Как настроить преобразователь напряжения

Ваш браузер не поддерживает технологию iframes. Для навигации используйте верхнее меню

Преобразователи напряжения (инверторы) 12/24 В в 220 В.
Мощность от 100 до 1000Вт.
Собственное производство. Гарантия на инверторы 5 лет.

• Преобразователи напряжения — прайс-лист
• Электрические схемы преобразователей напряжения
— на биполярных транзисторах;
— на полевых транзисторах;
— гибридные схемы.
• Преобразователи напряжения — гарантии и ремонт
• Основные типы преобразователей напряжения
• Настройка преобразователя напряжения
• Преобразователи напряжения — частые вопросы
• Зарядные устройства автомобильных аккумуляторов
• Преобразователи напряжения 12/24 и 24/12
• Источники бесперебойного питания
• Преобразователи напряжения для автообогревателей
• О светодиодных фонариках
• Выбор ИБП для газовых котлов
• Аккумуляторы для систем автономного электроснабжения
• Зарядные устройства для AGM аккумуляторов

Регулировка и настройка преобразователей напряжения
(задающий генератор 50 Гц)

Преобразователи напряжения, выпускаемые нашим предприятием, как 12-вольтовые, так и 24-вольтовые, конструктивно выполнены одинаково. Все элементы размещены в пластмассовом корпусе. На лицевой панели преобразователя расположены тумблер включения, входные клеммы для напряжений 12(24)В, сдвоенная розетка выходного напряжения 220В и два светодиодных индикатора — подачи входного напряжения и снижения его ниже допустимого уровня.

Внутри корпуса преобразователя напряжения расположен трансформатор, печатная плата задающего генератора и мощные выходные транзисторы на радиаторах. Также здесь расположены некоторые дополнительные элементы схемы, разные для конкретных типов преобразователей напряжения.

Регулировка преобразователя напряжения начинается с настройки задающего генератора, расположенного на печатной плате — рис.1

Рис.1. Принципиальная электрическая схема задающего генератора преобразователя напряжения

Резистор R1 заменяем потенциометром номинала 680 КОм, подключаем питание 12В и с помощью осциллографа контролируем выходное импульсное напряжение — меандр на «Вых.1» и «Вых.2». При вращении движка потенциометра длительность импульсов должна меняться от 2-3 мс до 200-500 мс. Не должно быть срывов колебаний генератора при максимальном сопротивлении потенциометра, а при постепенном уменьшении сопротивления срыв должен происходить при длительности импульсов не более 3 мс.

Если срыв колебаний происходит при длительности более 3 мс, то следует заменить транзистор КТ361 или КТ315 на аналогичный, но с меньшим значением коэффициента усиления. Иногда наблюдается самопроизвольное нарастание частоты импульсов генератора, особенно при прогреве. Из опыта работы могу сказать, что такой эффект возникает при низком, менее 1 МОм, сопротивлении участка коллектор-эмиттер транзисторов V1 или V2 (довольно распростанённый вид брака). Естественно, такие транзисторы следует заменить.

После проверки частотного диапазона работы задающего генератора выставляем потенциометром значение 50 Гц и измеряем полученное сопротивление. Оно должно находиться в пределах 100-300 КОм. Если оно больше, то желательно уменьшить емкость конденсатора С1 (но не менее, чем до 0,022 мкф), чтобы обеспечить стабильность работы генератора при разных температурных условиях эксплуатации. После замены конденсатора снова проверяем частотный диапазон работы генератора и, наконец, заменяем потециометр постоянным резистором. Для увеличения КПД преобразователя напряжения можно выставлять частоту не 50 Гц, а 60 Гц, что не влиет на работу большинства подключаемых приборов.

Далее проверяем работу схемы запирания выходных транзисторов при снижении напряжения питания. Для этого плавно уменьшаем напряжение питания, контролируя выходные импульсы на обоих выходах. При наступлении срыва колебаний оба транзистора КТ814 должны запираться и напряжение на выходах должно быть нулевым. Если же один из транзисторов остаётся открытым, то необходимо заменить микросхему 155ЛА3. К сожалению, этот способ единственно надежный, хотя и трудоёмкий. Правда, такой дефект встречается редко и зависит от партии микросхем и завода — изготовителя. Практически не встречается у микросхем Минского производства.

После настройки задающего генератора переходим к общей регулировке преобразователя напряжения в сборе.

Источник

Регулируемый миниатюрный DC/DC-преобразователь: получаем из USB любое напряжение от 1 до 24 В

Содержание

Вступление

Когда в радиолюбительском или даже профессиональном арсенале требуется регулируемый источник питания невысокой мощности, то в его качестве может выступать DC-DC преобразователь, питаемый от 5-Вольтового телефонного зарядного устройства или даже от USB-порта компьютера.

Это тем более интересно, что телефонных зарядок, от которых можно запитать такой преобразователь, в каждом доме скопилось чуть более, чем гуталина на гуталиновой фабрике. 🙂

Представленный в этом обзоре DC-DC преобразователь имеет встроенный вольтметр и позволяет получить из стандартных 5 Вольт любое напряжение от 1 до 24 Вольт (и даже чуть более, как покажет тест).

