воскресенье, 11 марта 2012 г.

ИППН управляемый мультивибратором.


Импульсные преобразователи постоянного напряжения (ИППНы) могут быть повышающим постоянное напряжение, понижающими его или могут повышать или понижать его (напряжение) в зависимости от управляющих импульсов. Также ИППНом можно плавно регулировать выходное напряжение (если это конечно предусмотрено) без значительного изменнения КПД. КПД импульсного преобразователя постоянного напряжения может быть большим так как используется импульсный режим работы.
В этой статье рассмотрена простая реализация ИППН рассмотренного в статье принцип работы ИППН повышающего и понижающего типа. Рассмотрим схему на рисунке 1:
Рисунок 1 - ИППН управляемый мультивибратором 

ИППН состоит из транзистора VT3, диода VD1, катушки L1 и конденсатора C3.  Резистор R5 - для ограничения тока (но может быть что без него можно обойтись). Управляющие импульсы на ИППН подаются с мультивибратора. Длительность импульсов и длительность пауз выдаваемых мультивибратором можно плавно изменять в некоторых пределах, изменяя сопротивления резисторов R2 и R3, а следовательно и напряжение на выходе тоже можно плавно изменять в некоторых  пределах. Для определения длительностей импульсов и длительностей пауз можно воспользоваться формулами приведенными в статье мультивибратор на транзисторах КТ315А или программой приведенной там. В схеме на рисунке 1, транзистор VT3 открывается когда на базу этого транзистора подается импульс с мультивибратора. Катушка L1 заряжается когда транзистор VT3 открыт. Когда импульс прекращается транзистор VT3 закрывается, ток катушки открывает диод VD1 и через этот диод заряжается электролитический конденсатор C3. Направление напряжения на конденсаторе показано на рисунке 1. Понять принцип работы ИППН можно исследуя схемы коммутирующие индуктивные нагрузки, например схему из статьи регулирование оборотов двигателя постоянного тока, там параллельно двигателю поставлен конденсатор для гашения скачков напряжения (опасных для транзистора), но обычно в таких схемах ставят диоды параллельно нагрузке и так чтобы напряжение питания для диода было запирающим. Когда ключ запирается индуктивная нагрузка замыкается на себя.
Наибольшее напряжение которого удалось добиться на выходе было около 100В. Поставив катушку с большей индуктивностью можно добиться большего напряжения.  


9 комментариев:

  1. Здравствуйте! Скажите пожалуйста, можно ли использовать данную схему в качестве источника питания для единичных неоновых индикаторных ламп или газоразрядных индикаторов ИН12?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Для запуска ИН12 нужно 170В а данная схема максимум выдаёт 100В. Если убрать резистор R5, повысить напряжение питания и правильно подобрать катушку и частоту мультивибратора то возможно что получиться, но именно с данной схемой нет. Ещё лучше заменить транзисторный мультивибратор микросхемным т.к. у микросхемных импульсы более прямоугольные. Можно сделать например так как в статье http://electe.blogspot.ru/2016/02/blog-post.html на рисунке 6, только опять же лучше поставить другую катушку с большим числом витков, понизить немного частоту и заменить транзистор на такой у которого побольше напряжение и начинать проверять надо всегда с меньшим напряжением а потом постепенно его увеличивать и первый раз после изменений (и вообще всегда) питать желательно через предохранитель или амперметр с подходящим предохранителем.

      Удалить
    2. К тому же такие индикаторы представляют собой разрыв пока не произошёл разряд - это может привести к перегоранию транзистора, но может получиться так что этим можно будет добиться нормального зажигания дуги и дальнейшего её поддержания работой преобразователя на эту дугу.

      Удалить
    3. Я собрал схему, но практического применения не получилось. Измеренное цифровым мультиметром напряжение составило порядка 400 вольт(сопротивление вольтметра 1 МегаОм), но на нагрузке оно сразу проседает почти до нуля.

      Удалить
    4. Так и должно быть иначе бы транзистор перегорел. Для того чтобы преобразователь выдавал большую мощность нужно чтобы катушка сильнее заряжалась - для этого нужно уменьшить активное сопротивление катушки, убрать резистор R5 и уменьшить индуктивность. Для того чтобы активное сопротивление катушки было меньше нужно чтобы диаметр провода её витков был больше и самих витков было меньше (при этом и индуктивность будет меньше). Но при этом главное не перестараться т.к. у транзистора КТ940 ток коллектора всего 100мА. Я думаю можно "выжать" из этой схемы больше мощности, поменяв катушку, но для того чтобы хватило для газоразрядной лампы ин-12 напряжение питания надо повысить т.к. при токе индикации у такой лампы 2.5мА, напряжении 170В мощность будет 0.0025*170=0.425Вт а у данного ИППНа при 3В питания с транзистором кт940 будет максимум 3*0.1=0.3Вт.

      Удалить
    5. Провел ещё один эксперимент: при подключении неонки-стартера от ЛДС и повышении питания до 9 в (батарея крона) она слабо засветилась. Ферритовый стержень полностью вкручен в катушку->её индуктивность максимальна. Более 3 секунд включенной не держал(т.к. номиналы сопротивлений оставил те-же что и для 3В: коллекторный 100 ом, базовые по 500 ом, для буферного каскада 200ом, резистор между плюсом батареи и катушкой индуктивности убрал.

      Удалить
    6. Конденсаторы поставил по 0,1 мкф. Время импульса=Времени паузы= R2C1=R3C2 = 500ом*0,1мкф = 0,5 * 10^(-4) с. Время полного колебания равно 1*10^(-4)c. Частота работы мультивибратора тогда 10 кгц без учёта влияния буферного каскада. (поскольку он npn его p-n переход получается параллельно соединен с переходами мультивибратора, наверное это не есть здорово)

      Удалить
    7. Можно полевой транзистор использовать в буферном каскаде. У полевого транзистора с изолированным затвором от входа на землю очень большое сопротивление.
      Я тоже провёл эксперимент но с мультивибратором на таймере 555, буферный каскад также на транзисторе кт940 и перебором катушек получилось добиться нормального свечения небольшой газоразрядной лампочки от 4х пальчиковых батареек соединённых последовательно, потребляемый от батареек ток около 30мА. Частота, по расчётам, примерно 4.6 кГц.

      Удалить
    8. Возможно кому нибудь будет полезно видео о том как можно зажечь газоразрядную лампочку от батареек https://youtu.be/uAwKRF_5n7w

      Удалить