Простой импульсный преобразователь 24 на 12 в. "радио - нн" - разработка и изготовление преобразователей напряжения, продажа радиодеталей

Этот преобразователь напряжения отлично подойдет для включения компьютерного вентилятора от 24 В, когда нехватает стандартной скорости вращения от 12 вольт. Предложенная схема рассмотренная ниже позаимствована для питания УФ лампы в одном из сканнеров.

Основным компонетом конструкции является трансформатор на ферритовом сердечнике диаметром 30 мм. Если в его конструкции взять броневой ферритовый магнитопровод, то схема будет работать гораздо лучше. Броневой ферритовый магнитопровод можно взять из старого блока питания персонального компьютера, или в схеме сгоревшей люминесцентной лампы.

Медной проволоки на сердечник придётся потратить совсем чуток, причем витки можно намотать достаточно тонким проводом. Первичная обмотка состоит всего из четырех витков, две вторичные наматываются из 13 витков каждая. Первичная обмотка укладывается в противоположном направлении, по отношению к вторичным. Начало первой одной вторичной обмотки соединено с концом второй. На схеме, точками возле «спиралек», показаны начала обмоток.

Так как, для наших задач, ток на выходе не превышает 500 мА, то можно применить биполярные транзисторы типа: 2N3904, 2N4401, PN2222, MPS2222, C945, NTE123AP. Если выходной ток нужен побольше, тогда нужно взять транзисторы помощнее, например D965, (Их можно позаимствовать из фотовспышки старого фотоаппарата). Если на выходе нужен ток выше 5 А, тогда следует использовать силовые ключи на составных транзисторах, допустим TIP120 или TIP3055. Но в этом случае диоды применяемые в схеме, должны быть рассчитаны на протекающий ток свыше 10 А, а сами ключи, рекомендуется разместить на радиаторы охлождения.

Диоды в обычном исполнение подойдут любые, главное чтоб они могли запираться при обратной полярности тока за 35 наносекунд или быстрее. Можно взять диоды 1N914 и 1N4148, но учтите они рассчитаны на прямой ток не выше 4 А. При подключении к преобразователю напряжения низкоомной нагрузки, следует использовать выпрямители SUF30J, UF510, UF540, которые способны работать при больших токах 15 – 20 А.

Конденсаторы выбираем любые с изоляционной обкладко. Емкости на 100 пФ и 470 пФобычные, применяются для фильтрации высоких частот. Конденсатор на выходе схемы, с номиналом емкости 1,5 мкФ электролитический. По напряжению емкости следует выбирать в два раза выше, действующего напряжения в схеме.

Нужна на номинал около 1 мГн. Таких катушек очень много готовых в различной радиоаппаратуре.

Резисторы берем с небольшим запасом по мощности. Оптимально для данной конструкции подойдут сопротивления по 0,5 Вт.

Простой преобразователь напряжения для питания радиостанции от бортовой сети с напряжением 24В можно собрать довольно быстро. Схема легко повторяема и не содержит дефицитных и дорогих радиодеталей.

Схема представляет собой линейный стабилизатор напряжения собранный на LM7815. Для увеличения тока стабилизации на радиаторе устанавливается составной транзистор TIP142. Диоды VD1,2 установлены для защиты от не правильного подключения полярности на входе устройства. VD3,4 – защищают устройство при подаче 24V напряжения на выход устройства.

Печатная плата собрана на одностороннем фольгированном текстолите.

Детали устанавливаются на плату со стороны проводников. Транзистор VT1 устанавливается на теплоотводящий радиатор. Я использовал радиатор от старого преобразователя напряжения. Готовое устройство выглядит так:

Примерная стоимость преобразователя составляет 250 руб. Его мощности вполне хватает для питания Си-бишной радиостанции с мощностью передатчика до 15 Вт. Ток потребления данным устройством составляет 10 мА. Выходная мощность – 65Вт. Выходное напряжение – 13В.

