Три схемы DC/DC-преобразователей

В лаборатории электрика, особенно при работе в полевых условиях, необходим маломощный источник разных постоянных напряжений, который можно запитать от аккумуляторов или гальванических элементов, легкий и портативный. Подобные DC/DC—преобразователи, можно создать на 555-м таймере. Так получилось, что мы в своих конструкциях используем микросхему NЕ555, но в рассматриваемых схемах можно использовать любые ее аналоги.

 

 

Он собран на одной микросхеме NЕ555 (рис.1), которая служит задающим генератором прямоугольных импульсов. Генератор собран по классической схеме. Частота следования выходных импульсов генератора 6.474…6.37 кГц. Она изменяется в зависимости от напряжения питания, которое может быть 3.6 В (3 аккумулятора в кассете питания) и 4.8 В (при 4 аккумуляторах в кассете). В этой схеме были использованы аккумуляторы ENERGIZER типоразмера АА емкостью 2500 мА*ч

 

Прямоугольные импульсы с выхода 3 МС 555 через ограничивающий резистор R5 подаются на базу транзисторного ключа VT1, нагрузкой которою является дроссель L1 индуктивностью З мГн. При резком запирании этого транзистора в дросселе L1 наводится большая ЭДС самоиндукции. Полученные таким образом высоковольтные импульсы поступают на два параллельных выпрямителя с удвоением напряжения, на выходах которых будут два разнополярных напряжения ±4.5…15 В.

 

Рис.1

 

Эти напряжения можно регулировать, изменяя скважность выходных импульсов с помощью потенциометра R1. Постоянное напряжение с движка R1 попадает на выв. 5 DD1 и меняет скважность, а следовательно, и выходные напряжение обоих выпрямителей. Выходные напряжения этого источника будут идеально равны только в том случае, когда скважность импульсов генератора будет равна 2 (длительность импульсов равна паузе между ними). При другой скважности импульсов выходные напряжения источника в точках А и Б будут несколько разниться (до 1…2 В). Столь небольшая разница обеспечивается применением в схеме выпрямителей удвоения, конденсаторы которых заряжаются как положительными, так и отрицательными импульсами. Этот недостаток компенсируется простотой и дешевизной схемы.

 

В этом устройстве в качестве L1 можно использовать дроссели от электронных балластов негодных компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Разбирая эти лампы, старайтесь не повредить спиральные или U-образные стеклянные трубки, так как они содержат ртуть. Разбирать лампы лучше на открытом воздухе, На некоторых дросселях, особенно импортных, нанесена величина индуктивности в мГн (2.8; 2.2; 3.0; 6 и т.д.). Входные и выходные напряжения, потребляемый ток в режиме холостого хода (х. х.) и частоты следования импульсов для схемы рис.1 приведены в табл.1.

Таблица 1

Напряжение питания, В	Выходное напряжение, В	Ток потребления, х.х., мА	Частота импульсов, кГц
4.8	15.33	120.5	6.37
4.5	14.05	110	6.427
3.6	12.10	96	6.474

 

 

На рис.2 показана схема источника питания с двумя таймерами NE555. Первая из этих микросхем (DD1) включена как мультивибратор, на выходе которого проявляются короткие прямоугольные импульсы, снимаемые с выв. 3. Частота следования этих импульсов изменяется с помощью потенциометра RЗ.

 

Рис.2

 

Этим импульсы поступают на дифференцирующую цепочку C3R5 и параллельно подключенный к резистору R5 диод VD1. Поскольку катод диода подключен к шине питания, короткие положительные всплески продифференцированных импульсов шунтируются малым прямым сопротивлением диода и имеют незначительную величину, а отрицательные всплески, попадая на запертый диод VD1, проходят на вход ждущего мультивибратора ИМС DD2 (выв. 2) и запускают его. Хотя на схеме VD1 указан как германиевый диод Д9И, в этой позиции желательно использовать маломощный диод Шотки, а, в крайнем случае, можно использовать и кремниевый диод КД522.

 

Резистор R6 и конденсатор С6 определяют длительность выходного импульса ждущего мультивибратора DD2, управляющего ключом VT1. Как в схеме показанной на рис.1 режим транзистора VТ1 регулируется подбором номинала резистора R7, а нагрузкой служит дроссель из балласта КЛЛ индуктивностью 3 мГн. Поскольку частота преобразования, в данном случае, ниже, чем в схеме рис.1, то конденсатор выпрямителя с удвоением напряжения С7 имеет емкость 10 мкФ, а для уменьшения габаритов в этой позиции использован керамический SMD-конденсатор, но можно использовать и другие типы конденсаторов: К73, КБГИ, МБГЧ, МБМ или электролитические на подходящее напряжение. Входные и выходные напряжения, потребляемый ток в режиме х.х. и частоты следования импульсов для схемы рис.2. приведены в табл.2.

Таблица 2

Напряжение питания, В	Выходное напряжение, В	Ток потребления, х.х., мА	Частота импульсов, кГц
5.0	12.69	123.3	1.011
4.8	12.18	118.2	1.010
4.5	11.40	106	1.09
3.6	9.0	85.3	1.01