6.5.4. Преобразователь напряжения для ключа
Схему преобразователя напряжения (трансвертора), отличающегося малым потреблением энергии, разработал К. X. Блёзинг (рис. 6.33). Для питания этого ключа достаточно одного из двух элементов типа R6, R10, R14, R20, а также одного свинцового аккумулятора 2В/0.5А- ч или 2В/0,25А- ч. Трансвертор сохраняет работоспособность при падении напряжения питания до 1 В. Для работы ключа достаточно мощности источника питания 50 мВт при напряжении 1 В, так как его выходное напряжение должно быть около ±7 В при токе менее ±4 мА.
В устройстве по схеме на рис. 6.33 транзистор КТ326Б можно заменить на КТ501В, КТ501Е, КТ203В. Транзистор УЗ — КР602Б. Выпрямительные диоды VI и V4 — Д226Г. Стабилитрон V5 — КС168А.
Рис. 6.33. Трансвертор в качестве источника питания для операционных усилителей (питание самого трансвертора может производиться от любого источника напряжения от 1 до 6 В)
В журнале «Radio-Fernsehen-Elektronik», 1979, № 11 Блёзинг следующим образом описывает работу своего устройства. В основу положен принцип регулируемого преобразования постоянного напряжения с использованием запирающего диода. В фазе пропускания тока транзистором УЗ трансформатор накапливает энергию. В течение фазы запирания этого транзистора магнитная энергия выпрямителем (V1C2 и V4C3) преобразуется в электрическую. При этом проводимость транзистора V2 определяет ток базы транзистора V3 и, следовательно, количество энергии, накапливаемой в период пропускания первого из них. В момент включения начальный ток течет через резистор R2 и открывает оба транзистора. Резистор R1 ограничивает ток базы транзистора V3, в то время как конденсатор С1 шунтирует последовательно включенные транзистор V3 и резистор R1, демпфируя фронты импульсов переключений. Как только напряжение на конденсаторе СЗ достигнет значения напряжения на стабилитроне V5, ток стабилитрона снизит ток базы транзистора V2 так, что напряжение на СЗ больше возрастать не сможет. При этом на конденсаторе СЗ устанавливается напряжение U1 = Uz — UБЭ, которое сохраняется постоянным даже при больших изменениях напряжения питания. При изменении температуры оно изменяется на ТКU=ТКU. — ТКUБЭ т. е. примерно на 5,5 мВ/К при указанных на рис. 6.33 номиналах элементов. Это значение можно снизить, включив последовательно со стабилитроном V5 диод в прямом направлении (тогда V5 должен быть SXZ21 /6,8). Если вместо диода на участке база-эмиттер использовать еще один р-n-р транзистор с параллельным резистором, то на выводе коллектора можно реализовать схему индикации падения напряжения ниже допустимого уровня. При этом производится оценка тока, текущего через стабилитрон. Если он слишком мал (предельное значение определяется сопротивлением параллельно включенного резистора), то транзистор запирается. Свето-диод, который стоит на выходе усилителя, подключенного к этому транзистору, может сигнализировать о том, что напряжение питания недостаточно для обеспечения стабильного выходного напряжения.
На конденсаторе С2 появляется отрицательное напряжение такого же значения, как и на конденсаторе СЗ (если числа витков W7f и W2 равны), при условии, что оба выходных плеча нагружены одинаково. Если же, например, нагрузить только плечо (71, то благодаря регулировочным свойствам устройства напряжение на этом плече почти не изменится, в то время как напряжение на обмотке W1 возрастает вследствие повышенного теперь напряжения на диоде V4. В результате сразу же повышается напряжение на плече U2. Однако для питания операционных усилителей это не имеет значения, для устройств с переменной нагрузкой использование отрицательного напряжения в качестве опорного непригодно.
Кроме питания описанного выше электронного ключа, трансвер-тор может найти широкое применение в тех случаях, где мало места для установки батарей. При изменении номиналов схемных элементов (прежде всего при переходе на транзисторы, подобные KU611, вместо SF126) можно получить выходные мощности, достаточные для аварийного питания замка, включая и часть устройства декодирования (как в представленном примере). При этом необходимо домотать катушку для питания ТТЛ-микросхемы.
С принципами бесперебойного аварийного электропитания можно познакомиться в разделе 8 (рис. 8.16).