Опубликовано

Преобразователь напряжения повышающий

Для чего нужны преобразователи тока?

Ток – движение электронов в некотором направлении. Оно необходимо, чтобы в устройствах двигались электроны. Откуда же берется ток в наших розетках?

Электростанция преобразовывает кинетическую энергию в электрическую. Гидроэлектростанция использует воду для движения турбины, внутри которой вращается клубок меди между магнитами. Электроны в этом клубке начинают двигаться, а из-за этого движутся электроны в проводах, присоединенных к меди — так и получается ток.

Переменный ток — это ток, который находится в розетке. Называется он переменным, так как направление электронов всё время меняется. Переменный ток имеет разную частоту и электронапряжение.

Постоянный ток — ток, который находится в батарейке или аккумуляторе. Называется он постоянным, так как направление электронов постоянно, не меняется.

Преобразователи тока — это устройства, превращающие постоянный и переменный ток в ток с нужным напряжением. Инверторы служат для преобразования постоянного тока в переменный, а выпрямители – наоборот, переменного в постоянный http://www.induktor.ru/catalog/vypryamiteli_invertornye/. Эти устройства необходимы для обеспечения непрерывного питания в производственных и бытовых условиях.

Преобразователь переменного тока в постоянный применяется как в виде самостоятельного устройства, так и может быть элементом системы электропитания. Такой Преобразователь переменного тока ПНС-3, из-за своих характеристик, применяется на разных мощностях. Выпрямители очень часто эксплуатируют в системах видеонаблюдения и сигнализации.

Широко в быту используется и преобразователь постоянного тока в переменный (обеспечение домов бесперебойным питанием). Если ваши домашние электрические приборы подключены к сети с помощью преобразователей, то при отключении электроэнергии техника в доме будет питаться от аккумуляторов. Когда же подача энергии восстановится, то преобразователи тока переключатся на зарядку батареи.

Эти устройства полезны и тогда, когда вы страдаете от перепадов напряжения в сети. В таких случаях инвертор защищает вашу технику, переключая всю нагрузку на себя. Часто инверторы используются в автомобилях, для подключения зарядных устройств сотовых телефонов, ноутбуков и другого.

0.6mm Tin Lead Solder  

Полезная вещь в практике радиолюбителя DC-DC преобразователи,

На практике убедился как, кренка стабилизировала с 24V до 5V грелась как «паяльник» , в нагрузке стоял МК и семисегментный индикатор, всего на три знака. Замена кренки на MC34063 решила этот вопрос окончательно.Напряжение питания микросхемы до 40 вольт.

Для изменения напряжения постоянного тока с минимальными потерями используются DC-DC преобразователи, работающие по принципу Широтно-Импульсной Модуляции . Основной принцип в том, что напряжение подается не сплошным потоком, как в линейных стабилизаторах, а краткими импульсами и с большой частотой. На микросхеме MC34063 разработан ряд схем

Понижение напряжения от источника питания Step-down converter

Повышение напряжения от источника питания Step-up converter

Подача отрицательного напряжения от источника питания Voltage inverting converter

Высокая выходная мощность, высокое входное напряжение -Higher output power, higher input voltage

Step-down converter MC34063 (пример осциллограмм).

В процессе исследования работы микросхемы MC34063, стандартного варианта схемы (рис.14), для собственного самообразования было сделано несколько осциллограмм.

калькулятор для MC34063калькулятор mc34063

и вот здесь переведен на русский http://bsvi.ru/dc-dc-na- mc34063/

тут вставляете свои значения и он вам отображает номиналы деталей

Вот тут есть пример Step-up с печатной платой программатор Extra-PIC от USB +5V.

и пример Step-down converter с печатной платой термостат ATtiny2313.

Если меняем кренку в действующей плате

выглядит это вот так

схема и плата, разводка платы Datasheet 34063.pdf

Работа микросхемы в протеусе.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Данный преобразователь предназначен для увеличения напряжения источника с малым вольтажом (батареек), для получения повышенного значения, с постоянным током на выходе. Схема не содержит дефицитных деталей и собирается за пол часа.

