Преобразователи напряжения в основном собирают по схеме с обратной связью по напряжению (схема Роэра). Но при питании от низковольтного источника тока данную схему нецелесообразно использовать ввиду плохих условий самовозбуждения и низкого КПД. В этом случае лучше применять преобразователь напряжения по схеме, изображенной на рис.1.

Преобразователь собран по схеме с обратной связью по току нагрузки и имеет ряд особенностей. В трансформаторе преобразователя отсутствуют базовые обмотки. Выходной ток является током базы транзисторов VT1 и VT2. Выходное напряжение преобразователя (на конденсаторе С2) равно сумме напряжений выпрямленного с обмотки 4-7 трансформатора Т1 и входного. Устойчивая работа и надежный запуск генератора в этой схеме возможны при напряжении питания более 0,9 В. Положительная обратная связь по току нагрузки способствует уменьшению коммутационных потерь и увеличению КПД.
К недостаткам схемы следует отнести наличие гальванической связи между источником питания и нагрузкой. Так как ток нагрузки протекает через переход база-эмиттер транзисторов, то их максимально допустимый ток базы должен быть больше тока нагрузки. Обмотка 5-6 трансформатора Т1 позволяет уменьшить напряжение на базе закрытого транзистора до допустимого.
При обработке схемы я использовал трансформаторы с различными моточными данными. Первый вариант трансформатора имеет следующие данные: обмотки 1-2, 2-3 по 10+10 витков; обмотки 4-5, 6-7 по 80+80 витков; обмотка 5-6 20 витков. Вто-рой вариант трансформатора имеет соот-ветственно следующее количество витков: 1-2, 2-3 - 5+5; 4-5, 6-7 - 43+43; 5-6 - 10. Для обмоток использован провод ПЭВ-2 0 0,31 мм. Магнитопровод трансформатора - фер-ритовое кольцо К20х12х6 М2000НМ1. Ре-зультаты испытаний при разных сопротивлениях нагрузки приведены в таблице, где RH - сопротивление нагрузки; Uн - напряжение на нагрузке; Рн - мощность, потреб-ляемая нагрузкой; Ро - мощность, потреб-ляемая от источника питания; Fr - частота преобразования.

 

Как видно, более высокой частоте преобразования (меньшее количество витков трансформатора) соответствует меньший КПД преобразователя.
Детали. Транзисторы VT1 и VT2 с большим запасом по току базы, их вполне можно заменить на КТ814. Диоды VD1 и VD2 можно заменить на другие выпрямительные, хорошо выпрямляющие ток на частоте преобразования, еще лучше применить германиевые Д310 (при этом повысится КПД преобразователя), но в данное время они большая редкость. Конденсатор С1 типа К50-16 или К50-35. Конденсатор С2 должен хорошо работать на высокой частоте, например, К53-14 и ему подобные. Трансформатор Т1, как отмечалось выше, намо-
nтан на ферритовом кольце. Перед намоткой обмоток трансформатора кольцо необходимо обмотать одним слоем лакоткани или фторопластовой ленты. Можно использовать кольца другого типоразмера, учитывая, что габаритная мощность трансформатора должна быть больше мощности, потребляемой нагрузкой. При уменьшении магнитной проницаемости увеличивается частота преобразования. Обмотки равномерно распределить по кольцу.
Для преобразователя разработана печатная плата. Расположение радиоэлементов на плате показано на рис.2, соединение деталей печатными проводниками на обратной стороне платы - на рис.3.

Преобразователь напряжения для питания от гальванического элемента электронных приборов

Налаживание. Без нагрузки преобразователь не работает, поэтому необходимо подключить к выходу преобразователя резистор сопротивлением 1...3 кОм. При соблюдении начала и конца обмоток преобразователь легко запускается от 0,9 до 1,5 В. Осциллографом следует проконтролировать форму напряжения на анодах диодов или базах (коллекторах) транзисторов. В этих точках должны быть прямоугольные импульсы. Если они отсутствуют или искажены (с выбросами), необходимо проверить правильность соединения обмоток трансформатора и полярность включения диодов. Необходимо учесть, что при повторении конструкции параметры преобразователя могут отличаться от приведенных в
таблице, так как ферриты имеют отклоне-ния магнитной проницаемости от номиналь-ной, количество витков может незначительно не соответствовать авторской конструкции.
При критичности нагрузки к стабильно-сти питающего напряжения преобразова-тель необходимо дополнить стабилизато-ром напряжения. Для питания радиоприем-ной аппаратуры преобразователь следует тщательно экранировать и дополнить филь-тром. Фильтр лучше всего использовать транзисторный. Схемы этих фильтров и методика расчета приведены в [1,2]. Данный преобразователь напряжения при питании от одного элемента типа 373 при токе на-грузки 10...12 мА позволяет питать элек-тронную схему в течение 20 ч [3]. Характе-ристики преобразователя улучшаться (в ча-стности, КПД) при питании от источника на-пряжением 3 В. Моточные данные транс-форматора для этого случая следующие: обмотки 1-2, 2-3 по 10 витков, обмотки 4-5, 6-7 по 35 витков, обмотка 5-6 по 10 вит-ков провода ПЭВ-2 0 0,31 мм.
О.В.Белоусов, г.Ватутино, Черкасская обл.
Литература
1. Векслер Г.С, Штильман В.И. Транзис-торные сглаживающие фильтры. - М.: Энер-гия, 1979.
2. Медведев И. Транзисторные сглаживаю-щие фильтры//Радио - 1991.- №8.- С.32-34.
3. Давтян Г., Есаян Л., Пилюс Н. Гальвани-ческие элементы "Орион М", "Юпитер М", "Уран М”//Радио.- 1983- №8.- С.46-48.