Phedotikov / 1 / FreeEnergy_27.01.08 / !Информация / Аномальный преобразователь напряжения / Резонансный ключевой преобразователь

Резонансный ключевой преобразователь НЕОБЫЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Собирал я одну интересную схему в инете нашел как "НОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ".Автогенератор с ОС по току.Схема оригинальная и простая.Так вот рассчитал транс на ~500Вт,поставил последовательно W1=45вит.,L=20мкГн,C=0,5мкФ...Схема в резонансе в широком диапазоне нагрузки!На выходе чистый синус(косинус).Частота преобразования ~27кГц(45х28х25хМ2000НМ6).Самое удивительное,держит нагрузку ~2000Вт.(транзисторы 2SC3042 в китайском исполнении,параллельное соединение не меняет картины.Что один,что несколько.

----------------

необычным поведением ферритового сердечника, а так же другими хорошими качествами. Если у кого есть время, исследуйте работу схемы и поделитесь результатами. В результате моих исследований выяснилось, что частота, форма (чистая синусоида!) и выходное напряжение не изменяются от нагрузки вплоть до 2000 Вт. Что удивительно, трансформатор работает в режиме насыщения уже после 600 Вт. (М2000НМ, 45х28х24, B=0,25, f~27кГц), но на работе схемы это не отражается. Обязательное условие правильной работы схемы “чистая синусоида”.Конденсатор в контуре с трансформатором P652, MKT GPF (из компьютерного блока питания), К78-2 или фторопластовый, хуже К73, греется, но не бумажные типа мбгч , раскаляются. И частоту поднимать не надо транзисторы не держат.

----------------

А как можно объяснить работу трансформатора(45х28х25хМ2000НМ f=27кГц,В=0.2,Ргаб~500вт)в насыщении(Рнагр~2000).При этом транс нагревается едва заметно и то за счёт вторички.Транзисторы нагреваются градусов до 70(на каждый по радиатору около 100см2).Сильно греется L3 диаметр провода 0.35мм 20вит,причём при увеличении диаметра провода до 0.8мм нагревается сильнее!?

---------------

А энергия магнитного поля запасается в сердечнике транса и сердечнике индуктивности. Может здесь как раз и влияет размер сердечника индуктивности.

---------------

У меня тоже грелась L3 за счет провода и потерь в сердечнике. Тогда я намотал обмотку транса проводом типа литцендрата. Сложил 100 проводов диаметром что-то около 0.1мм. Благо витков немного. Греться стало значительно меньше. И еще подбирал зазор в Броневом сердечнике L3.

-----------------

смысл установки L3?

Без L3(обломок строчника D=10,H=20,20вит) не возникает резонанса,сигнал меандр.

-----------------

L1,L2-м2000нм H=15мм D=3мм 10вит,L3-обломок строчника 20вит.провода 0.5мм.DB3-динистор или другой ~40в.Т1-М2000НМ1 45х28х24,W1-45вит. три провода 0.5мм сложенные вместе.С2-желательно ~8мкФХ450в от ламп дневного света.С3-0.47мкФ, обязательно плёночный К78-2 или лучше импортный из комп.блока пит.

Диоды FR607 не желательно другие(HERы и более быстродействующие),транзисторы горят.Интересно было бы попробовать с транзисторами ампер на 80(например BUF460AV,BUT30V с диодами на те же токи и быстродействием ~500ns!),не меняя трансформатора!!?,да руки не доходят и цены кусают.

---------------------

Т1-М2000НМ1(45х28х25),w1=45вит,w2=13вит.(~60в)15мГн

L3-М2000НМ (Н=15,D=20),w=20вит d=0,5мм 40мкГн

L1,L2-М2000НМ (Н=15,D=3),w=10вит,d=0,5мм 5мкГн

VD5,VD6-FR607(обязательно!)

ИСХОДНИК

________________________________________________________________

НОВЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Н.ИГНАТЕНКОВ,

 г.Десногорск, Смоленской обл.

Этот двухтактный автогенерирующий преобразователь напряжения прост, имеет высокие КПД и надежность, устойчив к короткому замыканию на выходе, не требует каких-либо регулировок и подбора деталей при изготовлении. В нем применено пропорционально-токовое управление, исключена возможность протекания сквозного тока, а сердечник трансформатора не насыщается.

Основой преобразователя является двухтактный каскад [1>, и хотя преимущество этого каскада наиболее полно проявляется в мощных (сотни ватт... киловатты) устройствах, предлагаемая сравнительно маломощная конструкция достаточно наглядно демонстрирует его работу.

Сетевое напряжение, выпрямленное диодным мостом VD1...VD4, сглаживается конденсатором С1 и через фильтр R1-C2 поступает на вход инвертора на транзисторах VT1, VT2. Использование резистора вместо дросселя в данном случае вполне оправдано, так как упрощает схему, а на резисторе теряется менее полуватта мощности.

Преобразователь не боится кратковременной перегрузки и короткого замыкания, переходя в режим ограничения тока, однако на длительную работу в таком режиме он не рассчитан, и чтобы исключить это, используется предохранитель FU2 на 0,16 А, который не следует заменять другим — с большим током срабатывания, а тем более, суррогатным.

Если поставить FU2 непосредственно на входе, он может сработать при зарядке конденсатора С1. Поэтому для защиты в случае отказа элементов, стоящих до FU2, введен FU1 на ток срабатывания 2А. Легкосменяемым достаточно сделать только FU2.

Дроссели L1 и L2 определяют рабочую частоту, а также осуществляют пропорционально-токовое управление, и вместе с СЗ — ограничение выходного тока. Для работы важное значение имеет не только их индуктивность, но и ток насыщения, что следует иметь в виду при замене этих дросселей на самодельные или на импортные аналоги.

Работа автогенераторов с пропорционально-токовым управлением становится неустойчивой при малом токе нагрузки, ввиду того что пропорциональный ему ток базы ключевых транзисторов тоже становится близким к нулю. Обычно для решения этой проблемы вводят дополнительные обмотки, обеспечивающие начальный уровень тока управления. Чтобы не усложнять схему, здесь использовано другое решение. Собранный на транзисторах VT3 и VT4 узел начального пуска, представляющий собой простейший релаксационный генератор на слегка модифицированном аналоге тиристора, имеет достаточно высокую частоту генерации. Поэтому при срыве колебаний инвертора узел начального пуска тут же перезапускает его, выполняя таким образом функцию внешнего задающего генератора.

Такой способ имеет еще один, кроме простоты, положительный эффект — преобразователь приобретает стабилизирующие свойства. Благодаря этому в режиме холостого хода напряжение конденсаторов выходного сглаживающего фильтра ограничивается на более низком уровне. Дополнительно для улучшения запуска на холостом ходу используется небольшая начальная подгрузка R3.

В преобразователе использована всего одна нестандартная деталь — трансформатор Т1. Он намотан на кольце размерами 20х12х6 из феррита 2000 НМ1 (можно 2000НМ). Перед намоткой острые края кольца необходимо закруглить наждачной бумагой, кольцо обмотать слоем лакоткани. Намотку следует вести строго виток к витку, так как перехлест провода может привести к межвитковому замыканию. Каждый слой обмотки также изолируется слоем лакоткани, между обмотками — три слоя.

Первичная обмотка содержит 420 витков провода ПЭВ 00,2 мм. Вторичная наматывается сложенными вместе двумя проводами ПЭВ 00,5 мм. Каждая полуобмотка содержит 40 витков, начало одной обмотки соединяется с концом другой — это будет средний вывод.

Вместо диодов VD1...VD4 можно использовать готовые диодные- мосты, например КЦ410А, КЦ402А, Б, КЦ405А, Б. Конденсатор С1 — электролитический К50-27 или аналогичный, конденсаторы С2 и СЗ должны быть типа К73-17 и выдерживать напряжение не менее 350 В. С4 — керамический (его можно составить из нескольких, включенных параллельно). С5 — желательно типа К52-1, но можно и К50-24, К50-16, К50-35. С6 —любой, выдерживающий напряжение до 160В.

Дроссели L1 и L2 — типа ДПМО, 4...20 мкГн, L3 — ДПМЗ, 12 мкГн. Все резисторы — типа МЛТ.

Конструктивно преобразователь может быть выполнен в любом виде, в том числе в корпусе адаптеров для питания игровых приставок.

L1 и L2 должны располагаться не ближе 10мм друг от друга и желательно перпендикулярно, чтобы не было их взаимного влияния.

Сборку рекомендуется начинать с узла начального пуска (элементы R4, R5, R6, С6, VD9, VT3, VT4), который можно изготовить в виде миниатюрного модуля. Потом его легко будет установить в удобном месте на основной плате. Работоспособность этого модуля можно проверить отдельно, с помощью источника постоянного напряжения 150...200 В."+" подается на резистор R5, а "-" — на временно соединенные вместе остальные два вывода. При этом на Сб должны наблюдаться пилообразные, а на R4 — короткие импульсы частотой несколько килогерц (частота зависит от конкретных экземпляров VT3 и VT4).

При первой проверке работы преобразователя рекомендуется вместо FU2 включить с помощью небольшого удлинителя лампу накаливания 60...100 Вт, 220 В. На холостом ходу эта лампа гореть не должна, а при полной нагрузке — тускло светить. Транзисторы VT1 и VT2 должны быть при длительной работе слегка теплыми (трогать их можно только при отключенном от сети преобразователе).

Следует помнить, что вся левая часть, включая первичную обмотку трансформатора, находится под напряжением сети, а С1 может длительное время сохранять заряд!

Работу преобразователя можно контролировать с помощью осциллографа, подключенного ко вторичной обмотке трансформатора (до выпрямителя). Без нагрузки должны наблюдаться пачки импульсов, длительность которых растет с ростом нагрузки, и при некотором ее значении (около 3 Вт) генерация становится непрерывной. Частота генерации при максимальной мощности 20 Вт — около 50 кГц. Преобразователь способен отдать в нагрузку ток до 2,5 А, выходное напряжение при этом — около 8 В, что достаточно для работы практически любого линейного стабилизатора на 5 В, например на КР142ЕН5.

Печатная плата модуля начального пуска и расположение элементов на ней показаны на рис.2. Выводы модуля, с помощью которых он крепится на основной плате, сделаны из медного провода 00,8 мм. Плата преобразователя и расположение элементов на ней изображены на рис.3 и 4 соответственно. Все платы изготовлены из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.

Лепестки держателя вставляют в отверстие на плате, отгибают (показано пунктиром) и припаивают. При пайке держателей, если нет специального флюса, можно воспользоваться таблеткой ацетилсалициловой кислоты (аспирина).

Высоковольтные транзисторы крепятся к плате на стойках-трубочках высотой около 10 мм, а под этими транзисторами расположены R2, VD5, VD6,L1, L2.

Собранную плату модуля начального пуска, а также конденсатор С1 необходимо перед установкой обернуть двумя-тремя слоями изоленты. Можно также обернуть конденсаторы С2, СЗ, С4. При креплении трансформатора надо обратить внимание на то, чтобы металлические элементы крепления случайно не образовали короткозамкнутый виток. Выходные диоды желательно снабдить небольшими радиаторами, либо поставить по два диода в каждое плечо.

Если преобразователь поместить в корпус в виде плоского легкого пенала, и длину шнура между вилкой и корпусом сделать небольшой (»5 см), то при включении вилки в стенную розетку преобразователь будет висеть на сетевом шнуре, не занимая места на столе и являясь, таким образом, разновидностью "вилочного" адаптера. Разумеется, шнур должен быть достаточно прочным. Для придания дополнительной прочности и жесткости обычному шнуру его можно обмотать изолентой.

Литература

1. Патент РФ N2097907. Двухтактный ключевой усилительный каскад.

Р.Л. N4,2000 г.

ДОРАБОТАННАЯ

________________________________________________________________

Схема интересна необычным поведением ферритового сердечника, а так же другими хорошими качествами. Если у кого есть время, исследуйте работу схемы и поделитесь результатами. В результате моих исследований выяснилось, что частота, форма (чистая синусоида!) и выходное напряжение не изменяются от нагрузки вплоть до 2000 Вт. Что удивительно, трансформатор работает в режиме насыщения уже после 600 Вт. (М2000НМ, 45х28х24, B=0,25, f~27кГц), но на работе схемы это не отражается. Обязательное условие правильной работы схемы “чистая синусоида”.Конденсатор в контуре с трансформатором P652, MKT GPF (из компьютерного блока питания), К78-2 или фторопластовый, хуже К73, греется, но не бумажные типа мбгч , раскаляются. И частоту поднимать не надо транзисторы не держат.

Без L3(обломок строчника D=10,H=20,20вит) не возникает резонанса,сигнал меандр.

(возможно что создаются условия параметрического усиления мощности, за счет изменения общей индуктивности контура, когда сердечник трансформатора входит в насыщение)

-----------------------

Понял как работает.

Первый полупериод: открыт vt1, происходит заряд конденсатора С3 через vt1-L3-w1-C3-VD6. При этом благодаря падению напряжения на VD6 сравнительно небольшой ток течет и через L2. После закрытия ключа vt1 индуктивность L2, сохраняя ток сквозь себя создает ток через эмиттерный переход vt2. Начинается второй полупериод. Отпертый ключ vt2 начинает разряжать ранее заряженный конденсатор С3 через vt2-w1-L3-C3-VD5. При этом создает падение напряжения на VD5 и L1. Когда конденсатор полностью разрядится, ток через VD5 прекратится и L1 откроет vt1.

Пока течет ток, через один ключ, другой заперт обратным падением напряжения на диоде. Когда ток прекращается, остаточный ток в катушке открывает свой ключ.

Схема на R3, C5, VD9 - автогенератор для начального запуска на динисторе.

Следует учитывать, что колебания напряжение на конденсаторе С3, вероятно, будут от 0 до двойного напряжения питания.

Открытие и закрытие ключей происходит при нулевом токе. Например у  ШИМов закрытие - насильное, при большом токе, а здесь закрытие - на естественном нуле тока в колебательном контуре L3-C3.

Это - резонансная схема.

------------------

-------------------------------

Тест проверка (со слов автора) коротенько :

преобразователь был запитан через разделительный транс 40/220 вольт (250ватт) , запитанный в свою очередь через латр. Этим достигается следующее - напряжение на схеме поднимается до 200вольт и в момент пуска П. падает до 50 , но автоколебания не срываются и есть возможность латром мягко поднимать входную напругу до 220вольт на входе схемы ...кроме этого можно "лазить" осциллографом в схеме без опаски "поймать" фазу на корпус...

Транс П. выполнен на 4-х ферритовых магнитопроводах от строчных трансов телевизора(это маненько больше чем рекомендовано по схеме ). Замечено что : если магнитопровод без зазора то сх. может не запуститься ,,,если оставить половину магнитопровода то запуск П. также тяжёлый. В трансе была намотана дополнительная обмотка в 35витков ( испытания на увеличение индуктивности в первичке ,,,положительных результатов не дало ).

Непонятно чем руководствовался автор приводя в схеме такие номиналы с которыми сх. не может запуститься (ну разве что в теории )....

1. При индуктивности 5мкгн в L1 и L2 напряжение на базе Т2 не превышает 0,1вольта и говорить о запуске не приходиться.

2. С какого головняка взята ёмкость С3= 0,47 тоже не ясно ...???

3. у кого то идёт нагрев L3 ,,,интересно с какого ххх-а ???

Реально схема заработала по первоисточнику т.е. индуктивности дросселей L1, L2 НЕ МЕНЕЕ 20мкгн.

Замена DB3 на аналог динистора с участием 2-х транзисторов + стабилитрон на 35V не запускает схему (оказался данный аналог слабоватым ) и поэтому пришлось вернуться к первоисточнику из патента ,,,это работает великолепно но, резистор на 150ком. оказался слишком маловатым (дым идёт) (пришлось споследователить около 350ком (3 шт по 1 ватту).

В качестве транзисторов использовались транзисторы от 50 до 200ватт из импортных телевизоров - мониторов .

Есть следующий момент когда авторы "налегают" на использование транзисторов с токами в 4-8-12 А. ЭТО не рабочие токи ,а токи при которых внутренняя проволочка(подвод к кристаллу) ещё не плавиться,,,реально нужно исходить из паспортной мощности в справочнике , и поэтому более 200ватт(идеальный-теоретический случай) данный преобразователь не выдаст.

Замечена интересная подробность - при подключении нагрузки входной потребляемый ток уменьшается более чем в 2 раза но , один фиг КПД данной машинки около 10%.

Отмечено , что : ****В этих схемах транзистор переключается в момент, когда через него не идет ток. Поэтому он и не греется. Он не переключает мощность. И не горит. Это делается как раз за счет последовательной индуктивности.*****

Так вота ,- греются транзюки как раз настолько насколько положено и радиаторами в 100см2 тута никак не обойтись( 600см2 и то маловато),,,а вот нагрева L3 не замечено да и откуда ему взяться ( провод такой же по сечению как и в трансе да и чтобы нагреться это какой же ток надо пропустить ??? ЧЕРЕЗ ДИАМЕТР почти 0,9мм.

А вот кондей С3 греется любой (керамику тока не пробовал).

С кондеем 0.47 ДАННЫЙ ТРАНС НЕ РЕЗОНИРУЕТ и вообще на частоте 16кгц. очень большое потребление , а вот уход на 33кгц. сразу даёт "облегчение" (потреба около 0.8А по входу , расчётный выход около 50 вольт груженный на лампочку 220V. 60ватт ),,,

При попытке загрузить П. выше 25 ватт(100ваттовая лампочка 220V) запуска не получается (ес-но входной ток только релаксационный )

В сх. стоит кондей на 0.0047мкф (с другими , рядом стоящими номиналами (0.0062мкф , 0.01мкф ,0.0033мкф.) отмечено увеличение потребы , осциллограф не реагирует на изменение частоты -очевидно незначительное ).

Как показала моя радиолюбительская практика - импорт ВСЕГДА ДЕРЬМО !!!

Ну если кому интересно : В рабочем экземпляре амплитуда импульсов запуска триодов одинакова и при частоте П. = 33кгц равна 2 вольта ,,,положительный импульс имеет длительность около 15-17мксек , длительность между запусками около 13-14мксек.

Смотреть в точке соединения С3 , нижнего конца транса Т1 , R3 можно только через резистор 3МОМ (иначе можно запросто "продырявить" вход осцилла !!!! ) , ес-но относительно общего минуса.

Осциллограмма на L3 - синус с релаксационным шумом ...

Осциллограмма на выходе идеальная синусоида (есть незначительные переходные ступеньки в верхних областях)...

Конкретно на первичке транса прямоугольник со скошенными верхушками ,также с шумом. На вторичке чистый синус...

------------------------------

Соберите схему по этим данным:

L1,L2-м2000нм H=15мм D=3мм 15вит.провода 0.5мм(~5мкГн),L3-обломок строчника 20вит.провода 0.5мм(~40мкГн).DB3-динистор или другой ~40в.Т1-М2000НМ1 45х28х24,W1-45вит. три провода 0.5мм сложенные вместе.С2-желательно ~8мкФХ450в от ламп дневного света.С3-0.47мкФ, обязательно плёночный К78-2 или лучше импортный из комп.блока пит.

Диоды FR607 не желательно другие(HERы и более быстродействующие),транзисторы горят.Транзисторы 2SC3042,BUV48 и др.,

но не составные.

На видео латр 220Вх8А,нагрузка лампа 30В 400Вт,среднее напряжение

на лампе ~40В.Частота ~24кГц.

------------------------

Действительно схема ведёт себя необычно, я её в трансформаторное масло опустил (естественно после настройки в резонанс, чего сильно не соответствует номиналам указанным в схеме), так это чудовище крутит масло вокруг себя, и насчёт 500 ватт ты погорячился, я снял 2590 ватт на магнитопроводе 2500НМС, сечение керна 18X18. Кстати транзисторы отказываются греться до самого пробоя!