Опубликовано

Преобразователь частота напряжение схема

Таймер 555. Преобразователи напряжения

DC/DC конвертер

Достаточно часто в различных схемах требуются преобразователи напряжения. Наиболее типичный пример, — питание какого-либо устройства от автомобильного аккумулятора. Обычно такие преобразователи напряжения делаются двухтактными на базе различных специализированных микросхем. Но, если мощность преобразователя невелика, вполне возможно создать таковой на базе таймера 555 (КР1006ВИ1). Схема одного из возможных вариантов показана на рисунке 1.

Схема содержит уже знакомый по предыдущим статьям о таймере 555 автоколебательный мультивибратор, к выходу которого (вывод 3) подключен затвор мощного полевого транзистора VT1. К стоку этого же транзистора подключен дроссель L1.

При включении питания генератор начинает вырабатывать прямоугольные импульсы. Поэтому на дросселе L1 появляются импульсы ЭДС самоиндукции, которые выпрямляются диодной сборкой VD2, и заряжают конденсатор выходного фильтра C4 до напряжения, заданного стабилитроном VD3.

Устройство стабилизации представляет собой пороговое устройство, практически компаратор, с порогом срабатывания заданным стабилитроном VD3.

Работает устройство стабилизации следующим образом: как только напряжение на конденсаторе C4 превысит напряжение стабилизации стабилитрона и перехода база – эмиттер транзистора VT2, последний откроется, что приведет к уменьшению длительности импульса на выходе таймера и снижению напряжения на конденсаторе C4. Далее весь цикл повторяется.

Рисунок 1. Схема DC/DC конвертера на таймере 555

Напряжение на выходе устройства целиком и полностью зависит от напряжения стабилизации стабилитрона, и может достигать до 40 вольт. В рассмотренной схеме выходное напряжение выше, чем у источника питания и составляет 18В. Если понадобится получить, например, 9 или 5В, достаточно просто применить стабилитрон на указанное напряжение стабилизации. Все остальные детали замены не потребуют.

Микромощный преобразователь на 555

Часто в различной аппаратуре требуется двухполярное питание небольшой мощности. В качестве примера можно привести случай, когда надо запитать всего-то один операционный усилитель. Схема подобного преобразователя показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема микромощного преобразователя напряжения на таймере 555

Конечно, современная элементная база располагает специализированными микросхемами-преобразователями, которые можно купить на радиорынке. Но часто в таких случаях приходится говорить: «Где мы, а где радиорынок?», да и дороговизна специализированных микросхем иногда приводит в уныние. Поэтому выходить из ситуации приходится, используя уже имеющиеся под руками детали.

Принцип делать не из того, что надо, а из того, что есть, зачастую дает отличные результаты, во всяком случае, экономию времени, которого всегда не хватает.

Вот и здесь поможет наш старый знакомый – мультивибратор. При указанных на схеме параметрах деталей рабочая частота генератора около 160КГц. Импульсы напряжения с его выхода через разделительный конденсатор C4 поступают сразу на два выпрямителя, собранных по схеме удвоения напряжения.

Стабилизацию выходного напряжения выполняют интегральные стабилизаторы. Для положительного напряжения это 78L05, для отрицательного 79L05. Таким образом получается двухполярный стабилизированный преобразователь с напряжением стабилизации ±5В.

Входное напряжение преобразователя находится в диапазоне 11…18В. При напряжении на входе 12В выходной ток около 50мА. При таких параметрах вполне возможно запитать парочку ОУ.

Преобразователь напряжение – частота (ПНЧ)

В некоторых случаях требуется именно такое преобразование. Подобные схемы достаточно сложны, содержат большое количество деталей, капризны в наладке. Существуют, конечно, специализированные интегральные ПНЧ, но они достаточно дороги, а кроме того не всегда имеются под руками. Поэтому зачастую в подобной ситуации выручит широко распространенный таймер 555.

Схема ПНЧ на таймере 555 показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема ПНЧ на таймере 555

В основе ПНЧ все тот же мультивибратор, но если в классической схеме заряд времязадающего конденсатора C1 осуществляется через резистор, то в данном случае конденсатор заряжается через управляемый источник тока, который выполнен с применением операционного усилителя. На схеме указан ОУ типа 741, отечественный аналог которого 140УД7.

Источник тока устроен так, что выходной ток линейно зависит от входного напряжения и почти не зависит от сопротивления нагрузки. При использовании источника тока заряд конденсатора происходит линейно, а не по экспоненте, как в случае с использованием резистора.

При достижении определенного напряжения, а именно 2/3U, (порог срабатывания верхнего компаратора) конденсатор разряжается, формируя импульс напряжения на выходе таймера. После этого начинается новый заряд — разряд конденсатора. Поэтому, частота выходного напряжения на выходе ПНЧ линейно зависит от входного напряжения.