Ниже приведена таблица соотношения входного и выходного напряжений.
Входное, В: Выходное, В: Во сколько увеличивает
1,5 6,18 В 4,12 раза
2,0 6,60 В 3,30 раза
2,5 7,00 В 2,80 раза
3,0 7,42 В 2,473 раза
3,5 7,87 В 2,248 раза
4,0 8,33 В 2,08 раза
4,5 8,80 В 1,90 раза
Как видно из таблицы, чем меньше напряжение, тем в большее число раз увеличивается напряжение.

Преобразователь напряжения предназначен для питания различных приборов с небольшим потреблением тока. Максимальная мощность — до 2вт. Ток работающего в холостую прибора составляет около 30-35 мА. КПД преобразователя около 75%. Выходное напряжение задается стабилитроном.

Дроссель намотан на ферритовом кольце (использовал кольцо от старого антенного усилителя). Оно имеет диаметр 10 мм, имеет 40 витков провода ПЭЛ 0.35 в лаковой изоляции. Выпрямительный диод VD2 лучше поставить Шоттки, с малым падением напряжения, или в крайнем случае обычный — но высокочастотный.

Электролитический конденсатор на выходе обязательно на напряжение не менее 25В. Транзисторы — любые кремниевые, соответствующей структуры.

Архив с печатной платой преобразователя, разработанную в программе Lay, можно скачать здесь. При исправных деталях схема работает сразу, повысить КПД преобразователя можно изменением индуктивности дросселя. Материал прислал — Р.Рыбалко

Форум по преобразователям напряжения

Обсудить статью ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

EnergyScience.ru — альтернативная энергия

Ионно-выпрямительный преобразователь.
Ионный выпрямительный конвертер, который показан на рисунке ниже, состоит из отрицательно заряженного катода размещенного по центру из отрезка вольфрамовой проволоки, охваченного анодом в форме цилиндра, такая конструкция способна излучать вторичные отрицательно заряженные ионы. Цилиндр анод, заряжен положительно, который сделан из полупроводника, этот материал может легко поглощать электроны. Рис.3. Отрицательные ионы, накопленные в межэлектродном пространстве, в течение нескольких миллисекунд притягиваются к положительно заряженным ионам возбужденных атомов. При столкновении отрицательных и положительных зарядов они нейтрализуют друг друга, генерируя высокочастотные электрические колебания. Ионный выпрямитель поддерживает стабильную разность потенциалов, которая не
позволяет энергии течь обратно — в источник высокого напряжения. Это дает возможность AC протекать через него только в одну сторону. Он является своего рода «энергетической плотиной» (из-за отсутствия лучшего описания). Ионный выпрямитель проявляет зарядовый блокирующий эффект, который работает в одном направлении. Именно поэтому Морей заявил, что его клапаны не являются выпрямителями в смысле, подобному действию радиоламп в процессах преобразования обычного переменного тока или ВЧ в постоянный ток. Действительно: этот клапан как бы преграждает «поток» потенциальной энергии в одном направлении. Обычные диоды используются для преобразования переменного тока или радиочастот в постоянный ток, т.е. являются обычными выпрямителями переменного тока. Ионный выпрямитель представляет собой сепаратор зарядов. Его функция может рассматриваться как волновая, по своему колебательному воздействию она сходна с волнами моря без их выпрямления, этот преобразователь предотвращает возвращение энергии обратно в источник.
Дополнение от Л.Волкова.
Отчет об устройстве Ганса Колера, выпущенный правительством Великобритании, показывает, что когда электрические контакты размыкаются и замыкаются, высвобождается реальная избыточная энергия. В токовой цепи устройства Лестера Хендершота использован
зуммер, который периодически размыкает и замыкает электрические контакты. В катушках Альфреда Хаббарда предварительный тлеющий разряд протекает через электрические контакты, образованные между корпусом и центральным электродом свечи зажигания, пропитанной
радием. Томас Морей изобрел светящуюся разрядную трубку с холодным катодом, которая является сердцем его приемника лучистой энергии. Герман Plauson получил патент США № 1540998, в котором искровые разрядники использованы для преобразования атмосферного
электричества. Фрэнк Вайет Прентис получил канадский патент N 253765, детально описывающий его изобретение, в котором пятьдесят 60-ваттных углеродных ламп при полной яркости свечения потребляли всего лишь пятьсот ватт. В его изобретении используется разрядник,
установленный в настроенном резонансном контуре, который питается от генератора высокой частоты.
Ченси Бриттен использовал ионный клапан, образованный вокруг центрального провода, окруженного мотком проволоки, который описан в его патент США № 1826727. Согласно информации, полученной из местных газетных статей, Бриттен с помощью своего ионного клапана в 1930-х годах освещал свой дом. Александр Чернетский тоже экспериментировал с аналогичными устройствами ионных клапанов, наполненных водородом. Говорят, что он получил из своего устройства энергии в пять раз больше, чем вложил. Паулу Н. Корреа и А. Н. Корреа получили патенты на свои импульсные системы предварительно тлеющего разряда, энергия которых использовалась для зарядки и восстановления аккумуляторных батарей. Эдвин Грей получил патент США № 3890548 на свой способ управления двигателями с использованием разряда емкости через искровой промежуток. В его двигателях с помощью разрядников очень эффективно используется мгновенный разряд энергии, запасенной в конденсаторах. Сброс энергии осуществляется тогда, когда магнитные поля обмоток ротора и статора полностью совмещаются, в этих условиях получен наибольший крутящий момент. Существует проблема в том, что огромная энергия электрической дуги довольно быстро изнашивает искровые разрядники. Он решил эту проблему путем замены обычных разрядников на свою управляемую переключательную трубку. Его Патенты США номер 4595975 и № 4661747 описывает эту трубку в деталях. Она была разработана для устранения износа искрового промежутка. При ее ближайшем рассмотрении мы видим, что в этой трубке для перераспределения энергии емкостной разряд между анодом и катодом не генерирует невосстановимые тепловые потери.
Дополнение.
Я обнаружил, что радиантная энергия генерируется тогда, когда плазменное поле находится в контакте с атомами электрического проводника. Самое главное: — количество радиантной энергии значительно возрастает, когда межэлектродное плазменное поле возникает
между парой двух различных электрических проводников. Светящаяся плазма вбирает в себя энергию разряда. Это эффективный механизм гашения энергии дуги. Как показано на (Рис. 3.), отрицательный заряд на центральном проводнике ионного клапана ионизирует отрицательно любой газ, который контактирует с этим проводником. Образовавшиеся ионы устремляются к положительно заряженному цилиндру. Когда ионы газа или паров металла несут избыточный электрон, и сталкиваются с положительно заряженными ионами возбужденного газа или паров металла, (например – ртути), происходит принудительное объединение двух противоположно заряженных ионов. При их объединении генерируются мощные колебания, в процессе которых происходит нейтрализация заряда. Модель «электронного моря» помогает объяснить этот эффект. Согласно модели “электронного моря”, атомы металлов связаны друг с другом через обмен электронами. Модель предполагает, что атомы металла купаются в электронном море. Если от этой модели уйти на шаг вперед, можно увидеть, что когда атомы металла отрываются друг от друга, их электроны генерируют электрические
колебания высокой частоты (радиантную энергию). Это происходит потому, что электроны не участвуют в межатомных взаимодействиях, которые существовали до их диссоциации.
Очевидно, что в результате диссоциации атомов генерируются свободные электроны, которые могут быть источником обратного тока в электрической цепи. В новой системе также справедливо уравнение
I х Е = Р,
где,
«I» представляет поток электронов (сила тока),
«E» — электродвижущая сила (ионная разность потенциалов),
«P» – энергия (мощность).
Ионно-регулирующий клапан является важнейшим компонентом преобразователей избыточной энергии. При его использовании электродвигатели будут потреблять от источника питания гораздо меньший ток. Системы связи, которые будут использовать осцилляторные преимущества ионного клапана, могут заменить устаревшие способы радиопередачи сигналов. Дальнейшее увеличение электрической мощности передачи сигналов также может получить путевку в жизнь. Открывшиеся возможности обнадеживают. Почитаю за честь предложить человечеству новую технологию. Моя цель — сконструировать и довести это устройство до готовности, выдать его на рынок новых продуктов, улучшающих качество нашей жизни.

