Двухтактный повышающий преобразователь напряжения

В статье описан простой высокоэффективный двухтактный повышающий преобразователь напряжения 5 В в 32.5 В для питания пьезокерамических датчиков. Также его можно использовать для отбора энергии из батареек в светодиодных фонарях.

Вебинар «Возможности компании Mornsun в меняющихся условиях рынка. Источники питания для широкого спектра приложений» (26.04.2022)

На Рисунке 1 представлена схема двухтактного повышающего преобразователя с выходным напряжением 32.5 В, питающегося от напряжения +5 В. Преобразователь потребовался для питания пьезокерамических датчиков с током потребления 15 мА.

Схема повышающего преобразователя напряжения.
Рисунок 1. Схема повышающего преобразователя напряжения.

Генератор собран на транзисторах VT1.2, VT1.3 и элементах L1, L2, R1, R2. Транзисторы VT1.1 и VT1.4 используются в качестве диодов.

Выходное напряжение стабилизируется прецизионным управляемым стабилитроном VD1 типа TL431. (Отечественный аналог Н142ЕН19 с ВП или КР142ЕН19 с приемкой ОТК).

При подаче напряжения +5 В схема переходит в режим генерации. В процессе переключения транзисторов VT1.2 и VT1.3 на индуктивностях L1 и L2 образуются высоковольтные импульсы положительной полярности. Через коллекторные переходы транзисторов VT1.1 и VT1.4 (включенных диодами) высоковольтные импульсы заряжают ёмкость С2 до напряжения стабилизации прецизионного стабилитрона VD1. Форма импульсов на коллекторах транзисторов VT1.2 и VT1.3 показана на Рисунке 2. Их амплитуда равна примерно +33.5 В.

Высоковольтные импульсы (+33.5 В) на коллекторах транзисторов VT1.2 и VT1.3.
Рисунок 2. Высоковольтные импульсы (+33.5 В) на коллекторах
транзисторов VT1.2 и VT1.3.

В схеме использована матрица кремниевых транзисторов n-p-n 1НТ251 исключительно для того, чтобы преобразователь получился малогабаритным. Можно использовать любые другие транзисторы, в том числе и германиевые.

Дроссели L1, L2 могут быть любые, с индуктивностью от 60 мкГн до 125 мкГн. Подходит малогабаритный высокочастотный дроссель ДМ-0,2-60-0,2 А, 60 мкГн, 4.10 Ом. Но лучше поставить дроссель на тороидальном сердечнике, так как он будет создавать меньше помех.

Ёмкость конденсатора С2 может быть в диапазоне от 0.68 мкФ до 100 мкФ. Всё зависит от того, какое качество фильтрации питания вам требуется. В моём случае достаточно ёмкости (4.7…10) мкФ. Конденсатор С3 должен быть обязательно керамическим, так как частота импульсов на выходе генератора составляет 100…130 кГц.

Номинальная мощность рассеяния резисторов R1 и R2 равна 0.25 Вт, резисторов R3 и R4 – 0.125 Вт. Тип резисторов любой.

Для проверки работоспособности преобразователя к его выходу надо подключить резистор, имитирующей ток, потребляемый датчиками – около 15 мА. Для этого потребуется резистор сопротивлением 2.2 кОм и мощностью не менее 1 Вт.

Схема преобразователя с двумя генераторами и общей нагрузкой.
Рисунок 3. Схема преобразователя с двумя генераторами и общей нагрузкой.

Если требуется увеличить мощность преобразователя, генераторы можно каскадировать (Рисунок 3), соединяя их параллельно в произвольном количестве на общую нагрузку. Главное, не перегреть стабилитрон VD1, который можно выбрать и более мощным.

  1. Datasheet ВЗПП-С 1НТ251
  2. Datasheet ЭлТом Н142ЕН19
  3. Datasheet Diodes TL431

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 1320
сейчас смотрят 14
представлено поставщиков 1570
загружено
позиций
25 067 862