(изображение со страницы продавца на Алиэкспресс)

Основные технические параметры DC-DC преобразователя

Характеристики взяты со страницы продавца; некоторые из них по ходу обзора придётся поправлять, в том числе и в лучшую сторону, как ни странно.

Цвет индикатора напряжения может быть красным или зелёным (по выбору потребителя).

Цена преобразователя на момент обзора — около 250 российских рублей ($3.5). Проверить актуальную цену или приобрести устройство можно здесь.

Внешний вид, конструкция и схемотехника DC-DC преобразователя

Преобразователь изготовлен в виде платы с USB-разъёмом, установленной в корпусе из прозрачного голубого пластика:

Прозрачность и гламурный цвет корпуса производят очень приятное впечатление. Хотя, на самом деле, корпус здесь сделан прозрачным не для красоты, а с функциональной целью: чтобы были видны показания встроенного вольтметра.

Корпус — неразборный, его половинки склеены «насмерть».

Вблизи выходных клемм на корпусе имеется оребрение, сделанное, видимо, чтобы корпус не скользил в руке. Но это оребрение оказалось не при деле: удобнее брать в руки устройство ближе к разъёму USB.

На обратной стороне обозначено функциональное назначение изделия:

Кроме того, здесь указана полярность выходных клемм и назначение расположенного с лицевой стороны многооборотного переменного резистора.

Через прозрачный корпус можно более-менее разобраться, как устроен преобразователь.

За оребрением корпуса (на его правой стороне) скрывается маленькая 6-ногая микросхема преобразователя — его главная деталь. На ней проставлена маркировка B6289M. По всей видимости, это — один из клонов популярной микросхемы для повышающих преобразователей MT3608.

Но в данном случае наш преобразователь в целом — повышающе-понижающий. Судя по наличию двух дросселей, здесь применена схема SEPIC, которая и позволяет превратить повышающий преобразователь в повышающе-понижающий.

В качестве выпрямительного диода использован диод Шоттки SS34, имеющий малую величину прямого падения напряжения.

Микросхема имеет встроенный тактовый генератор на частоту 1.2 МГц.

За измерение напряжения и индикацию отвечает «многоногая» микросхема NUVOTON N76E003AT20. Это — аналого-цифровой процессор с 12-битным АЦП. В данном случае этот процессор запрограмирован на роль вольтметра.

Между индикатором и разъёмом USB расположен элемент, обозначенный F1. Это — предохранитель (FUSE), при штатной работе устройства он не должен срабатывать. Но производитель всё-таки подстраховался на всякий случай. Кроме того, производить ещё и настоятельно рекомендует не допускать коротких замыканий.

Наконец, за регулировку напряжения отвечает голубой переменный резистор с ребристой латунной ручкой. При её вращении главное — не прикладывать излишнюю силу, когда она дошла до конечного положения.

Для установки напряжения с точностью 0.1 В вращать ручку надо очень медленно и плавно с того момента, когда напряжение начинает приближаться к требуемому значению. В принципе, миссия — выполнима.

Технические испытания DC-DC преобразователя

Первым делом проверяем реальные пределы регулировки напряжения и точность его измерения встроенным вольтметром.

Устанавливаем положение максимального напряжения:

Итого, по показаниям мультиметра напряжение составило 27.1 В, а по показаниям вольтметра преобразователя 25.9 В. Показаниям мультиметра при этом доверяем больше; ибо это — какой-никакой, а измерительный прибор всё-таки!

Погрешность встроенного вольтметра составила 4.4%. Это — не идеально, но терпимо. При установке напряжения по встроенному вольтметру просто можно учитывать этот факт «в уме».

Теперь устанавливаем минимальное напряжение:

Итого, по показаниям мультиметра напряжение составило 0.61 В, а по показаниям вольтметра преобразователя 0.5 В.

Здесь встроенный вольтметр показывает напряжение только с одной значащей цифрой, и погрешность получается куда больше, аж целых 18%.

Мораль: для очень низких напряжений всё-таки лучше контролировать его установку с помощью внешнего прибора, иначе погрешность может оказаться слишком высокой.

Но главный итог состоит в том, что диапазон регулировки выходного напряжения не только уложился в заявленные пределы, но и даже перевыполнил их! [оркестр играет туш]

При этом, исходя из схемотехники и свойств микросхемы преобразователя, можно предположить, что нижняя граница диапазона регулировки напряжения всегда будет около 0.6 В, а верхняя граница будет зависеть от разброса номиналов резисторов в схеме, но в любом случае будет выше 24 В.

Предельные режимы работы преобразователя и защита от короткого замыкания

Далее проверяем предельный отдаваемый ток преобразователя при разных выходных напряжениях. Проверка производилась только в диапазоне напряжений, официально заявленных производителем.

Проверка осуществлялась при питании от телефонного адаптера 5 Вольт / 2 Ампера; причём работоспособность адаптера при максимальном выходном тока 2 А была ранее успешно проверена.

При этой проверке возникла сложность с определением точной границы начала выхода преобразователя из режима стабилизации заданного напряжения.

Дело в том, что при превышении допустимой отдаваемой мощности защита от перегрузки и короткого замыкания в устройстве срабатывает не мгновенно, а постепенно. В связи с этим граница устойчивости режима определялась немножко «на глазок», по заметному падению напряжения выхода (более, чем на 0.1 В).

Приведённые здесь режимы — предельные, и длительная эксплуатация в них крайне не рекомендуется (нагрев корпуса был ощутимым).

При этой проверке выяснилось, что при установке на выходе малых напряжений и большого тока на выходе появляются колебания с частотой около 80 кГц, по форме близкие к синусу:

Здесь показана осциллограмма при выходном напряжении 1 В и токе 0.7 А; но первые признаки таких колебаний наблюдались, начиная с тока в 0.27 А.

Устраняются эти колебания, как обычно, с помощью конденсатора, подключенного к устройству снаружи, но расположить его надо близко к выходным клеммам преобразователя (оказалось достаточно 4.7 мкФ). Если этот же конденсатор установить на дальнем конце кабеля длиной 1 м (например), то колебания только слегка сглаживаются, но не устраняются.

Что касается защиты от коротких замыканий, то оптимальной её назвать нельзя. При напряжении 7.5 В ток короткого замыкания на выходе составил почти 2.5 А, а потребляемый ток — 1.55 А.

В таком режиме вся потребляемая мощность рассеивается внутри корпуса преобразователя, что опасно для его жизни и здоровья, если замыкание окажется длительным. При кратковременных замыканиях (2-3 секунды) преобразователь остаётся живым (проверено).

КПД преобразователя

КПД проверен в различных режимах работы преобразователя при мощности на выходе 3 Вт (номинал, установленный производителем). Исключение — режим с напряжением выхода 1 Вольт, в котором получить мощность выхода 3 Вт не удалось.

КПД даже в самом благоприятном варианте не дотянул до обещанных производителем 94%.

Вероятно, причина кроется в том, что применена более сложная схема устройства, чем та, под которую рассчитана микросхема преобразователя.

Она разработана для повышающих преобразователей; а использована в повышающе-понижающем преобразователе, имеющем дополнительные элементы, и, следовательно, дополнительные источники потерь.

И, последний вопрос — о пульсациях.

Ниже приведена осциллограмма пульсаций при выходном напряжении 7.5 В и токе 0.4 А:

Размах пульсаций составил около 80 мВ, т.е. примерно 1% от величины выходного напряжения.

В большинстве случаев это — приемлемая величина; но при применении преобразователя для питания устройств, чувствительных к помехам, может потребоваться их дополнительное подавление традиционным способом — с помощью конденсаторов. Конденсаторы в таких случаях желательно использовать в комбинации «керамика + электролит» и по принципу «чем больше, тем лучше».

Итоги и выводы

Даже такое простое устройство заставило вспомнить о том, что ничего идеального в этом мире нет. 🙂

Преобразователь оказался вполне работоспособным и «пригодным к употреблению», но при его применении необходимо учитывать особенности этого устройства.

Во-первых, при работе со значительными токами и малыми напряжениями следует подключать дополнительный внешний конденсатор вблизи выходных клемм (для подавления «генерации» на 80 кГц). Большой ёмкости не требуется, достаточно от 4.7 мкФ.

Во-вторых, при работе с чувствительной аппаратурой так же может потребоваться установка дополнительных конденсаторов, подавляющих пульсации; но уже с более «серьёзной» ёмкостью.

В-третьих, надо помнить о недопустимости коротких замыканий на сколь-нибудь длительное время.

И, наконец, в-четвёртых, надо помнить и о том, что при питании преобразователя не от сетевого адаптера, а от от порта USB компьютера есть ограничения на ток, отдаваемый этими портами (500 мА для USB 2, и 900 мА для USB 3). Для примерного расчёта допустимого выходного тока преобразователя может помочь приведённая в обзоре таблица с КПД устройства при разных выходных напряжениях.

Окончательный список «плюсов» и «минусов».

Плюсы:

— широкий диапазон регулировки выходного напряжения, превосходящий заявленный производителем;

— возможность использования с кратковременным превышением допустимой выходной мощности;

— наличие встроенного вольтметра;

— возможность настройки выходного напряжения с точностью до 0.1 В;

— возможность питания от широко распространённых зарядных устройств для мобильных телефонов;

— возможность питания от USB-портов компьютеров (с ограничениями по мощности);

— приятный внешний вид, малые габариты и вес.

Минусы:

— малая эффективность защиты от коротких замыканий;

— необходимость дополнительных конденсаторов для подавления помех (особенно — при малых напряжениях и высоких токах);

— КПД ниже заявленного производителем.

Приобрести этот преобразователь можно на Алиэкспресс проверить актуальную цену или купить.

Источник