Ионизационные преобразователи

Принцип действия и конструкция. Ионизационным называется преобразователь, преобразующий интенсивность радиоактивного излучения в электрическую величину. Наибольшее применение нашли ионизационные камеры, газоразрядные счетчики и сцинтилляционные и полупроводниковые детекторы.

На рис. 27схематически показана ионизационная камера. Она состоит из цилиндрического металлического корпуса 1, заполненного газом, и металлического электрода 2, расположенного по оси корпуса и изолированного от него изолятором 3. Корпус служит катодом и заземлен, электрод служит анодом. При помещении камеры в пространство с ионизирующим излучением находящийся в ней газ ионизируется. Если к электродам приложить напряжение U, то ионы газа образуют ток. ВАХ камеры при некоторой постоянной интенсивности излучения приведена на рис. 27. Пока напряжение и ток малы, а

Рис 27

количество ионов значительно больше, чем необходимо для обеспечения этого тока, ток возрастает пропорционально напряжению. С увеличением напряжения пропорциональность нарушается и при изменении напряжения от UAдо UBток не меняется. В этом диапазоне напряжений все ионы доходят до электродов и участвуют в создании тока. Повышение напряжения не увеличивает числа носителей. При дальнейшем увеличении напряжения возрастает скорость ионов, и если оно превышает UB, то энергия ионов становится достаточной для вторичной ионизации газа. При этом возрастает число носителей, а также и ток камеры. Ионизационные камеры работают на участке AВ BАХ С увеличением излучения ток камеры возрастает.

Конструкция камеры, состав и давление газа зависят от ее назна­чения, а также от вида и энергии ионизирующих частиц. При работе с а-частицами, имеющими малую длину пробега, источник излучения помещают внутри камеры.

Газоразрядные счетчики представляют собой ионизационный камеру, работающую при напряжении большем, чем UBна рис. 27 Они бывают двух типов: пропорциональные счетчики и счетчики Гейгера-Мюллера. Счетчики представляют собой заполненный газом цилиндрический стеклянный баллон, по оси которого натянута тонкая металлическая проволока — анод. На цилиндрическую часть баллона изнутри нанесено металлическое покрытие катод. Прикладываемое к электродам напряжение создает в межэлектродном пространстве поле, напряженность которого резко возрастает возле анода. Электрон, возникший под действием ионизирующей частицы или излучения в области малой напряженности, дрейфует к аноду, при этом его скорость и энергия возрастают. Вблизи анода, в области повышенной напряженности, энергия возрастает настолько, что электрон становится способным сам ионизировать газ. Эта ионизация увеличивает число вторичных электронов. Происходит увеличение импульса тока счетчика в 103- 104, а иногда более чем в 106раз. Газовый разряд в пропорциональном счетчике является несамостоятельным газовым разрядом, он возникает при внешней ионизации газовой среды и прекращается при ее прекращении. Как и в ионизационных камерах, импульс тока пропорционален энергии ионизирующего излучения.

К электродам счетчика Гейтера-Мюллера подается еще большее напряжение. Под действием излучения происходят процессы, аналогичные процессам в пропорциональном счетчике. Однако в прианодной области под действием увеличенной напряженности поля энергия электронов настолько возрастает, что возникает самостоятельный коронный разряд. Возникшее ультрафиолетовое излучение выбивает из катода электроны, они ионизируют газ и поддерживают возникший разряд. Для того чтобы можно было зарегистрировать приход новой ионизирующей частицы или кванта излучения, разряд должен быть погашен. Гашение производится либо специальной схемой, которая уменьшает напряжение на счетчике, либо вследствие процессов, (происходящих внутри его. Счетчики первого типа называются несамогасящимися, второго — самогасящимися. Самогасящиеся счетчики наполняются газовой смесью специального состава, которая поглощает ультрафиолетовое излучение и способствует прекращению разряда.

Импульсы тока в счетчике Гейгера-Мюллера возникают при попа­дании в него ионизирующих квантов или частиц. Амплитуда импульсов постоянна и от энергии ионизирующих агентов не зависит; от интенсивности излучения зависит лишь средняя частота импульсов.

Ионизационные камеры и газоразрядные счетчики могут работать в токовом или импульсном режиме.

Полупроводниковый детектор (рис. 28) — это ионизационный преобразователь, представляющий собой монокристалл полупроводника (германия) с p-i-n-переходом. Проводящий слой с собственной

Рис 28

проводимостью (i-проводимостью) выполнен путем диффузии лития в монокристалл германия. Измеряемое излучение ионизирует слой с собственной проводимостью и увеличивает в нем число электронов и дырок, что приводит к увеличению проводимости. Под действием напряжения, приложенного к р- и «-слоям, возникает импульс тока. Число носителей, а следовательно, и амплитуда импульса тока пропорциональны энергии излучения, средняя их частота пропорциональна интенсивности. Характеристики полупроводникового детектора подобны характеристикам пропорционального счетчика.

Сцинтилляционный счетчик состоит из сцинтиллятора — твердого тела, которое под действием излучения дает вспышку света, и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). Яркость вспышки, а следовательно, и импульс фототока ФЭУ определяются энергией частицы или излучения, поглощенной сцинтиллятором, их средняя частота — интенсивностью излучения.

Особенности применения ионизационных преобразователей. Измерительные приборы с ионизационными преобразователями могут использовать в своей работе либо меченые атомы, либо источники ядерного излучения. Приборы с мечеными атомами служат для изучения поведения веществ и тел в различных физических, химических и физиологических процессах. Их применение основано на том, что радиоактивные изотопы элементов идентичны стабильным изотопам. Радиоактивные изотопы добавляются к стабильным и участвуют в процессе наряду со стабильными. Местонахождение и количество радиоактивных изотопов определяются с помощью ионизационных преобразователей.

Приборы с источниками излучения служат для измерения неэлектрических величин, таких, как толщина материала, уровень жидкости, расход жидкости и пр. В этих приборах используется зависимость интенсивности излучения от измеряемой величины.

Приборы с ионизационными преобразователями имеют ряд особенностей, которые обеспечили их распространение. Эти приборы используют радиоактивные источники, излучение которых стабильно. На излучение не влияет изменение внешних условий: температуры, давления, напряжения питания, наличие агрессивных сред и т. п. Интенсивность изменяется только вследствие естественного распада ядер радиоактивного изотопа.

Благодаря большой проникающей способности излучения приборы могут применяться в тех случаях, когда объект измерения находиться тяжелых эксплуатационных условиях (высокие температуры и давление, агрессивная среда и т.п.).

Отрицательной особенностью приборов является токсичность излучения. Однако разработка и использование высокочувствительных детекторов (сцинтилляционный и полупроводниковых) и снижение интенсивности рабочего излучения делают ионизационные приборы практически безопасными.

Приборы, использующие радиоактивные изотопы, имеют специфические источники погрешностей. С течением времени в результате естественного радиоактивного распада интенсивность излучения уменьшается, так что

J= J0e-(ln2/T0.5)t (37)

где Jo — начальная интенсивность; T0.5 — период полураспада источника излучения.

Для ее уменьшения следует периодически увеличивать чувствительность прибора.

Другая погрешность обусловливается случайным характером ядерного распада. Случайны как время распада, так и направление траектории радиоактивной частицы или кванта излучения. Случайный характер носят также захват и торможение излучения веществом ионизационного преобразователя. Вследствие этого последовательность импульсов преобразователя имеет непериодический, случайный характер. Если время подсчета импульсов мало, то количество импульсов может сильно различаться при повторении измерений даже при неизменных условиях. При увеличении времени подсчета происходит усреднение, и относительная вариация показаний прибора и погрешность уменьшается.

Добавить комментарий

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