de tension 28V et courant consommé 60mA obtenir la tension de sortie 250V au courant de charge 5mA, Inductance de starter - 600 μH. La fréquence des impulsions de commande est de 1 kHz.

Selon la qualité de l'inductance, une tension de 150 ... 450 V peut être obtenue en sortie avec une puissance d'environ 1 W et un rendement pouvant atteindre 75 %.

Le convertisseur de tension, réalisé sur la base d'un générateur d'impulsions sur une puce DA1 KR1006VI1, d'un amplificateur basé sur un transistor à effet de champ VT1 et d'un dispositif de stockage d'énergie inductif avec un redresseur et un filtre, est illustré à la fig. dix.

A la sortie du convertisseur à la tension d'alimentation 9V et courant consommé 80...90mA la tension monte 400...425V. Il convient de noter que la valeur de la tension de sortie n'est pas garantie - elle dépend de manière significative de la manière dont l'inductance (inductance) L1 est fabriquée.

Riz. 10. Schéma d'un convertisseur de tension avec un générateur d'impulsions sur un microcircuit KR1006VI1.

Pour obtenir la tension souhaitée, le moyen le plus simple consiste à sélectionner expérimentalement une inductance pour obtenir la tension requise ou à utiliser un multiplicateur de tension.

Schéma d'un convertisseur d'impulsions bipolaire

De nombreux appareils électroniques nécessitent une source de tension bipolaire pour fournir des tensions d'alimentation positives et négatives. Le schéma illustré à la fig. 11 contient un nombre de composants beaucoup plus faible que des dispositifs similaires du fait qu'il remplit simultanément les fonctions d'un élévateur et d'un convertisseur inductif inverseur.

Riz. 11. Schéma d'un convertisseur à un élément inductif.

Le circuit convertisseur (Figure 11) utilise une nouvelle combinaison de composants principaux et comprend un générateur d'impulsions à quatre phases, une inductance et deux commutateurs à transistor.

Les impulsions de commande sont générées par une bascule D (DD1.1). Pendant la première phase des impulsions, l'inductance L1 est stockée en énergie à travers les interrupteurs à transistors VT1 et VT2. Pendant la deuxième phase, l'interrupteur VT2 s'ouvre et l'énergie est transférée au bus de tension de sortie positive.

Pendant la troisième phase, les deux interrupteurs sont fermés, à la suite de quoi l'inductance accumule à nouveau de l'énergie. Lorsque la clé VT1 est ouverte pendant la phase finale des impulsions, cette énergie est transférée au bus de puissance négatif. Lorsque des impulsions d'une fréquence de 8 kHz sont reçues à l'entrée, le circuit fournit des tensions de sortie ±12V. Le chronogramme (Fig. 11, à droite) montre la formation des impulsions de commande.

Dans le circuit, les transistors KT315, KT361 peuvent être utilisés.

Le convertisseur de tension (Fig. 12) vous permet d'obtenir en sortie une tension stabilisée de 30 V. Une tension de cette amplitude est utilisée pour alimenter les varicaps, ainsi que les indicateurs fluorescents sous vide.

Riz. 12. Schéma d'un convertisseur de tension avec une tension de sortie stabilisée de 30 V.

Sur une puce DA1 de type KR1006VI1, un oscillateur maître est assemblé selon le schéma habituel, qui produit des impulsions rectangulaires avec une fréquence d'environ 40 kHz.

Un interrupteur à transistor VT1 est connecté à la sortie du générateur, commutant l'inductance L1. L'amplitude des impulsions lors de la commutation de la bobine dépend de la qualité de sa fabrication.

Dans tous les cas, la tension dessus atteint des dizaines de volts. La tension de sortie est redressée par la diode VD1. Un filtre RC en forme de U et une diode Zener VD2 sont connectés à la sortie du redresseur. La tension à la sortie du stabilisateur est entièrement déterminée par le type de diode Zener utilisée. En tant que diode Zener "haute tension", vous pouvez utiliser une chaîne de diodes Zener avec une tension de stabilisation inférieure.

Un convertisseur de tension avec un stockage d'énergie inductif, qui permet de maintenir une tension régulée stable à la sortie, est illustré à la fig. 13.

Riz. 13. Circuit convertisseur de tension avec stabilisation.

Le circuit contient un générateur d'impulsions, un amplificateur de puissance à deux étages, un dispositif de stockage d'énergie inductif, un redresseur, un filtre et un circuit de stabilisation de la tension de sortie. La résistance R6 définit la tension de sortie requise dans la plage de 30 à 200 V.

Analogues de transistor : VS237V - KT342A, KT3102 ; VS307V - KT3107I, BF459 - KT940A.

Convertisseurs de tension abaisseurs et inverseurs

Deux options - les convertisseurs de tension abaisseurs et inverseurs sont illustrées à la fig. 14. Le premier fournit la tension de sortie 8,4Và courant de charge jusqu'à 300mA, le second - vous permet d'obtenir une tension de polarité négative ( -19,4V) au même courant de charge. Le transistor de sortie VTZ doit être installé sur un radiateur.

Riz. 14. Schémas de convertisseurs de tension stabilisés.

Analogues de transistor : 2N2222 - KTZ117A 2N4903 - KT814.

Convertisseur de tension stabilisé abaisseur

La fig. 15. La tension de sortie est de 10 V à un courant de charge jusqu'à 100 mA.

Riz. 15. Schéma d'un convertisseur de tension abaisseur.

Lorsque la résistance de charge change de 1 %, la tension de sortie du convertisseur ne change pas de plus de 0,5 %. Analogues de transistor : 2N1613 - KT630G, 2N2905 - KT3107E, KT814.

Onduleur de tension bipolaire

Pour alimenter des circuits électroniques contenant des amplificateurs opérationnels, des alimentations bipolaires sont souvent nécessaires. Ce problème peut être résolu en utilisant un onduleur de tension, dont le circuit est illustré à la Fig. 16.

Le dispositif contient un générateur d'impulsions rectangulaires, chargé sur l'inductance L1. La tension de l'inductance est redressée par la diode VD2 et va à la sortie de l'appareil (condensateurs de filtrage C3 et C4 et résistance de charge). La diode Zener VD1 fournit une tension de sortie constante - régule la durée de l'impulsion de polarité positive sur l'inducteur.

Riz. 16. Circuit inverseur de tension +15/-15 V.

La fréquence de fonctionnement de la génération est d'environ 200 kHz en charge et jusqu'à 500 kHz sans charge. Le courant de charge maximal est jusqu'à 50 mA, l'efficacité de l'appareil est de 80%. L'inconvénient de la conception est le niveau relativement élevé d'interférences électromagnétiques, cependant, caractéristique d'autres circuits similaires. Le starter DM-0.2-200 est utilisé comme L1.

Onduleurs sur microcircuits spécialisés

Il est plus pratique d'assembler de hautes performances convertisseurs de tension modernesà l'aide de microcircuits spécialement conçus à cet effet.

Ébrécher KR1156EU5(MC33063A, MC34063A de Motorola) est conçu pour fonctionner dans des convertisseurs élévateurs, abaisseurs et inverseurs stabilisés d'une puissance de plusieurs watts.

Sur la fig. 17 montre un schéma d'un convertisseur élévateur de tension sur une puce KR1156EU5. Le convertisseur contient des condensateurs de filtrage d'entrée et de sortie C1, C3, C4, une inductance de stockage L1, une diode de redressement VD1, un condensateur C2 qui règle la fréquence du convertisseur, une inductance de filtrage L2 pour lisser les ondulations. La résistance R1 sert de capteur de courant. Le diviseur de tension R2, R3 détermine la valeur de la tension de sortie.

Riz. 17. Schéma d'un convertisseur élévateur de tension sur un microcircuit KR1156EU5.

La fréquence de fonctionnement du convertisseur est proche de 15 kHz à une tension d'entrée de 12 V et à une charge nominale. La plage d'ondulations de tension sur les condensateurs C3 et C4 était de 70 et 15 mV, respectivement.

L'inductance L1 d'une inductance de 170 μH est bobinée sur trois anneaux collés K12x8x3 M4000NM avec un fil PESHO 0.5. L'enroulement se compose de 59 tours. Chaque anneau doit être divisé en deux parties avant le bobinage.

Un joint commun en textolite de 0,5 mm d'épaisseur est introduit dans l'un des interstices et l'emballage est collé. Vous pouvez également utiliser des anneaux de ferrite avec une perméabilité magnétique supérieure à 1000.

Exemple d'exécution convertisseur abaisseur sur la puce KR1156EU5 illustré à la fig. 18. Une tension supérieure à 40 V ne peut pas être appliquée à l'entrée d'un tel convertisseur.La fréquence du convertisseur est de 30 kHz à UBX \u003d 15 V. La plage d'ondulations de tension sur les condensateurs C3 et C4 est de 50 mV.

Riz. 18. Schéma d'un convertisseur de tension abaisseur sur un microcircuit KR1156EU5.

Riz. 19. Schéma d'un convertisseur de tension inverseur sur un microcircuit KR1156EU5.

L'inductance L1 avec une inductance de 220 μH est enroulée de manière similaire (voir ci-dessus) sur trois anneaux, mais l'écart lors du collage a été fixé à 0,25 mm, l'enroulement contenait 55 tours du même fil.

La figure suivante (Fig.19) montre un circuit typique d'un convertisseur de tension inverseur sur un microcircuit KR1156EU5.Le microcircuit DA1 est alimenté par la somme des tensions d'entrée et de sortie, qui ne doit pas dépasser 40 V.

Fréquence de fonctionnement du convertisseur — 30 kHz à UBX=5 S ; la plage d'ondulations de tension sur les condensateurs C3 et C4 est de 100 et 40 mV.

Pour l'inductance L1 du convertisseur inverseur avec une inductance de 88 μH, deux anneaux K12x8x3 M4000NM avec un espace de 0,25 mm ont été utilisés. L'enroulement se compose de 35 tours de fil PEV-2 0,7. L'inductance L2 dans tous les convertisseurs est standard - DM-2.4 avec une inductance de 3 μH. La diode VD1 dans tous les circuits (Fig. 17 - 19) doit être une diode Schottky.

Pour obtenir tension bipolaire de unipolaire MAXIM a développé des microcircuits spécialisés. Sur la fig. 20 montre la possibilité de convertir une tension de bas niveau (4,5 ... 5 6) en une tension de sortie bipolaire 12 (ou 15 6) à un courant de charge allant jusqu'à 130 (ou 100 mA).

Riz. 20. Circuit convertisseur de tension sur la puce MAX743.

Selon la structure interne, le microcircuit ne diffère pas de la construction typique de tels convertisseurs réalisés sur des éléments discrets, cependant, la conception intégrale permet de créer des convertisseurs de tension très efficaces avec un nombre minimum d'éléments externes.

Oui, pour une puce MAX743(Fig. 20) la fréquence de conversion peut atteindre 200 kHz (ce qui est bien supérieur à la fréquence de conversion de la grande majorité des convertisseurs réalisés sur des éléments discrets). Avec une tension d'alimentation de 5 V, le rendement est de 80 ... 82% avec une instabilité de la tension de sortie ne dépassant pas 3%.

Le microcircuit est équipé d'une protection contre les urgences : lorsque la tension d'alimentation chute de 10 % en dessous de la normale, ainsi qu'en cas de surchauffe du boîtier (supérieure à 195°C).

Pour réduire la sortie de l'ondulation du convertisseur avec une fréquence de conversion (200 kHz), des filtres LC en forme de U sont installés aux sorties de l'appareil. Le cavalier J1 sur les broches 11 et 13 du microcircuit est conçu pour modifier la valeur des tensions de sortie.

Pour conversion de tension de bas niveau(2,0 ... 4,5 6) en 3,3 ou 5,0 V stabilisés, un microcircuit spécial développé par MAXIM est destiné - MAX765. Analogues domestiques - KR1446PN1A et KR1446PN1B. Un microcircuit à usage similaire - MAX757 - vous permet d'obtenir une tension réglable en continu à la sortie dans la plage de 2,7 ... 5,5 V.

Riz. 21. Schéma d'un convertisseur élévateur de tension basse tension à un niveau de 3,3 ou 5,0 V.

Le circuit convertisseur illustré à la fig. 21, contient une petite quantité de pièces externes (attachées).

Ce dispositif fonctionne selon le principe traditionnel décrit précédemment. La fréquence de fonctionnement du générateur dépend de la tension d'entrée et du courant de charge et varie sur une large plage - de quelques dizaines de Hz à 100 kHz.

La valeur de la tension de sortie est déterminée par l'endroit où la broche 2 de la puce DA1 est connectée: si elle est connectée à un bus commun (voir Fig. 21), la tension de sortie du microcircuit KR1446PN1Aégal à 5,0 ± 0,25 V, mais si cette broche est connectée à la broche 6, la tension de sortie chutera à 3,3 ± 0,15 V. Pour un microcircuit KR1446PN1B les valeurs seront respectivement de 5,2 ± 0,45 V et 3,44 ± 0,29 V.

Courant de sortie maximal du convertisseur — 100mA. Ébrécher MAX765 fournit un courant de sortie 200 mAà une tension de 5-6 et 300mA sous tension 3.3V. Efficacité du convertisseur - jusqu'à 80%.

Le but de la broche 1 (SHDN) est de désactiver temporairement le convertisseur en court-circuitant cette broche à un fil commun. La tension de sortie dans ce cas tombera à une valeur légèrement inférieure à la tension d'entrée.

La LED HL1 est conçue pour indiquer une diminution d'urgence de la tension d'alimentation (inférieure à 2 V), bien que le convertisseur lui-même soit capable de fonctionner à des valeurs de tension d'entrée inférieures (jusqu'à 1,25 6 et moins).

L'inductance L1 est réalisée sur un anneau K10x6x4,5 en ferrite M2000NM1. Il contient 28 spires de fil PESHO 0,5 mm et a une inductance de 22 μH. Avant l'enroulement, l'anneau de ferrite est cassé en deux, après avoir été préalablement limé avec une lime diamantée. Ensuite, l'anneau est collé avec de la colle époxy, en installant un joint en textolite de 0,5 mm d'épaisseur dans l'un des espaces résultants.

L'inductance de l'inductance ainsi obtenue dépend davantage de l'épaisseur de l'entrefer et dans une moindre mesure de la perméabilité magnétique du noyau et du nombre de spires de la bobine. Si vous acceptez l'augmentation du niveau d'interférence électromagnétique, vous pouvez utiliser un starter de type DM-2.4 avec une inductance de 20 μH.

Condensateurs C2 et C5 de type K53 (K53-18), C1 et C4 - céramique (pour réduire le niveau d'interférence haute fréquence), VD1 - diode Schottky (1 N5818, 1 N5819, SR106, SR160, etc.).

Alimentation secteur Philips

Le convertisseur (alimentation secteur Philips, Fig. 22) à une tension d'entrée de 220 V fournit une tension de sortie stabilisée de 12 V à une puissance de charge de 2 W.

Riz. 22. Schéma de l'alimentation secteur Philips.

L'alimentation sans transformateur (Fig. 23) est conçue pour alimenter les récepteurs portables et de poche à partir d'un secteur de 220 V AC Veuillez noter que cette source n'est pas isolée électriquement du secteur. Avec une tension de sortie de 9V et un courant de charge de 50 mA, l'alimentation consomme environ 8 mA du réseau.

Riz. 23. Schéma d'une alimentation sans transformateur basée sur un convertisseur de tension pulsée.

La tension secteur, redressée par le pont de diodes VD1 - VD4 (Fig. 23), charge les condensateurs C1 et C2. Le temps de charge du condensateur C2 est déterminé par la constante de circuit R1, C2. Au premier instant après la mise sous tension de l'appareil, le thyristor VS1 est fermé, mais à une certaine tension sur le condensateur C2, il s'ouvrira et connectera le circuit L1, NW à ce condensateur.

Dans ce cas, un condensateur C3 de grande capacité sera chargé à partir du condensateur C2. La tension sur le condensateur C2 diminuera et sur C3, elle augmentera.

Le courant traversant l'inductance L1, égal à zéro au premier instant après l'ouverture du thyristor, augmente progressivement jusqu'à ce que les tensions sur les condensateurs C2 et C3 soient égales. Dès que cela se produit, le thyristor VS1 se ferme, mais l'énergie stockée dans l'inductance L1 maintiendra pendant un certain temps le courant de charge du condensateur C3 à travers la diode ouverte VD5. Ensuite, la diode VD5 se ferme et une décharge relativement lente du condensateur C3 à travers la charge commence. La diode Zener VD6 limite la tension à la charge.

Dès que le thyristor VS1 se ferme, la tension aux bornes du condensateur C2 recommence à augmenter. À un moment donné, le thyristor s'ouvre à nouveau et un nouveau cycle de fonctionnement de l'appareil commence. La fréquence d'ouverture du thyristor est plusieurs fois supérieure à la fréquence d'ondulation de la tension sur le condensateur C1 et dépend des valeurs nominales des éléments de circuit R1, C2 et des paramètres du thyristor VS1.

Les condensateurs C1 et C2 sont de type MBM pour une tension d'au moins 250 V. L'inductance L1 a une inductance de 1 ... 2 mH et une résistance d'au plus 0,5 Ohm. Il est enroulé sur un cadre cylindrique d'un diamètre de 7 mm.

La largeur de l'enroulement est de 10 mm ; il se compose de cinq couches de fil PEV-2 de 0,25 mm enroulées serrées, bobine à bobine. Un noyau de réglage CC2.8x12 en ferrite M200NN-3 est inséré dans le trou du cadre. L'inductance de l'inducteur peut être modifiée sur une large plage, et parfois complètement éliminée.

Schémas d'appareils pour la conversion d'énergie

Les schémas des dispositifs de conversion d'énergie sont illustrés à la fig. 24 et 25. Il s'agit de convertisseurs abaisseurs de puissance alimentés par des redresseurs à condensateur d'extinction. La tension de sortie des appareils est stabilisée.

Riz. 24. Schéma d'un convertisseur de tension abaisseur avec alimentation secteur sans transformateur.

Riz. 25. Une variante du circuit d'un convertisseur de tension abaisseur avec alimentation secteur sans transformateur.

En tant que dinistors VD4, vous pouvez utiliser des analogues domestiques basse tension - KN102A, B. Comme l'appareil précédent (Fig. 23), les alimentations (Fig. 24 et 25) ont une connexion galvanique avec le secteur.

Convertisseur de tension avec stockage d'énergie impulsionnelle

Dans le convertisseur de tension de S. F. Sikolenko avec «stockage d'énergie pulsée» (Fig. 26), les commutateurs K1 et K2 sont réalisés sur des transistors KT630 ​​​​, le système de contrôle (CS) est sur un microcircuit de la série K564.

Riz. 26. Schéma d'un convertisseur de tension avec accumulation d'impulsions.

Condensateur de stockage C1 - 47 uF. Une pile de 9 V est utilisée comme source d'alimentation.La tension de sortie à une résistance de charge de 1 kΩ atteint 50 V. Le rendement est de 80 % et augmente à 95 % lors de l'utilisation de structures CMOS RFLIN20L comme éléments clés K1 et K2.

Convertisseur de résonance d'impulsion

Transducteurs à résonance d'impulsion de conception k, soi-disant. N. M. Muzychenko, dont l'un est illustré à la fig. 4.27, en fonction de la forme du courant dans la clé VT1, ils sont divisés en trois variétés, dans lesquelles les éléments de commutation se ferment à zéro courant et s'ouvrent à zéro tension. Au stade de la commutation, les convertisseurs fonctionnent comme des convertisseurs résonnants et le reste, la majeure partie de la période, comme des convertisseurs impulsionnels.

Riz. 27. Schéma d'un convertisseur impulsion-résonance N. M. Muzychenko.

Une caractéristique distinctive de tels convertisseurs est que leur partie puissance est réalisée sous la forme d'un pont inductif-capacitif avec un interrupteur dans une diagonale et avec un interrupteur et une source d'alimentation dans l'autre. De tels schémas (Fig. 27) sont très efficaces.