Если на вход устройства подать постоянное напряжение в пределах 0,5…7В, частота на выходе изменяется в диапазоне 1,8…24КГц, что соответствует крутизне преобразования около 3,4КГц/В.

Короткие импульсы на выходе устройства имеют отрицательную полярность. При этом погрешность преобразования не превышает 3,4%. Подобный преобразователь может быть применен, например, в измерителях температуры, когда требуется оцифровать информацию от аналогового датчика.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СТАТЬИ: ШИМ — регуляторы оборотов двигателей на таймере 555

Борис Аладышкин, http://electrik.info

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТАЙМЕРЕ 555

Рассмотрим конструкцию простого преобразователя напряжения на основе таймера 555 серии. Устройство, из себя представляет однотактный повышающий преобразователь напряжения, который имеет достаточно широкую область применения. Простой и качественный преобразователь напряжения, который может быть использован в самодельных высоковольтных генераторах (катушка Теслы, генератор Маркса и т.п.). Основные части — генератор, мощный полевой ключ и повышающий трансформатор. Принципиальная эл-схема:

Транзистор IRF540 установлен на небольшой теплоотвод (если преобразователь предназначен для кратковременной работы). При долговременной работе транзистор будет сильно перегреваться, поэтому и теплоотвод будет нужен побольше.

Мощность такого преобразователя напряжения, главным образом зависит от используемого транзистора. Возможно также использование биполярных транзисторов обратный обратной проводимости. Из отечественных можно ставить КТ805, КТ819, а еще лучше КТ827. Но в случае использовании биполярных транзисторов, изменяются намоточные данные трансформатора.

Первичная обмотка содержит 10 витков провода, с диаметром 0.7-1.2 мм. Для удобности намотки можно использовать несколько жил более тонкого провода. Вторичная обмотка может содержать любое количество витков в зависимости от нужд. Например для зарядки конденсаторов гаусс-гана, она содержит содержит 80 витков провода диаметром 0.4 мм. Диаметр вторичной обмотки подбирается тоже исходя от нужного тока на выходе.

Резистор на выходе генераторы снимает перегруз с микросхемы, в следствии чего генератор не перегреется даже при долговременной работе. При использовании полевых транзисторов, первичная обмотка трансформатора может содержать 5-7 витков провода с сечением от 0,5 до 1,5мм. Максимальное входное напряжение не должно превышать 20Вольт, при повышении питающего напряжения, нарушается правильная работа генератора. Сердечник может иметь буквально любую форму. Можно использовать Ш-образные половинки, броневые чашки или ферритовые кольца, при этом, намоточные данные трансформатора не меняются. Мощность преобразователи достаточно высокая, что дает возможность зарядить емкость 1000 мкФ всего за одну секунду.

Схема преобразователя напряжения

Ещё одна схема простого преобразователя напряжения на таймере NE555 на рисунке вверху. Такой преобразователь вполне подойдёт для питания DVD-плееров, электробритвы, телевизоров и прочей маломощной аппаратуры, где выходная мощность преобразователя напряжения зависит от габаритной мощности трансформатора и транзисторов. Как видно на схеме, задающий генератор выполнен на легендарной микросхеме NE555, которая до сих пор выпускается промышленностью с 80-ых годов, на ней выполнен генератор 50 герц. С её выхода сигнал поступает на затвор одного полевого транзистора напрямую, а на затвор второго транзистора сигнал идёт через инвертор на биполярном маломощном транзисторе. Нагрузкой полевых транзисторов является повышающий трансформатор, с выхода которого и снимаем напряжения 230 вольт.
Трансформатор можно взять любой готовый с сетевой обмоткой, придётся лишь домотать первичные обмотки 2х12 вольт. Если частота питания не критична для нагрузки, можно повысить её до 100-300 герц путём изменения Rx и Сх, от них зависит частота генерации, повысится выходная мощность и уменьшится ток холостого хода. Полевой транзистор может быть IRFZ44 для нагрузок до 200W, IRFZ48 до 350W или IRF3205 до 600W. Для выхода больше 600 Вт можно объединить несколько транзисторов IRF3205 параллельно. Очень хорошие показатели имеет также IRF1405. Транзисторы необходимо установить на радиаторы, если планируете большую выходную мощность, предусмотрите установку кулера для обдува радиаторов транзисторов.
Ну и как обычно, перед включением внимательно осмотрите и проверьте монтаж, всё ли правильно припаяно там где нужно и только затем подключайте питание. Схема довольно таки простая, думаю, её сможет собрать начинающий радиолюбитель без проблем.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *