Hur man får icke-standardspänning. Hur man ökar DC- och AC-spänningen Gör-det-själv 3,7 till 5 spänningsomvandlare

Jag presenterar en recension av en mikroströmsspänningsomvandlare, som är till liten nytta.

Byggd ganska bra, kompakt storlek 34x15x10mm




Angav:
Inspänning: 0,9-5V
Med ett AA-batteri, utström upp till 200mA
Med två AA-batterier, utström 500~600mA
Effektivitet upp till 96 %
Riktig omvandlarkrets


Det som direkt fångar ditt öga är den mycket lilla kapacitansen hos ingångskondensatorn - endast 0,15 µF. Vanligtvis ställer de in den mer än en gång på 100, tydligen räknar de naivt med batteriernas låga interna resistans :) Jo, de installerade den här och Gud välsigne den, om det behövs kan du ändra det - jag ställer omedelbart in den på 10 μF . Nedan på bilden finns originalkondensatorn.


Gasreglagets dimensioner är också mycket små, vilket får dig att tänka på sanningshalten hos de deklarerade egenskaperna
En röd lysdiod är ansluten till omvandlarens ingång, som börjar lysa när inspänning mer än 1,8V

Testet utfördes för följande stabiliserats ingångsspänningar:
1,25V - spänning för Ni-Cd- och Ni-MH-batterier
1,5V - spänning för en galvanisk cell
3,0V - spänning av två galvaniska celler
3,7V - Li-Ion batterispänning
Samtidigt laddade jag omvandlaren tills spänningen sjönk till lagom 4,66V

Öppen kretsspänning 5,02V
- 0,70V - den lägsta spänningen vid vilken omvandlaren börjar gå på tomgång. Lysdioden lyser naturligtvis inte - det finns inte tillräckligt med spänning.
- 1,25V tomgångsström 0,025mA, maximal utström endast 60mA vid en spänning på 4,66V. Ingångsströmmen är 330mA, verkningsgraden är ca 68%. Lysdioden tänds naturligtvis inte vid denna spänning.


- 1,5V tomgångsström 0,018mA, maximal utström 90mA vid en spänning på 4,66V. Ingångsströmmen är 360mA, verkningsgraden är ca 77%. Lysdioden tänds naturligtvis inte vid denna spänning.


- 3,0V tomgångsström 1,2mA (förbrukar huvudsakligen lysdioden), maximal utström 220mA vid en spänning på 4,66V. Ingångsströmmen är 465mA, verkningsgraden är cirka 74%. Lysdioden lyser normalt vid denna spänning.


- 3,7V tomgångsström 1,9mA (förbrukar huvudsakligen lysdioden), maximal utström 480mA vid en spänning på 4,66V. Ingångsströmmen är 840mA, verkningsgraden är cirka 72%. Lysdioden lyser normalt vid denna spänning. Omvandlaren börjar värmas upp något.


För tydlighetens skull sammanfattade jag resultaten i en tabell.


Vid en ingångsspänning på 3,7V kontrollerade jag dessutom omvandlingseffektivitetens beroende av belastningsströmmen
50mA - effektivitet 85 %
100mA - effektivitet 83 %
150mA - effektivitet 82 %
200mA - effektivitet 80 %
300mA - effektivitet 75 %
480mA - effektivitet 72 %
Som är lätt att se, ju lägre belastning, desto högre effektivitet
Kommer långt under de angivna 96 %

Utspänningsrippel vid 0,2A belastning


Utspänningsrippel vid 0,48A belastning


Som är lätt att se, vid maximal ström är rippelamplituden mycket stor och överstiger 0,4V.
Troligtvis beror detta på en liten utgångskondensator med hög ESR (uppmätt 1,74 Ohm)
Driftsomvandlingsfrekvens ca 80 kHz
Jag lödde dessutom 20 µF keramik till utgången på omvandlaren och fick en 5-faldig minskning av rippel vid maximal ström!




Slutsats: omvandlaren har mycket låg effekt - detta bör definitivt beaktas när du väljer den för att driva dina enheter

Jag planerar att köpa +20 Lägg till i favoriter Jag gillade recensionen +37 +69

Med denna spänningsomvandlare kan du få 220 volt från batteri, spänning 3,7 volt. Kretsen är inte komplicerad och alla delar är tillgängliga dessa omvandlare kan drivas av energibesparande eller LED lampa. Tyvärr kommer det inte att vara möjligt att ansluta mer kraftfulla enheter, eftersom omvandlaren är lågeffekt och inte tål tunga belastningar.

Så för att montera omvandlaren behöver vi:

  • Transformator från en gammal telefonladdare.
  • Transistor 882P eller dess inhemska analoger KT815, KT817.
  • Diod IN5398, en analog av KD226, eller någon annan diod som är designad för backström upp till 10 volt med medel eller hög effekt.
  • Motstånd (motstånd) 1 kOhm.
  • Brödbräda.

Naturligtvis behöver du också en lödkolv med lod och flussmedel, trådskärare, trådar och en multimeter (testare). Självklart går det att göra tryckt kretskort, men för en krets av flera delar är det inte värt att lägga tid på att utveckla spårens layout, rita dem och etsa foliens PCB eller getinax. Kontrollerar transformatorn. Gammalt laddarkort.

Löd transformatorn försiktigt.


Därefter måste vi kontrollera transformatorn och hitta terminalerna på dess lindningar. Ta en multimeter och växla den till ohmmeterläge. Vi kontrollerar alla slutsatser en efter en, hittar de som "ringar" i par och skriver ner deras motstånd.
1. Första 0,7 Ohm.


2. Andra 1,3 Ohm.


3. Tredje 6,2 Ohm.


Lindningen med det största motståndet var primärlindningen, 220 V levererades till den I vår enhet kommer det att vara den sekundära, det vill säga utgången. Resten filmades underspänning. För oss kommer de att fungera som den primära (den med ett motstånd på 0,7 ohm) och en del av generatorn (med ett motstånd på 1,3). Mätresultaten för olika transformatorer kan skilja sig åt, du måste fokusera på deras förhållande till varandra.

Enhetsdiagram


Som du kan se är det det enklaste. För enkelhetens skull har vi markerat lindningsmotstånden. Transformator kan inte konvertera D.C.. Därför är en generator monterad på en transistor och en av dess lindningar. Den levererar en pulserande spänning från ingången (batteriet) till primärlindningen, en spänning på cirka 220 volt tas bort från sekundären.

Montering av omvandlaren

Vi tar en brödbräda.


Vi installerar transformatorn på den. Vi väljer ett 1 kilo-ohm motstånd. Vi sätter in den i hålen på brädet, bredvid transformatorn. Vi böjer resistorns ledningar för att ansluta dem till transformatorns motsvarande kontakter. Vi löder det. Det är bekvämt att säkra brädan i någon form av klämma, som på bilden, så att problemet med en saknad "tredje hand" inte uppstår. Lödt motstånd. Vi biter av överskottslängden på utgången. Kort med bitna motståndsledningar. Därefter tar vi transistorn. Vi installerar det på brädet på andra sidan av transformatorn, som i skärmdumpen (jag valde placeringen av delarna så att det skulle vara bekvämare att ansluta dem enligt schematiskt diagram). Vi böjer transistorns terminaler. Vi löder dem. Installerad transistor. Låt oss ta en diod. Vi installerar den på kortet parallellt med transistorn. Löd den. Vårt upplägg är klart.



Löd ledningarna för att ansluta konstant spänning (DC-ingång). Och sladdar för att fånga upp det pulserande högspänning(AC-utgång).


För enkelhetens skull tar vi 220 volts ledningar med "krokodiler".


Vår enhet är klar.

Testar omvandlaren

För att mata spänning, välj ett 3-4 volts batteri. Även om du kan använda vilken annan strömkälla som helst.


Löd lågspänningsledningarna till den, observera polariteten. Vi mäter spänningen vid utgången av vår enhet. Det visar sig 215 volt.


Uppmärksamhet. Det är inte tillrådligt att röra delar medan strömmen är ansluten. Detta är inte så farligt om du inte har hälsoproblem, särskilt med hjärtat (även om tvåhundra volt, men strömmen är svag), men det kan "nypa" obehagligt.
Vi avslutar testningen genom att ansluta lysröret energisparlampa vid 220 volt. Tack vare "krokodilerna" är detta lätt att göra utan lödkolv. Som ni ser är lampan tänd.


Vår enhet är klar.
Råd. Du kan öka omvandlarens effekt genom att installera en transistor på radiatorn.
Det är sant att batterikapaciteten inte håller länge. Om du ska använda omvandlaren konstant, välj ett batteri med högre kapacitet och gör ett fall för det.

Alla har inte hört att litiumjon AA-batterier inte bara har standard 3,7 volt, utan det finns modeller som ger den vanliga en och en halv, som nickel-kadmium. Ja, själva burkarnas kemi tillåter inte skapandet av 1,5-voltsceller, så det finns en nedtrappningsstabilisator inuti. På så sätt får du ett klassiskt uppladdningsbart batteri, med standardspänning för de flesta enheter och, viktigast av allt, leksaker. Dessa batterier har fördelen att de laddas mycket snabbt och är mer kraftfulla i kapacitet. Därför kan vi säkert anta en ökning av populariteten för sådana batterier. Låt oss undersöka testprovet och analysera dess fyllning.

Batteriet i sig ser ut som vanliga AA-celler, förutom den översta pluspolen. Det finns en försänkt ring runt den ovanpå, som ger en direkt anslutning till Li-ion-cellen för.

Efter att ha rivit av etiketten möttes vi av ett enkelt stålhölje. För att demontera cellen med minimal risk för intern kortslutning användes en liten rörskärare för att försiktigt demontera svetsen.

Det tryckta kretskortet, som producerar 3,7 - 1,5 volt, sitter inuti kåpan.

Denna omvandlare använder en 1,5 MHz DC-DC-växelriktare för att ge 1,5 V-utgång. Av databladet att döma är detta en helt integrerad omvandlare med alla krafthalvledarkomponenter. Omvandlaren är konstruerad för 2,5-5,5 volt ingång, det vill säga inom Li-joncellens driftsområde. Dessutom har den en självströmförbrukning på endast 20 mikroampere.

Batteriet har en skyddskrets placerad på ett flexibelt kretskort som omger Li-ion-cellen. Den använder XB3633A-chippet, som, liksom växelriktaren, är en helt integrerad enhet; det finns inga externa MOSFETs för att koppla bort cellen från resten av kretsen. I allmänhet, med all denna medföljande elektronik, förvandlades litiumcellen till ett vanligt fullfjädrat 1,5 V-batteri.

Boost-omvandlare 3,6 - 5 volt på MC34063

Det finns gott om artiklar skrivna om omvandlare baserade på MC34063 och liknande mikrokretsar. Varför skriva en till? Låt oss vara ärliga, vi skrev det för att lägga ut ett kretskort. Kanske kommer någon att anse det som framgångsrikt eller helt enkelt är för lat för att rita sina egna.


En sådan omvandlare kan behövas, till exempel för att driva någon hemmagjord produkt eller mätanordning från litiumbatteri. I vårt fall är detta strömförsörjningen till dosimetern från den kinesiska 1,5A/h. Kretsen är standard, från databladet, en boost-omvandlare.


Kretskortet visade sig vara litet, bara 2*2,5 cm. Du kan göra mindre. Alla delar, som planerat, är SMD. Men att hitta en keramisk SMD-kondensator med en kapacitet på mindre än 1 nF visade sig inte vara så lätt att jag var tvungen att installera en blykondensator. Det visade sig också vara svårt att hitta en relativt liten induktor med erforderlig induktans som inte ingår i mättnaden erforderlig ström. Som ett resultat beslutades det att använda en högre frekvens - cirka 100 kHz och en 47 µH induktor. Som ett resultat är den bara en tredjedel större än brädans dimensioner.


Spänningsdelaren för att stabilisera 5 volt tillverkades framgångsrikt av 3 och 1 kOhm motstånd. Om du försöker kan du försiktigt löda en multivarvspotentiometer i deras ställe, som vi gjorde i NCP3063-omvandlaren, för att kunna justera spänningen.

Användningsomfånget för denna krets är inte begränsat till att driva enheter. Det kan framgångsrikt användas i hemgjorda ficklampor, laddare, powerbanks, i ett ord - var du än behöver konvertera ett spänningsvärde till ett annat. Detta chip är inte särskilt kraftfullt, men det kan hantera de flesta applikationer.

Men vid användning pulsomvandlare för mat mätinstrument och känslig utrustning bör du vara medveten om ljudnivån de skapar längs strömkretsarna. Det finns en åsikt att för kretsar som är mycket känsliga för sådana saker är lösningen endast i tillämpning linjär stabilisator mellan omvandlaren och kretsen som drivs direkt av den. I vårt fall erhöll vi den lägsta rippelnivån med den maximala kapacitansen för kondensatorn vid utgången av omvandlaren som vi kunde hitta. Det visade sig vara tantal vid 220 µF. Tavlan har plats för att installera flera utgångar keramiska kondensatorer, om nödvändigt.

3,6 - 5 volt boost-omvandlaren på MC34063 visade bra stabil drift och kan rekommenderas för användning.

Hur man får icke-standard spänning, som inte passar in i standardsortimentet?

Standardspänning är den spänning som är mycket vanligt förekommande i dina elektroniska prylar. Denna spänning är 1,5 volt, 3 volt, 5 volt, 9 volt, 12 volt, 24 volt, etc. Till exempel innehöll din antediluvianska MP3-spelare ett 1,5 volts batteri. På fjärrkontrollen fjärrkontroll TV:n använder redan två 1,5 volts batterier kopplade i serie, vilket betyder 3 volt. I USB-kontakten har de yttersta kontakterna en potential på 5 Volt. Alla hade nog en Dandy i sin barndom? För att driva Dandy var det nödvändigt att förse den med en spänning på 9 volt. Jo, 12 volt används i nästan alla bilar. 24 Volt används redan främst inom industrin. Dessutom, för denna, relativt sett, standardserie, "vässas" olika konsumenter av denna spänning: glödlampor, skivspelare, etc.

Men tyvärr är vår värld inte idealisk. Ibland behöver du bara verkligen få en spänning som inte är från standardområdet. Till exempel 9,6 volt. Nåväl, varken åt det här sättet eller det... Ja, strömförsörjningen hjälper oss här. Men igen, om du använder en färdig strömförsörjning, måste du bära den tillsammans med den elektroniska prydnadsföremålet. Hur löser man det här problemet? Så jag kommer att ge dig tre alternativ:

Alternativ 1

Gör en spänningsregulator i den elektroniska trinket-kretsen enligt detta schema (mer detaljerat):

Alternativ nr 2

Bygg en stabil källa av icke-standard spänning med tre-terminal spänningsstabilisatorer. Planer till studion!


Vad ser vi som resultat? Vi ser en spänningsstabilisator och en zenerdiod kopplade till stabilisatorns mittterminal. XX är de två sista siffrorna skrivna på stabilisatorn. Det kan finnas nummer 05, 09, 12, 15, 18, 24. Det kan redan finnas fler än 24. Jag vet inte, jag kommer inte att ljuga. Dessa två sista siffror berättar för oss spänningen som stabilisatorn kommer att producera enligt det klassiska anslutningsschemat:


Här ger 7805-stabilisatorn oss 5 volt vid utgången enligt detta schema. 7812 kommer att producera 12 volt, 7815 - 15 volt. Du kan läsa mer om stabilisatorer.

U Zenerdiod – detta är stabiliseringsspänningen på zenerdioden. Om vi ​​tar en zenerdiod med en stabiliseringsspänning på 3 volt och en spänningsregulator 7805, blir uteffekten 8 volt. 8 Volt är redan ett icke-standardiserat spänningsområde ;-). Det visar sig att genom att välja rätt stabilisator och rätt zenerdiod kan du enkelt få en mycket stabil spänning från ett icke-standardiserat spänningsområde ;-).

Låt oss titta på allt detta med ett exempel. Eftersom jag helt enkelt mäter spänningen vid stabilisatorns plintar använder jag inga kondensatorer. Om jag skulle driva lasten skulle jag också använda kondensatorer. Vårt marsvin är 7805 stabilisator. Vi levererar 9 volt från bulldozern till ingången på denna stabilisator.


Därför kommer utgången att vara 5 volt, trots allt är stabilisatorn 7805.


Nu tar vi en zenerdiod för U-stabilisering = 2,4 volt och sätter in den enligt denna krets, det är möjligt utan kondensatorer, trots allt mäter vi bara spänningen.



Hoppsan, 7,3 volt! 5+2,4 volt. Arbetar! Eftersom mina zenerdioder inte har hög precision (precision) kan spänningen på zenerdioden skilja sig något från märkskylten (spänning som anges av tillverkaren). Tja, jag tror att det inte är några problem. 0,1 Volt kommer inte att göra någon skillnad för oss. Som jag redan sa, på detta sätt kan du välja vilket värde som helst utöver det vanliga.

Alternativ nr 3

Det finns också en annan liknande metod, men här används dioder. Kanske vet du att spänningsfallet över den främre korsningen av en kiseldiod är 0,6-0,7 volt, och det för en germaniumdiod är 0,3-0,4 volt? Det är denna egenskap hos dioden som vi kommer att använda ;-).

Så låt oss få in diagrammet i studion!


Vi monterar denna struktur enligt diagrammet. Ostabiliserad ingång konstant tryck 9 volt är också kvar. Stabilisator 7805.


Så vad blir resultatet?


Nästan 5,7 volt;-), vilket var det som behövde bevisas.

Om två dioder är anslutna i serie, kommer spänningen att sjunka över var och en av dem, därför kommer den att summeras:


Varje kiseldiod sjunker 0,7 volt, vilket betyder 0,7 + 0,7 = 1,4 volt. Samma sak med germanium. Du kan ansluta tre eller fyra dioder, sedan måste du summera spänningarna på varje. I praktiken används inte fler än tre dioder. Dioder kan installeras även vid låg effekt, eftersom strömmen genom dem i detta fall fortfarande kommer att vara liten.



Läs också: