Набрёл в Сети на простую схемку повышающего преобразователя напряжения.
Поделиться этой страницей в:
Заряд аккумуляторов 12 вольт от солнца
Попробуем использовать для зарядки свинцового 12В аккумулятора солнечную энергию.
Мы будем использовать самые дешевые солнечные батареи, состоящие из нескольких элементов и дающие довольно низкое напряжение. Чтобы заряжать 12В аккумулятор, это напряжение придется увеличить. Схема, показанная выше, преобразует низкое выходное напряжение солнечной батареи в высокое. Она способна повышать входное напряжение с 2.5 - 3-х до 12 – 15 вольт.
Рассмотрим работу преобразователя.
Схема представляет собой блокинг-генератор, собранный всего лишь на одном транзисторе. Первичная обмотка трансформатора состоит из 45 витков провода диаметром 0.7мм, намотанных на ферритовом стержне диаметром 10 и длинной 50мм. Вторичная обмотка (обмотка обратной связи) состоит из 15 витков того же провода, намотанных поверх первичной обмотки. Перед намоткой вторичной обмотки, первичную обмотку желательно обернуть парой витков изоляционной бумаги, во избежание возможных замыканий между обмотками.
Нам удалось обойтись без третей, повышающей обмотки трансформатора, так как здесь используется ЭДС самоиндукции, которую развивает первичная обмотка. Напряжение на её выходе имеет форму очень коротких импульсов. Амплитуда этих импульсов за счет ЭДС может достигать 30 и более вольт, несмотря на то, что на входе схемы может быть всего 3 – 3.5 вольта.
Это напряжение выпрямляется диодом, а затем поступает на заряжаемую аккумуляторную батарею. Нет ничего опасного в том, что выпрямленное напряжение может быть такой большой амплитуды. Выходной ток преобразователя достаточно мал, поэтому при подключении нагрузки (заряжаемого аккумулятора) это напряжение упадет до уровня, необходимого для зарядки аккумулятора.
В схеме имеются два электролитических конденсатора. Один на 100 мкФ, другой на 10 мкФ. Для чего же они нужны? Конденсатор 100мкф, включенный параллельно шинам питания устройства, обеспечивает надежную работу преобразователя, так как выходное сопротивление солнечно батареи достаточно высокое и из-за этого преобразователь может работать неустойчиво. Конденсатор в данном случае достаточно решает данную проблему.
Конденсатор на 10мкф используется для компенсации потерь импульсов обратной связи на вторичной обмотке, в цепи обратной связи генератора.
И еще одно преимущество данной схемы. Почему мы использовали блокинг-генератор, когда с таким же успехом можно было использовать синусоидальный генератор? Это так же просто объяснить. Блокинг-генератор, в отличие от синусоидального, работает в импульсном режиме. Это в первую очередь немаловажно для транзистора, так как в этом случае транзистору не требуется радиатор охлаждения, что немаловажно в конструктиве всего устройства.
Многие аккумуляторные батареи нельзя перезаряжать, так как это сокращает их срок службы. Поэтому в схеме, описанной ниже, используется стабилизация выходного напряжения.
Для того чтобы обеспечить выходное напряжение не выше 12 вольт, нам потребуется добавить в схему ещё четыре радиоэлемента. Это транзистор типа ВС547, стабилитрон на напряжение 12 вольт, резистор на 100 Ом и конденсатор на 10 микрофарад. Схема доработанного выше рассмотренного преобразователя показана ниже.
Разберём, как работает эта схема, а точнее, как происходит ограничение напряжения выше 12 В.
Когда выходное напряжение превышает порог 12 В, стабилитрон начинает пропускать через себя ток. Этот ток поступает на базу транзистора ВС547. Данный транзистор, в свою очередь, начинает открываться и шунтировать переход База – Эмиттер транзистора генератора (транзистор ZTX851). Это вызывает уменьшение коэффициента усиления данного транзистора и, соответственно, уменьшается амплитуда выходного сигнала.
Во время тестов заряжались два аккумулятора напряжением по 6 В каждый. В солнечной батарее использовались 8 элементов напряжением по 0.5 В каждый.
Об изготовлении трансформатора было рассказано выше. Добавим только то, что при намотке катушек нужно строго соблюдать направление и начала и концы обмоток. Начало каждой обмотки помечено точкой у вывода. При несоблюдении фазировки обмоток генератор не запустится, так как в этом случае нарушится баланс амплитуд и фаз, которые необходимы для генерации.
Транзистор генератора в схеме используется с малым напряжением насыщения переходов. Это способствует меньшему нагреву последнего, меньшим потерям в нем. Другие транзисторы тоже будут работать в данной схеме, но лучшим экземпляром оказался ZTX851, имеющий выше перечисленные характеристики.
Комплектация элементов для проведения испытаний: Резистор 1 Ом 1 Ватт Транзистор ZTX851 Диод – высоковольтный быстродействующий Конденсатор 10 мкФ 16 В Конденсатор 100 мкФ 25 В Провод длинной 30 см для вторичной обмотки диаметром 0.5 – 0.7 мм Провод длинной 100 см для первичной обмотки диаметром 0.7 мм Ферритовый сердечник диаметром 10 и длинной 50 мм. Батарея из солнечных фотоэлементов.
Добавочные элементы для схемы стабилизации: Резистор 100 Ом 0.25 Ватт Конденсатор 10 мкФ 25 В Стабилитрон на напряжение 9 или 12 В Транзистор ВС547
Испытание устройства
Для испытания схемы нам могут потребоваться такие приборы, как мультиметр и осциллограф. Последний в данном случае можно исключить. Он может понадобиться лишь для наблюдения процессов, происходящих в генераторе.
Так как амплитуда напряжения на выходной обмотке может быть достаточно высокой, рекомендуется последовательно мультиметру включить гасящий резистор сопротивлением 10 – 100к. Он поможет предотвратить повреждение прибора во время проведения замеров в различных точках схемы. Для измерения постоянного напряжения с выхода выпрямительного диода параллельно вольтметру следует включить конденсатор емкостью 10 мкФ и напряжением не ниже 50 В. В таком случае показания вольтметра будут более точными, так как мы будем измерять импульсное напряжение.
Резюме
Теперь вы можете наблюдать, как работает собранное вами устройство. Вы увидите, как схема выдает напряжение, которое намного выше питающего ее. Это напряжение и будем использовать для зарядки аккумуляторной батареи.
Простой повышающий преобразователь напряжения | 18 Комментариев
Спасибо за проявленный интерес
Вы не можете отправить комментарий анонимно, пожалуйста зарегистрируйтесь.
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: Andrey Дата: 06.10.2009
Интерестно, а какой КПД у данной схемы?
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: nik34 Дата: 06.10.2009
Думаю, процентов 60...70.
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: diver52 Дата: 06.10.2009
Интересно а какую силу тока способна выдать данная схема? Т.е., например, если на входе будет 3 В, то какая сила тока максимально будет потребляться от источника и какая будет на выходе? Вроде на вид схема достойная, тем более, если выдает нормальный ток.
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: vladlat Дата: 07.10.2009
В школе элементарный закон сохранения энергии проходили? Или на математике "давили массу(харю)"?
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: vladlat Дата: 07.10.2009
Для прогульщиков
U(in)xI(in)=КПДxU(out)xI(out)
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: vladlat Дата: 07.10.2009
ПАРДОН КПД в начале формулы
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: nik34 Дата: 07.10.2009
Ток считайте, где-то с полампера. Но вообще, если соберёте и будете "играться", то можно поварьировать, скажем, диаметром проводов, типом силового транзистора, резистором смещения, величиной напряжения питания и поглядеть где идёт ограничение мощности. Что греется и т.д.
Также ток зависит от выходного напряжения, меньше напряжение - больше ток.
Но я бы расчитывал на мощность в пяток Ватт, что обычно для подобных схем.
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: vladlat Дата: 07.10.2009
Думаю? Странно....
А почему использует простой выпрямительный диод, а не диод Шоттки? КПД же возрастёт до 80%...
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: nik34 Дата: 07.10.2009
В схемах, где большие импульсные токи (именно, короткими мощными импульсами) Шоттки не имеют большого преимущества перед обычными диодами, т.к. наклон ВАХ у Шоттки более пологий (т.е. как бы большее последовательное сопротивление) и при большом токе падение напряжения на обычном диоде и Шоттки может оказаться одинаковым. И даже обычный может быть лучше.
Поэтому однозначно утверждать, что лучше - нельзя.
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: diver52 Дата: 07.10.2009
Пожалуй, попробую спаять данную схему (как время будет), т.к. она очень меня заинтересовала, раз выдает ток где-то 0,5 А на выходе! Конечно, понятно, что при этом потреблять будет от источника 2-3 А. Попробую намотать катушку проводом 0,8 мм для большего тока, и протестирую. Интересно, а сильно ли упадет КПД, если на выходе поставить обычную кренку вроде LM7815? Мне просто напряжение нужно 15 В. Или лучше использовать транзистор и стабилитрон?
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: vladlat Дата: 07.10.2009
Главное не ставьте электролитические конденсаторы советского (российского) производства.
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: vladlat Дата: 07.10.2009
Вот это не совсем верно:
1. Мощные выпрямительные диоды типа КД213 (I(in)max = 10A) имеют при больших токах падение напряжение примерно 1-1,2В http://www.cqham.ru/kozak/diodes/dih04.htm, диоды Шоттки КД2998А - едва достигают и 0,6В http://www.cqham.ru/kozak/diodes/dih05.htm. Это верно и при высоких частотах. 2. Кроме того, максимальная частота работы первых 100кГц, вторых - 200кГц!
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: vladlat Дата: 07.10.2009
http://www.cqham.ru/kozak/diodes/dih00.htm
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: Dystr Дата: 01.08.2010
Я сделал такую схемку.И она ничего не работает(ну как не работает- 1в 1а входит - 1в 0,5а выходит). Правда я использовал KT815
и трансформатор заводской n=3.НАСЧЕТ ТОГО ОПИСАННОГО ТРАНСФОРМАТОРА - ваще не пашет.
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: TeSla Дата: 02.10.2010
Интересно если использовать Кишки убитых блок питаний от компов, так как раз есть такие элементы. И транформатор позаимствовать оттуда же. Ну там еще уже есть на низкой стороне блока питания готовая схема стабилизации тока в 12 и 5 вольт.
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: nik34 Дата: 04.10.2010
Что-то использовать, конечно, можно.
Правда, в импульсных БП стабилизатора на низкой стороне обычно нет - управление идет по высоковольной.
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: malder Дата: 07.03.2011
Подобные схемы я использовал для ветрячка чтоб даже при слабом дуновении ветра у меня заряжался плеер или мобила.Можно конечно и к солнечной панельке подключить,и при слабом освещении будет стабильное напряжение зарядки аккумулятора =). Вот кучка подобных схем,и все рабочие.Жаль что фотографии поделок здесь нельзя выложить Скачать архив
Re: Простой повышающий преобразователь напряжения Разместил: nik34 Дата: 07.03.2011
Почему нельзя выложить фото?
Во-первых, можно их обсудить на форуме - там фото выкладываются через ссылку на файл, размещенный где-нибудь в интернете. Либо, можно прислать фото мне, я прицеплю их к Вашему посту на форуме.
Во-вторых, можете написать заметку или что поболее, и она может быть размещена в разделе основных статей. И это будет очень хороший вариант. Выложить я помогу. И подредактировать тоже, при необходимости.
На главную
