Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
Сейчас существует довольно большое количество батареек различных форматов и типоразмеров, начиная от крошечных «таблеток» на 1,5В, от которых работают многие наручные часы, заканчивая более высоковольтными и ёмкими — например, кронами на 9В. Каждый тип батареек находил применение в каких-либо устройствах: самыми распространёнными можно назвать пальчиковые или мизинчиковые батарейки, соответственно типоразмеры АА и ААА, они используются практически в каждом пульте дистанционного управления, будильнике, часах и прочей бытовой технике, где требуется автономное питание. Чуть менее используемые, но не менее важные — кроны, имеют относительно небольшую ёмкость но достаточно высокое напряжение, используются также в некоторых часах, а также от них питаются практически все бытовые мультиметры — а это прибор №1 для радиолюбителя. Иногда при ремонте или восстановлении какого-либо устройства возникает необходимость питать его напряжением около 9В, но место есть только под одну пальчиковую или мизинчиковую батарейку — а их необходимо целых 6 штук, чтобы получить 9В.
В связи с этим появилось довольно много схем, которые позволяют преобразовать более низкое напряжение (1 — 3В) до уровня 9 или даже больше вольт, при этом важным параметром таких преобразователей является КПД — ведь если на преобразователе будет теряться большой процент энергии, то одна батарейка будет очень быстро садится и использовать прибор опять-таки будет невозможно. Также подобные преобразователи должны быть миниатюрными — чтобы была возможность встроить его прямо в батарейный отсек, и ещё осталось место под «низковольтную» батарейку. Всем этим критериям будет удовлетворять схема, представленная в этой статье — она уже начинает работать от напряжения 0,8В, как пишет автор, кроме того не содержит каких-либо дорогих компонентов или больших индуктивностей, которые нужно наматывать вручную.
Многие пояснения уже имеются на самой картинке со схемой. Единственная деталь, которую необходимо намотать, это трансформатор, состоящий из двух обмоток, L1 и L2 на схеме. Если разные варианты изготовления этого трансформатора, оба довольно просты и малозатратны. В первую случае берётся ферритовое кольцо с магнитной проницаемостью 2000, это самое распространённое значение, поэтому можно взять даже б.у. колечко из ненужной аппаратуры, вероятнее всего схема запустится с первого раза. Если работает нестабильно или напряжение на выходе слишком мало — стоит поварьировать количество витков, даже если магнитная проницаемость будет больше или меньше, её всегда можно скомпенсировать количеством витков.
Диаметр провода не имеет особого значения, ведь преобразователь маломощный и рассчитан на подключение такие же маломощных приборов, например, мультиметра. Но если под нагрузкой (особенно в режиме прозвонки мультиметра — он потребляет больше всего тока) напряжение на выходе просаживается, стоит увеличить диаметр провода обмотки L1. Оптимальным значением будет диаметр 0,3 — 0,4 мм, такая проволока не рвётся, легко наматывается и при этом не занимает много места. Размер ферритового кольца не критичен — но не стоит брать слишком маленькие, слишком большие также не следует — они просто впустую займут много места, оптимально взять диаметром 1-2 см. Количество витков — 20, как в обмотке L1, так и L2, но его всегда можно варьировать для достижения максимального КПД и эффективности работы схемы. При намотке витков стоит распределять проволоку по кольцу равномерно — если, например, L1 будет на одной части кольца, а L2 — на другой, то коэффициент связи значительно упадёт. Также следует обращать внимание на направление обмоток при подключении к схеме — точкой возле индуктивности показано начало обмотки. Если перепутать — схема просто не запустится.
Второй вариант изготовления трансформатора несколько проще, но работает ничуть не хуже. Требуется взять готовую индуктивность с номиналом 330 мкГн или чуть выше, изготовленную на ферритовом сердечнике, так называемую «гантельку», снять с неё изоляцию в виде термоусадочной трубки, так, чтобы была видна сама обмотка. При этом важно делать это аккуратно, чтобы не повредить тонкий провод. Далее нужно просто намотать поверх готовой обмотки (она будет L2) свою, состоящую из 20-30 витков провода 0,3 — 0,4 мм, желательно виток к витку максимально плотно, эта обмотка будет являться L1. Сверху также укрыть всю «гантельку» термоусадкой, чтобы обмотка не сползла и не размоталась, дополнительно можно зафиксировать термоклеем — трансформатор готов, практически без особых усилий. Также описанный автором способ изготовления такого маломощного трансформатора можно применять и в других схемах, для требуется создания подобных вещей. Фазировку такого трансформатора можно определить просто методом научного тыка, подключить, и если схема не запустится — просто поменять местами выводы одной из обмоток. Ниже представлены фотографии процесса создания. На первой фотографии — исходная индуктивность, на второй — с намотанной самодельной обмоткой, на третьей — готовая, усаженная в термоусадку.
Остальные детали схемы достаточно просты и тривиальны. Особое внимание стоит обратить на конденсатор С1, стоящий параллельно источнику питания (батарейке), в подписи к схеме выделено, что тип используемого конденсатора здесь — строго керамический. Довольно часто по питанию в электронных схемах устанавливают электролитические конденсаторы, за счёт большой ёмкости они хорошо подавляют пульсации, но в данной же схеме по по входу питания они будут лишними из-за высокого (по сравнению с керамическими) тока утечки, этот ток может значительно снизить эффективность схемы. Кроме того, схема питается от батарейки — а это практически идеальный, с точки зрения пульсаций, источник постоянного напряжения, поэтому дополнительная фильтрация не требуется, разве что керамический конденсатор небольшой ёмкости.
Вся схема собирается навесным монтажом, как можно плотнее, а затем заливается диэлектрическим компаундом, например, термоклеем или эпоксидной смолой для жёсткой фиксации. Таким образом, получается весьма прочная, а главное компактная конструкция, которую можно встроить прямо в батарейный отсек устройства, которое необходимо питать. Для подключения можно вклеить контакты кроны (ответную часть) прямо в компаунд, которым залита схема, а питающее контакты вывести к батарейке двумя отрезками проводов. Автор изготовил несколько экземпляров схемы, как с трансформаторов на кольце, так и на готовой индуктивности, таким образом, схема обладает хорошей повторяемостью.
Несколько слов про первоначальную настройку схемы, которая выполняется один раз после сборки. Необходимо отсоединить от схемы стабилитрон, который будет задавать фиксированное выходное напряжение, поставить вместо постоянного резистора R1 подстроечный с сопротивлением 4,7 — 5 кОм, к выходу запаять нагрузочный резистор на 1 кОм, подключить схему к питанию и замерять напряжение на выходе, медленно меняя сопротивление R1. Без нагрузки схема может выдавать на выходе очень большое напряжение, вплоть до сотен вольт, поэтому нужно предусмотреть, чтобы С2 был рассчитан на высокое напряжение. При определённом положении R1 на выходе будет максимум напряжения — в этом и заключается вся настройка, R1 можно оставить как подстроечный, так и заменить его на постоянный, но уже нужного сопротивления.
На фотографиях ниже автор приводит измерение КПД схемы, согласно расчётам, КПД составляет 96,9 %, что является очень высоким показателем. Удачной сборки!
Источник (Source)
Подборки: Преобразователь Схема Транзистор Электроника
Источник: