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.
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.
 |
|
| 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.
 |
|
| 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.
 |
|
| 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.
Заключение
Преобразователь способен работать и при меньшем питающем напряжении. В представленной схеме используется матрица кремниевых транзисторов 1НТ251, поэтому для запуска преобразователя требуется напряжение больше вольта. При пониженных напряжениях следует уменьшить номиналы резисторов R1 и R2.
Если в этой схеме использовать германиевые транзисторы, например МП35, МП37, МП38, то для ее запуска потребуется напряжение больше 0.3 В. Это позволит полностью извлекать энергию батарейки 1.5 В при использовании преобразователя для питания светодиодного фонарика.
Купить 1НТ251 на РадиоЛоцман.Цены
