Преобразователи напряжения (инверторы) и фотореле
Преобразователи напряжения на транзисторах предназначены для получения высоких напряжений от низковольтных батарей и аккумуляторов. Они отличаются от умформеров и вибропреобразователей более высокой экономичностью, меньшим весом и небольшими габаритами.
Отсутствие подвижных механических деталей; щеток, контактов, коллекторов — делает преобразователи на транзисторах исключительно надежными устройствами, практически не требующими ухода в процессе эксплуатации.
Маломощный преобразователь напряжения
Преобразователь напряжения, принципиальная схема которого приведена на рис. 1, предназначен для питания радиоустройств, потребляющих ток порядка 60 ма при напряжении 300 в.
Принцип действия преобразователя следующий. При включении питания начинает работать двухтактный блокинг-генератор (транзисторы Т1, Т2), в результате чего на обмотке III трансформатора Тр1 получается переменное напряжение, частота которого определяется частотой блокинг-генератора.
Это напряжение подается на выпрямитель, собранный по двухполупериодной схеме удвоения на двух диодах Д2, Д3 Выпрямленное напряжение снимается с конденсаторов С3, С4, соединенных последовательно, и через двухзвенный фильтр Др3, С5; Др4, С6 поступает на гнезда ±300 в.
Рис. 1. Схема преобразователя напряжения для получения 300В, 60мА.
Для улучшения условий запуска преобразователя под нагрузкой в схему внесена асимметрия, которая осуществляется резистором R2.
Диод Д1 служит для защиты транзисторов при неправильном подключении полярности источников питания. Резистором R1 обеспечивается наиболее выгодный режим работы преобразователя.
Для того, чтобы уменьшить уровень помех, создаваемых преобразователем, он заключен в стальной кожух, а входная и выходная цепи преобразователя защищены фильтрами, состоящими из высокочастотных дросселей Др1—Др4 и конденсаторов С1, С2, С5, С6.
Трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике из пластин Ш12, толщина пластины 0,3 мм, толщина набора 16 мм. Обмотка I содержит 7+7 витков провода ПЭЛ 0,5, обмотка II — 30 + 30 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка III — 600 витков провода ПЭЛ 0,2. Первой на каркас наматывают обмотку I, затем обмотку II и сверху — обмотку III Намотка ведется виток к витку с прокладкой между слоями парафинированной бумаги.
Высокочастотные дроссели Др1, Др4 намотаны проводом ПЭЛ 1,2 и имеют по 30 витков. Намотка однослойная, бескаркасная, диаметр витка 8 мм.
Низкочастотные дроссели Др2, ДрЗ фильтров выпрямителя намотаны на сердечниках из пластин Ш10, толщина набора 10 мм, зазор 0,1— 0,2 мм. Обмотки намотаны проводом ПЭЛ 1,0 и ПЭЛ 0,2 соответственно до полного заполнения каркаса.
Преобразователь смонтирован на шасси размером 200X135 мм, изготовленном из мягкой стали толщиной 2 мм. Для лучшего охлаждения транзисторов Т1 и Т2 используют радиаторы, которые изготавливают из красной меди ’толщиной 2— 3 мм. Общий вид преобразователя приведен на рис. 2. Шасси крепится к передней панели тремя винтами.
Рис. 2. Конструкция преобразователя.
Учитывая, что при работе преобразователя сердечник трансформатора нагревается до температуры 50— 60° С, его следует крепить подальше от места установки транзисторов.
Схема, как правило, налаживания не требует. Нужно только резистором R1 установить оптимальный режим работы преобразователя, при котором обеспечивается к. п. д. порядка 70%. Центральным радиоклубом подобные преобразователи в течение нескольких лет применялись для питания передающих устройств при проведении соревнований «Охота на лис».
Универсальный преобразователь напряжения
Радиолюбитель Г. Коропец предложил схему преобразователя напряжения (рис. 3), позволяющего преобразовать постоянное напряжение 6 в в переменное (127 в, 30 в) и наоборот, переменное напряжение 127 в или 30 в — в постоянное 6 в. Подобный преобразователь вместе с аккумулятором (например, ЗСЦ-11) представляет собой достаточно портативный источник питания.
При мощности преобразователя 15 ва, от него напряжением 127 в можно питать электробритву, фотовспышку и другие маломощные устройства.
Рис. 3. Схема универсального преобразователя напряжения +6В в 127В и 30В.
В положении 1 переключателя В1 устройство преобразует постоянное напряжение (Гн5, Гн6) в переменное (Гн1, Гн2 или ГнЗ, Гн4). При этом транзисторы Т1, Т2 и трансформатор Тр1 образуют блокинг-генератор, частота которого в пределах 50— 100 гц может устанавливаться конденсаторами C1, С2. Резисторы R1, R2 определяют смещение на базах транзисторов.
Если переключатель В1 установить в положение 2, устройство работает в качестве обычного выпрямителя, собранного по двухполупериодной схеме. В качестве вентилей используются коллекторно-базовые переходы транзисторов Т1, Т2. Выпрямленное напряжение — 6 в снимается с гнезд Гн5, Гн6.
От этого напряжения можно заряжать аккумулятор, входящий в комплект преобразователя. Зарядный ток в процессе заряда меняется от 3 до 0,5 а. Сеть переменного тока 127 в в этом случае присоединяют к гнездам Гн1, Гн2.
Переменным резистором R3 в небольших пределах можно изменять величину зарядного тока и переменного напряжения (при работе устройства в режиме преобразователя).
Трансформатор Тр1 собран на сердечнике Ш20Х25. Обмотки содержат: I — 2X42 витка провода ПЭВ-1 0,86; 11 — 890 витков провода ПЭВ-1 0,25; 111 — 2ХІ0 витков провода ПЭВ-1 0,25 и IV — 210 витков провода ПЭВ-1 0,41. Число витков обмотки 111 рекомендуется подобрать опытным путем.
В схемах рис. 1 и 2 можно использовать любые транзисторы средней мощности типа П4, П216В, П217В и др.
Фотоэлектрическое релейное устройство
На рис. 4 приведена схема фотоэлектрического релейного устройства, разработанного радиолюбителями Ф. Болсун, Ф. Торбииым, Н. Селезневым (г. Гомель). Это реле предназначено для бесконтактного управления различными механизмами и срабатывает, когда луч света падает на фотодиод. Такие установки могут быть также использованы для автоматического открывания дверей, подсчета штучных изделий, управления- освещением и других целей.
Достоинством подобного реле являются малые размеры датчика, экономичность по питанию и надежность действия.
Основные части устройства: фотодиод типа ФД-1, двухкаскадный усилитель на транзисторах, электромагнитное реле Р1 типа МКУ-48 и выпрямитель.
Рис. 4. Фотоэлектрическое релейное устройство - схема.
Предварительный каскад усиления собран на транзисторе Т1 и работает в режиме эмиттерного повторителя. Фотодиод ФД-1 и последовательно соединенный с ним резистор R2, который служит для ограничения величины тока через диод, включены в цепь базы. Через эту цепь осуществляется управление коллекторным током транзистора Т1.
Для уменьшения величины коллекторного тока при затемненном диоде на базу транзистора Т1 подается положительное смещение +1 в, снимаемое с части делителя R5, R6 (с резистора R6), являющегося нагрузкой специального выпрямителя смещения. Резистор R3, включенный в цепи коллектора, обеспечивает необходимый режим работы второго каскада усиления.
Резистор R4 служит сопротивлением нагрузки эммитерного повторителя.
Второй, оконечный каскад усиления собран на транзисторе Т2. Его нагрузкой служит реле МКУ-48 напряжением 12 в (паспорт Ш.171.90.90) с облегченным якорем.
При затемненном фотодиоде коллекторный ток транзистора Т2 должен иметь минимальное значение. Это достигается подачей на его базу положительного смещения +1 в, снимаемого с резистора R5.
В исходном состоянии схемы через фотодиод и цепь базы протекает ток порядка 30 мка. Транзистор Т1 практически закрыт положительным смещением. Так как на резисторе R4 падение напряжения в этом случае отсутствует, то оказывается запертым и транзистор Т2, а следовательно, реле Р1 оказывается обесточенным.
В случае попадания светового потока на фотодиод его сопротивление резко уменьшается и в цепи базы транзистора 77 ток увеличивается до 150 мка, а в цепи коллектора — до 4,5 ма. Учитывая, что этот ток в основном протекает через промежуток эмиттер — база транзистора Т2, последний отпирается и ток в цепи его коллектора, а следовательно, и через реле Р1 увеличивается. В этом режиме реле Р1 срабатывает и своими контактами замыкает соответствующие исполнительные цепи При прекращении действия света на фотодиод фотоэлектрическое релейное устройство приходит в первоначальное положение и исполнительные цепи размыкаются.
Фотоэлектрическое устройство, описанное выше, может работать и в режиме прерывания луча света. В этом случае его можно использовать в качестве «электронного сторожа», для автоматического включения эскалаторов, в качестве блокирующего прибора от несчастных случаев и т. д.
Питание прибора осуществляется от сети переменного тока с помощью двух выпрямителей, из которых один (12 в) служит для питания коллекторных цепей, а другой (2 в) — для получения необходимого смещения.
Трансформатор Тр1 намотай на сердечнике УШ-19, толщина набора 30 мм (от приемника «Казаиь-57»), Обмотка 1 содержит 1397 + 1023 витков провода ПЭЛ 0,2, обмотка 11— 150 витков такого же провода, обмотка 111 — 20 витков провода ПЭЛ 0,1.
Источник: С. Л. Матлин - Радиосхемы (пособие для радиокружков), 1974г.