Список радиоэлементов

Преобразователь напряжения 12/24, краткое описание которого приведено в этой статье, предназначен для питания мощных УМЗЧ в полевых условиях: от бортовой сети автомобиля или аккумулятора с выходным напряжением 12В. Преобразователь напряжения 12/24 незаменим на отдыхе, при длительном путешествии на автомобиле и любом плавсредстве, везде, где нет сети и используется автономное питание от аккумулятора.
Преобразователь напряжения 12/24 МР605 спроектирован специально для питания мощных усилителей НЧ (ВМ2071, ВМ2072, ВМ2073, МР5630С1, МР5630С2, МР5630С21, МР5630С4, МР5613) от аккумулятора 12… 14 В при встраивании в автомобиль или уличном использовании.
Встроенная защита от заниженного напряжения (8 В) не позволит полностью разрядить аккумулятор. Преобразователь отключится при достижении 8 В на входе.

Технические характеристики преобразователя напряжения 12/24
Входное напряжение, В ………………8…18
Выходное напряжение, В …………….25
Максимальный выходной ток, А ……13
Уровень защиты мин., В ………………8
Уровень защиты макс., В …………….18
Размеры, мм …………………………….150x80x35

Устройство преобразует постоянное напряжение в диапазоне от 8 до 18 В в постоянное напряжение 24 В и при максимальном токе 13 А. Внешний вид преобразователя напряжения 12/24 показан на рис.1, а принципиальная электрическая схема преобразователя напряжения 12/24 — на рис.2.
Основа преобразователя — четырехфазный контроллер ШИМ типа TPS40090 производства Texas Instruments.

Особенности микросхемы TPS40090
Микросхема (МС) TPS40090 — это высокочастотный, многофазный контроллер, выполняющий двух-, трех- или четырехфазные операции. Рабочий диапазон напряжений от 5 до 15В. Программируемая частота переключения до 1 МГц. МС имеет дискретные выходы.
Кроме того, TPS40090 является многофазным синхронным контроллером с режимом пикового тока и с регулируемой обратной связью. МС управляет внешними ключами на МОП-транзисторах с N-каналами. Количество ключей определяется выбранным числом рабочих фаз. Контроллер может быть сконфигурирован для работы в двух-, трех- или четырехфазном режиме питания. При этом значение частоты преобразования остается постоянным, меняется только длительность управляющих импульсов.

В эту МС встроена защита от перенапряжения и отключение выхода при пониженном напряжении. Блок-схема TPS40090 показана на рис.3.

Области применения TPS40090
Интернет-серверы;
сетевое оборудование;
телекоммуникационное оборудование;
DC Power распределенные системы;
радиолюбительские приложения.

Особенности конструкции и подключения преобразователя напряжения 12/24
Конструктивно преобразователь выполнен на печатной плате размерами 150×80 мм. На рис.4 показана эта плата и указаны разъемы с основными напряжениями.
На плате преобразователя есть разъем с маркировкой «6.8 V». С него можно снять напряжение 5 В / 100 мА для питания возможных схем автоматики в вашей конструкции.

Точка на разъеме, к которому подключают входное напряжение, маркированная на рис.1 как Uвкл., предназначена для включения преобразователя напряжения 12/24 с помощью замка зажигания в автомобиле. По умолчанию эта функция отключена, т.е. при подключении преобразователя к аккумулятору он сразу включается. Если нужно активировать эту функцию, то следует подключить резистор 10 кОм ±50% между клеммой Uвкл. и Uпит- (рис.5) или подпаять его со стороны платы. После этого преобразователь будет включаться только после подачи напряжения +12 В от замка зажигания или дополнительного выключателя. В середине платы установлен разъем для подключения вольтметра.

На рис.6 показана плата преобразователя напряжения 12/24 с подключенным вольтметром МР503 для контроля напряжения. Вольтметр показывает напряжение на выходе преобразователя, когда он включен, или входное напряжение, когда преобразователь отключен сигналом Uвкл,

Как уже говорил - большим недостатком является отсутствие какой-либо схемы подключения на упаковке. Всё бы было ничего, если было только два провода - красный и чёрный, более менее тогда понятно: красный на плюс, чёрный на минус. Но присутствует ещё жёлтый провод, который вводит в заблуждение.

После недолгих поисков в тырнете, удалось найти аналогичный блок питания с разрисованной схемой. Фишка оказалась в том, что жёлтый провод является управляющим, который включает/выключает преобразователь. Для того, чтобы DC/DC конвертер заработал, на жёлтый провод надо подать +24 вольта. Самым простым способом является объединение красного и жёлтого проводов и подача на них напряжения. Более извращённым способом является управление блоком питания с помощью слаботочного переключателя S1 (см схему ниже). Таким образом, красный провод должен быть постоянно подключен к плюсовой клеммой аккумулятора (ток там может протекать приличный). Насчёт жёлтого провода на выходе не совсем уверен, обычно он называется REM, т.е. remote - удалённое управление. Как я понимаю он также служит для перевода блока питания в дежурный режим (т.е. его отключение). Я нарисовал на схеме способ подключения жёлтого провода на выходе, но я такое поключение не проверял . Если будет возможность - проверю и отпишусь.

В общем, отписываюсь: всё что написано в предыдущем абзаце - наглая ложь! В)
В ходе экспериментов было установлено, что жёлтый провод является силовым как по входу, так и по выходу. К сожалению (а может и к счастью) опыты закончились как обычно - дымом и запахом сгоревшей изоляции... во-первых, после подключения на входе красного+жёлтого провода, а на выходе только красного и нагрузки 21 Вт (лампочка 12 В) напряжение на выходе просело до 9 В. Мне это сильно не понравилось и я решил посмотреть на незадействованный жёлтый провод на выходе. На нём оказалось напряжение +12В и я подумал, что это вход обратной связи. Сделав такое умозаключение, я подключил его к красному проводу на выходе и всё вроде бы заработало - напряжение стало опять 11.9 В и всё было прекрасно.
После почти часовой нагрузки на три лампочки 21Вт 12В корпус блока был сильно горячим (около 60 градусов). В этот момент было записано видео...

После этого я решил продемонстрировать папе (для него покупался преобразователь), что жёлтый провод (на стороне 12В) является измерительным для обратной связи: я рассчитывал, что когда отключу его от красного напряжение опять снизится где-то до 6 вольт или даже менее. После отключения жёлтого провода (вся нагрузка осталась на красном проводе) раздался щелчок, пошёл дым и всё погасло...

Вскрытие принесло мне озарение: я узнал, как устроен этот преобразователь, что означают те или иные провода.

NEW: Как и обещал, выкладываю фотки внутренностей. Наконец-то дошли руки. Я уже говорил, о том, что сгорел слаботочный преобразователь, это хорошо видно на вот этой фотографии.

А тут хорошо видно основной силовой преобразователь, точнее его половину:

2) Внутреннее устройство

На рисунке ниже приведена схема подключения DC/DC конвертера с использованием трёх проводов: красного, чёрного и жёлтого. Убрал предыдущую схему (которая была в корне неправильной). Как только нарисую правильную - выложу. На словах получается так: если нам нужен один мощный преобразователь 24 вольта в 12 вольт - берём и объединяем на входе красный с жёлтым провода и также на выходе красный с жёлтым провода. На эти объединённые на входе провода подаём +24 Вольта, а на чёрный подаём минус. Кстати, чёрный провод общий для входа и для выхода, так что в принципе можно сэкономить на одном проводе, хотя это будет и не совсем правильно.

Если же нам нужно два стабилизатора (например, один дежурный), то используем их раздельно - жёлтый провод - это "плюс" силового преобразователя, красный провод - "плюс" дежурного (слаботочного) преобразователя. Я думаю, максимальный ток слаботочного преобразователя где-то около 2 А.
Допилил более правильную схему подключения (с работающим дежурным стабилизатором):