КАК СДЕЛАТЬ ИЗ 12 ВОЛЬТ 24
Недавно мы рассматривали устройство понижающее напряжение с 24 до 12 вольт, а теперь изучим повышающий преобразователь 12-24 В. Этот DC-DC преобразователь собран на основе специализированной микросхемы LM2585 производства Texas Instruments. Схема понадобилась для использования в авто (в частности для зарядки ноутбука на 20 В) и была выбрана за предельную простоту, требующую минимального числа внешних компонентов. Элемент переключения — транзистор, интегрирован внутрь регулятора, и способен выдерживать максимальный ток 3А и 60V напряжения. Частота переключения определяется параметрами внутреннего генератора и зафиксирована на 100 кГц. Дополнительные функции — схема плавного пуска, чтобы устранить скачки тока во время пуска и внутреннее ограничение тока. Поддержание точности выходного напряжения составляет 4% в зависимости от нагрузки.
Схема преобразователя 12-24 В
Плата печатная преобразователя 12-24
Технические характеристики преобразователя
- Vin 10-15V DC
- Vout 24V
- Iout 1А
- частота 100 кГц
Вообще сама микросхема обладает более широким диапазоном напряжений и токов. Входное напряжение 4-40 В, выходное до 60 вольт, а предельный ток 3 ампера. Более подробно изучайте в даташите на LM2585.
Входные конденсаторе и диоде должны располагаться достаточно близко к регулятору, чтобы свести к минимуму индуктивности. Элементы IC1, L1, D1, C1, C2, C5, C6 — основные части, используемые в преобразователе напряжения. Конденсатор С3 при монтаже должен располагаться как можно ближе к IC1. Конденсаторы выбирайте типа low ESR с низким сопротивлением постоянному току.
При максимальной выходной мощности, заметна значительная выработка тепла, по этой причине микросхема монтируется непосредственно на общей земле платы.
Графики работы инвертора
Последний график показывает пульсации выходного напряжения и тока индуктивности. Мы видим, что пульсации выходного напряжения составляет около 0,6 Vpp и пиковый ток 2,4 А. Дроссель в конструкции использован на 5 A постоянного тока, поэтому он может легко выдержать такой ток и без особого нагрева катушки.
Originally posted 2018-11-01 01:59:05. Republished by Blog Post Promoter
Источник
12 — 24 вольт преобразователь
Этот преобразователь работает благодаря индуктивной нагрузке. Несмотря на то, что он сделан с использованием традиционных элементов, его работа тем не менее безупречна. В схеме используется таймер NE555 в качестве генератора и транзисторы для управления. Это позволяет получить напряжение 24В на его выходе при токе 1,5 Ампер. Кроме того, он имеет контроль выходного напряжения.
Со всеми доступными на рынке компонентами, когда мы говорим о переключающем регуляторе, мы сразу же думаем о специализированной интегральной схеме, управляющей двумя полевыми транзисторами и трансформатором. Кажется трудным представить схему, состоящую из транзистора и некоторых других компонентов.
Что же, несмотря на наличие определенных компонентов (например, преобразователя постоянного тока LM2576 или драйверов для MOSFET SG3524, TL494, UC3842 и т. д.) которые упростили бы изучение и реализацию коммутативных редукторов или усилителей, мы можем показать вам, что все еще можно разработать хороший, надежный коммутационный преобразователь, используя только дискретные компоненты схема приведена на рисунке.
В этой статье, фактически, предлагается схема повышения напряжения, разработанного в соответствии с принципом нагрузки индуктивности, в котором мы приводим катушку, используя полевой МОП-транзистор, возбуждаемый импульсами, генерируемые нестабильным мультивибратором.
Оригинальная цепь обратной связи (реализованная с дифференциальной цепью с биполярными транзисторами) способна регулировать выходное напряжение, делая его нечувствительным к изменениям нагрузки, приложенной к нему. Все это позволяет получать 24 В, начиная с 12 В постоянного тока и обеспечивая 1,5 А, то есть всего 36 Вт. Таким образом, это устройство адаптировано для многих применений, требующих стабилизированного источника питания 24 В.
Это на самом деле упрощенный метод и результат объединения элементарных цепей, полученных на традиционных компонентах. В сущности, это генератор прямоугольных импульсов, который управляет полевым МОП-транзистором через драйвер MOSFET периодически замыкает на землю, катушку, которая накапливает энергию и восстанавливает ее во время пауз, и на фильтр L/C, используемому для выравнивания выходного напряжения. Таким образом, можно восстановить хорошо отфильтрованное постоянное напряжение, амплитуда которого стабилизирована благодаря вмешательству конкретной цепи обратной связи.
Как видно на рисунке, NE555 смонтирован по типовой схеме, для генерации прямоугольных импульсов, имеющей рабочий цикл (отношение длительности положительного импульса к длительности полного периода), регулируемый с использованием потенциометра R7.
Точная установка рабочего цикла сигнала, генерируемого микросхемой и, следовательно, сигнала, который управляет дросселем L1 (фиг. 2) через МОП-транзистор, является основой для правильной работы схемы.
На самом деле, лучшая стабилизация выходного напряжения достигается при работе катушки на пределе «изгиба» кривой взаимной индукции. Таким образом, незначительные изменения амплитуды управляющих импульсов, обусловленные. Благодаря вмешательству обратной связи, можно получить дискретные изменения выходного напряжения.
Выходное напряжение регулируется, состоящая из усилителя очень специфической ошибки, это дифференциальный каскад, реализованный на двух PNP-транзисторах. Поскольку дифференциальный усилитель имеет характеристику обеспечения выхода напряжением, прямо пропорциональным разности потенциалов, приложенных к его входам, мы можем сделать вывод, что потенциал, который он обеспечивает, зависит от разности между частью выборочного напряжения выход и опорный потенциал.
Опорный потенциал фиксирован. Он снабжен 10-вольтовым стабилитроном (DZ1), поляризованным резистором R1. Делитель напряжения, состоящий из R3 и R5, принимает часть выходного напряжения. База транзистора T1 действует как инвертирующий вход, в то время как база T2 соответствует не инвертирующему входу. Если у вас есть какие-либо сомнения, учтите, что увеличение выходного напряжения увеличивает потенциал на T2, таким образом, ограничивает T2 блокировкой и заставляет уменьшить падение напряжения на резисторе R2.
Это определяет увеличение напряжения Vb T1, тем самым возрастает коллекторный ток. В результате падение напряжения на резисторе R4 изменяется соответственно. Таким образом, вы видите прямую пропорциональную связь между потенциалом обратной связи и потенциалом, выходящим из дифференциальной ступени.
Но какова цель последнего? Это очень просто, он воздействует на выходной каскад для динамического ограничения амплитуды импульсов, которые заряжают индуктивность L1, если выходное напряжение увеличивается слишком сильно, или для увеличения этой амплитуды, если напряжение падает под действием слишком большого заряда. Его работа проста: прямоугольные импульсы, которые управляют полевым МОП-транзистором, достигая этой точки с помощью простого драйвера с дополнительной симметрией на основе транзисторов T3 (NPN) и T4 (PNP).
Этот драйвер обладает хорошей характеристикой, он дает очень резкие положительные импульсы и подводит управляющий вывод MOSFET к земле во время пауз. Основания дополнительных транзисторов, в свою очередь, получают прямоугольные импульсы через резистор. R9, но он также подключен к коллектору T5, который, со своей стороны, управляется потенциалом ошибки.
Практическая реализация, я хотел бы успокоить вас, потому что, несмотря на наличие определенного разнообразия компонентов, реализация доступна всем. Только один потенциометр должен быть отрегулирован. Используя печатную плату, на рисунке.
Источник
Поделки своими руками для автолюбителей
Три источника питания для автомобиля с 24 на 12 вольт.
Напряжение бортовой сети большинства грузовых автомобилей 24 В; таково и номинальное напряжение аккумуляторных батарей. А большинство выпускаемых приборов-помощников, предназначенных для применения в автомобилях
(электрические кофеварки, нагреватели, телевизоры, магнитолы, СD-проигрыватели и др.), рассчитаны на напряжение питания 12 В ±20%. Для их питания используют преобразователи 24–12 В. Случается, что фирменные преобразователи напряжения не выдерживают перегрузки (особенно если в качестве потребителей используются одновременно несколько устройств).
Замена стабилизатора (как и ремонт руками квалифицированного профессионала) стоит ощутимых денег. И когда мне приходилось ремонтировать блоки преобразователей 24–12 В, устраняя одну и ту же неисправность, я установил в «фирменный» корпус небольшую схему, которая с тех пор работает безотказно.
На рис. 2.8 показана электрическая схема простого преобразователя-стабилизатора постоянного напряжения 24–12 В на микросхеме КР1180ЕН12В.
Рис. 2.8. Электрическая схема преобразователя напряжения на микросхеме КР1180ЕН12В
Микросхема КР1180ЕН12В представляет собой стабилизатор напряжения с фиксированным положительным выходным напряжением 12 В, имеет защиту от короткого замыкания и температурного перегрева. Микросхема D1 выдает фиксированное напряжение на выходе +12 В с максимально допустимым током нагрузки 2,2 А.
Особенность микросхемы КР1180ЕН12В в сравнении с близкими аналогами (по электрическим характеристикам) такова: максимальная рассеиваемая мощность Ptot (max) 15 Вт, а максимально допустимое входное напряжение 35 В. Реализованная в корпусе типа КТ-28-2, микросхема-стабилизатор имеет и большой запас по максимальной температурной устойчивости – темпеpатуpе пеpехода Тпер 
Рис. 2.9. Электрическая схема стабилизатора напряжения в бортовой сети 12 В
Микросхему также необходимо установить на радиатор. КРЕН8Б в соответствии с электрическими характеристиками обеспечивает максимальный ток нагрузки в 1,5 А и имеет защиту от короткого замыкания на выходе. Однако в данной схеме она работает совместно с усилителем тока на КТ819БМ, поэтому максимальный ток нагрузки существенно выше того, что могла бы дать одна лишь микросхема.
Автовладельцам на практике хорошо известно, как важно обеспечить работу CD-проигрывателя без помех; и в этом помогает устройство, схема которого представлена на рис. 2.9. Помехи, воздействующие на находящихся в автомашине людей, можно условно разделить на две категории:
• помехи по питанию (НЧ-помехи);
• помехи по ВЧ (высокой частоте).
Помехи по ВЧ можно устранить применением качественной антенны и (или) применением тюнера с избирательным высокочастотным трактом. Помехи «по питанию» на моей практике устраняются применением низкочастотных фильтров и рекомендуемого на рис. 2.9 стабилизатора, специально разработанного и практически опробованного для этих целей.
Результаты применения этого электронного устройства таковы, что показанный на электрической схеме стабилизатор задерживает помехи по НЧ, создаваемые работой двигателя автомобиля во всех его режимах, а также дополнительным электрооборудованием. Штатный вентилятор печки и (или) дополнительный вентилятор для охлаждения салона, питающийся от разъема прикуривателя, до применения этой схемы создавали заметные помехи по низкой частоте (фон), воспринимаемые через акустическую систему CD-проигрывателя. Устройство локализует помехи от кондиционера салона и (или) вентилятора охлаждения радиатора автомобиля.
О деталях и монтаже Конденсаторы С1–С4, подключенные параллельно диодам выпрямительного моста, и конденсатор С3 на выходе устройства отсекают «фоновые» помехи при работе мощных потребителей в бортовой сети. Конденсаторы С2, С4 фильтруют питание, исключая всплески и кратковременные падения напряжения.
Транзистор VT1 управляется микросхемой-стабилизатором КР142ЕН8Б (усиливает ток) и обеспечивает выходное стабилизированное напряжение 12 В ± 5%. Транзистор VT1 необходимо установить на теплоотвод и заменить на КТ815, К817А–К817В. В таком варианте выходной ток несколько сократится. Транзистор VT1, «раскаченный» микросхемой-стабилизатором, способен выдавать ток в несколько ампер (на практике устройство испытано с нагрузкой с током 3,3 А).
Это следует учитывать при выборе режимов работы стабилизатора. Устройство прошло испытание в качестве адаптера по питанию CD-проигрывателей фирм Panasonic и Kenwood. Как базовую схему адаптер можно использовать в широком спектре других задач, стоящих перед радиолюбителем. Устройство может быть использовано для подзарядки аккумуляторных батарей портативной электронной и бытовой техники, в том числе мобильных телефонов.
Отличительные особенности предложенной схемы (рис. 2.9) – также в том, что при подаче «повышенного» постоянного напряжения питания на вход микросхема D1 способна выдавать стабилизированное регулируемое выходное напряжение 12 В. На рис. 2.10 представлен вариант электрической схемы с использованием микросхемы-стабилизатора КР142ЕН12А, позволяющий в широких пределах регулировать выходное напряжение.
Эта схема испытана в регулируемом стабилизаторе, источник питания которого – все та же аккумуляторная батарея с номинальным напряжением 24 В, взятая от грузового автомобиля Volvo FL6. Иллюстрированное на рис. 2.10 включение микросхемы КР142ЕН12А позволяет получить на выходе стабилизированное напряжение в диапазоне 1,2–21 В. Микросхему необходимо установить на теплоотвод. Устройство имеет защиту от короткого замыкания на выходе.
Его можно применять не только в автомобиле, но и в других радиолюбительских конструкциях. Так, при подаче постоянного напряжения на вход в пределах 36…40 В устройство способно выдавать стабилизированное выходное напряжение от 1,2 В до 37 В соответственно при токе нагрузки до 1 А. Когда потребуется установить на стабилизаторе фиксированное выходное напряжение, к примеру 12 В, регулировкой переменного резистора сопротивлением 5,6 кОм добиваются требуемого выходного напряжения, затем сопротивление резистора (выпаяв один вывод) измеряют омметром, и переменный резистор заменяют постоянным.
После ознакомления с этим разделом любой водитель, имеющий даже небольшие практические познания в электронике (но умеющий применять паяльник по назначению), может самостоятельно собрать схему преобразователя и снять для себя проблему надежности и ремонта этого электронного блока.
Автор; А.КАШКАРОВ, г.С.-Петербург.
Источник
