Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
Как известно, различным, в частности, портативным электронным устройствам нужны различные напряжения питания — для одних электронных схем достаточно низкого напряжения в 1,5В, другим нужно более высокое, вплоть до 9 или 12В. Соответственно и автономные источники питания — батарейки и аккумуляторы выпускаются различных типоразмеров, напряжений и ёмкостей. Начиная миниатюрными часовыми «таблетками», которые умещаются на кончике пальца, заканчивая массивными свинцовыми аккумуляторами, которые используются в том числе и в автомобилях. Иногда, в ходе радиолюбительской деятельности, требуется из одного питающего напряжения создавать другое — понижать или повышать. Например, если из 9В требуется получить, например, 5В для зарядки телефона особых проблем не возникает — в простейшем случае можно установить линейный стабилизатор 7805 с минимальным обвесом из пары конденсаторов.
Если ток потребления небольшой, можно обойтись ещё проще, понизив напряжение и стабилизировав на на нужном уровне с помощью стабилитрона с резистором. Однако есть требуется наоборот повысить напряжение, сделать, например, из 1,5В 9В, без сборки схем не обойтись, к счастью, схема такого преобразователя малой мощности достаточно проста, миниатюрна и собрать её сможет каждый желающий. Практических применений у такого преобразователя может быть множество, например, часто они используются для питания мультиметров от пальчиковых батареек или литий-ионных аккумуляторов, последний вариант особенно удобен, ведь батарейки в мультиметре больше не придётся менять, достаточно будет лишь зарядить аккумулятор в течение пары часов, и прибор снова готов к работе. Именно такой вариант и реализовал автор с использованием схемы преобразователя, показанной ниже.
Как можно увидеть, схема на самом деле проста — она содержит всего лишь один PNP транзистор, трансформатор и несколько конденсаторов. Преимуществом данной схемы является её высокий КПД, который превышает 90%, таким образом, преобразователь практически не будет расходовать энергию впустую на нагрев. На вход можно подавать напряжение от 1В до 5В, это означает, что использовать преобразователь можно с пальчиковыми или мизинчиковыми батарейками на 1,5В, никель-кадмиевыми аккумуляторами на 1,2В, а также литий-ионными аккумуляторами, которые выдают 4,2В в полностью заряженном состоянии. Минимальный порог напряжения, при котором схема будет работать, определяется используемым транзистором — как утверждает автор, если использовать германиевый транзистор, схема будет работать и повышать напряжение, даже если на входе будет всего 0,4В. Это связано с низким падением напряжения (около 0,2-0,3В) на переходе германиевого полупроводника. Коэффициент трансформации будет зависеть от количества витков в трансформаторе, вернее, количества витком в его вторичной обмотке — увеличение витков ведёт к повышению напряжения, принцип точно такой же, как в обычных сетевых трансформаторах.
Для данной схемы изготовить трансформатор достаточно просто, понадобится лишь ферритовое колечко (марка феррита любая, но желательно брать с магнитной проницаемостью близкой к 2000) и медная проволока диаметром 0,1 мм и 0,5 мм, либо близкие значения. На колечке сперва наматывается первичная обмотка проволокой 0,5 мм, содержит она 10 витков, наматывать её нужно равномерно по всему периметру кольца. Выводы первичной обмотки фиксируются, затем наматывается вторичная — она содержит уже около 50 витков, точнее значение можно подобрать под необходимое на выходе напряжение. Обратите внимание, что схема не имеет стабилизации выходного напряжения, поэтому при снижении напряжения источника питания (разряде), будет снижаться также и выходное напряжение, поэтому желательно намотать витков с запасом, чтобы в дальнейшем можно было установить на выходе стабилитрон и напряжение не зависело от входного. Вторичную обмотку можно наматывать уже более тонким проводом, 0,1-0,5 мм, витки должны быть также распределены равномерно по всему периметру кольца. После намотки не помешает залить всё кольцо лаком, если не планируется менять число витком, это позволит надёжно зафиксировать проволоку и обмотки не размотаются.
На схеме можно увидеть конденсатор С1, стоящий между выводами коллектора и эмиттера транзистора — его ёмкость может лежать в пределах 1-120 нФ, желательно после сборки схемы подобрать наилучшее значение ёмкости этого конденсатора, при котором будет настигнут максимальный КПД схемы, то есть мощность на выходе стала бы примерно равна мощности на входе. На схеме также можно увидеть пару конденсаторов на 1000 мкФ — конденсаторы такой ёмкости весьма крупногабаритны и их установка не всегда оправдана, без проблем можно уменьшить ёмкость каждого из них до 1-47 мкФ, на работе схемы это не скажется. Транзистор — любой PNP структуры малой либо средней мощности, желательно применять не самые низкочастотные.
Выше на фотографиях приведена установка литий-ионного аккумулятора от телефона внутрь корпуса мультиметра, плоский аккумулятор идеально подходит по размерам. В отсек для кроны, который теперь остаётся пустым, устанавливается сам преобразователь, собирается он навесным монтажом. Выход преобразователя подключается к клеммной колодке кроны, через которую осуществляется питание мультиметра, при этом не лишним будет поставить параллельно выходу стабилитрон на 10 вольт, который защитит схему прибора от возможных всплесков напряжения на выходе преобразователя. Без подключенной нагрузки схема потребляет всего 0,2 мА, это очень мало, тем не менее, достаточно для разрядки аккумулятора, поэтому в цепь последовательно с аккумулятором устанавливается кнопка с фиксацией для включения питания прибора.
Область применения такого преобразователя довольно широкая — например, он также может использоваться для питания маломощных светодиодных фонариков от низковольтных солнечных панелей, ветрогенераторов, или всего одной пальчиковой батарейки. Хочу предупредить, если преобразователь используется в для питания мультиметра, по сразу после сборки и установки появляется соблазн померить этим же мультиметром его же питание — так делать ни в коем случае нельзя, мультиметр может выйти из строя. Удачной сборки!
Источник (Source)
Подборки: Преобразователь напряжение электроника мультиметр Схема Транзистор Аккумулятор
Источник: