Įtampos keitiklis be trafo

Kartais reikia nedidelio galingumo keitiklio kokiam nors aparatui. Ir nesinori vynioti transformatorius. Taip pat nesinori naudoti brangias specializuotas mikroschemas. Galima padaryti klasikinį step-up įtampos stabilizatorių su NE555 (ar bent kokiu analogišku 555 taimeriu). Induktyvumas panaudotas schemoje taip pat pirktinis ir jo vynioti nereikia. (schema rasta internete, priglausta prie kito projekto).

Štai schema:
schematics
Schema spausdinimui.

Keletas komentarų: šią schema surinkau kad užmaitinti neonines inkikatorines lemputes. Man reikėjo apie 200V pastovios įtampos. Bet reguliavimo metu, sukinėjant kontamą rezistorių galima nusistotyti įtampa nuo Vin iki maždaug tiek, kiek laiko mosfetas, diodas ir kondensatorius.

Schemoje surašytos teorinės detalių reikšmės, bet renkant aš visų detalių neradau, todėl naudojau kas papuola po ranka.

Pirmiausia, T1 parašytas MPSA42… nu kam čia reikalingas aukštavoltis tranzistorius aš nesupratau. Manau autorius paprasčiausiai turėjo tokių daug ir juos panaudojo. O aš tokio neturėjau, bet čia įtampos vistiek negali viršyti įtampų leistinu NE555 taimeriui. Todėl panaudojau “standartinį” mano projektuose tranzistorių iš kompų maitblokio C945 (50V, 0.1A, npn). C9 kondensatorių įdėjau 100pF. Jo ir rezistoriaus R37 paskirtis- slopinti aukšto dažnio parazitinius virpesius droselyje (snubber circuit). Kintamą rezistorių R40 įdėjau 10K, R38- 470K. Diodą D1 įdėjau iš AT maitblokio rekuperacinės grandinės- FR154. Čia svarbu, kad diodas būtų greitas ir aukštavoltis. L1 tai 100μH, 1A droseliukas iš parduotuvės, bet jie neturėjo 100μH tai įdėjau 150μH.

Aparatukas

Mano reikmėm radiatoriaus ant pagrindinio raktinio tranzo nereikia.
Surinkus schemutę, reikėjo tik su kintamu rezistorium susireguliuoti reikiamą įtampą. Beja, daiktas smarkiai trenkia per nagus- dar ir kondiką C6 įdėjau 10μF…

25 replies on “Įtampos keitiklis be trafo”

  1. Srovės čia mažos. Kadangi energija kaupiama žiede, tai nuo jo dydžio priklauso galingumas. Toliau, šis keitiklis nėra labai efektyvus. O dar toliau, čia vistiek galioja energijos tvermės dėsniai, todėl tranzas turės perjunginėti didelią galią ir nuo “spaikų” gali greitai mirti.

    Šis keitiklis tinka įvairiom neoninėn, šalto katodo ar dienos šviesos lempom maitinti. Jei reikia galios, reikia naudoti klasikinį vientakti, dvitaktį ar “full bridge” keitiklį.

  2. Tai elementarus boost konverteris, shema nalabai kokia, nes cia reikia naudoti ne taimeri o specializuotas mikroshemas, bus daug geresni rezultatai
    pvz uc3845

    tranzistorius turi buti tokios itampos kokios reikia isejime. deja aukstos itampos tranzistoriu varza didele, todel rezultatai betkokiu atveju bus prasti

  3. Sveiki,

    beiškant atsakimo radau šį Jūsų straipsnį, pagalvojau, kad gal patartumėt nelabai elektrikui, kaip pasidaryti į šį panašų dalyką:

    turiu generatorių, kuris gali duoti nuo 0 iki 15V pastovios įtampos. Jis pajungtas prie 12V baterijos. Problema, kad baterija kraunama tik, kai įtampa tampa didesnė už baterijos įtampą. Ir gaunasi kad kai jis duoda kokius 4-8V su 1-10A srove – energija tiesiog švaistoma… Pamaniau, kad čia kažką turi būti įmanoma padaryti su kondensatoriumi – kad ta maža įtampa įkraudinėtų kondencatorių, o pastarasis, pasiekęs kokius 15V, išsikrautų į bateriją. Ir taip cikliškai vis būtų įkraunama baterija ir panaudojamas visas generatoriaus potencialas.

    Būčiau dėkingas už kokią mintį/nuorodą.

  4. Mintis gal ir gera, bet labai sunkiai realizuojama. Pradiniai duomenys labai neapibrėžti: 4-8V, 1-10A. Šie skaičiai turi buti kažkaip susije. Generatorius sukasi nuo ko? Nuo vėjo? Vadinasi jis duoda nuo 4 iki 80W energijos. Dabar reikia tą energija perpumpuoti į batareiką. Kadangi labai dideli skirtumai, labai sunku paprastai padaryti. Reikia energija iš generatoriaus stabilizuoti “pagal” įtampą- padaryti ~14V. Ir šitą “įtampą” per srovės ribotuvą maitinti į 12V akumą.
    Čia reikalingi du stabilizatoriai: pirmąjį galima pasiskaičiuoti http://www.nsc.com puslapyje- įvesti pradinius duomenys ir kažką duos. Antras- srovės ribotojas-pakrovėjas. Greičiausiai jis iš viso nereikalingas, nes pirminis stabilizatorius ir taip duos srovės apsaugą.

  5. A iš kur man žinoti naudingumo koeficientą- čia ne mano kūrybos schema. Ji skirta maitinti nixius. O jie srovės nedaug ima. Aš paprastai naudoju specializuotas mikroschemas.

    PCB atskiros nėra, tai didesnio projekto gabalas. Va gabaliukas PCB gif formate. Čia vaizdas iš viršaus, darant PCB reikia daryti veidrodinį vaizdą (arba kelti plėvelę dažais į plokštę). Detalių išdėstymas toks pats kaip nuotraukoje.

    Čia labai senas projektas… autorius vokietis.

    Pridedu apipjaustyta eagle failą: eagle schema(sch) ir PCB (brd).

  6. o pilno pcb atvaizdo neturi? inpulsus su ocsilografu ziurejai kaip keiciasi kylant itampai. kaip manai, jei kelciau ytampa iki 400v, per kiek laiko uzkrautu 20uF kondika?

  7. O kam tau pilnas PCB? Čia šiaip laikrodžio su neoninėm lempom schemos dalis. Todėl ir srovė mA eilės. O savo kondiko pakrovimo laiką gali pasiskaičiuoti 🙂
    Jei reikia krauti greitai, reikalinga rimtesnė schema su dvitakčiu keitikliu ir transformatoriu.
    O ir prie 400V lėktu šaibom ir diodai ir tranzai.

    O šiaip, siūlyčiau pasidomėti fotoblyksčių schemom (http://www.vabolis.lt/2006/01/17/blicas/) jei tenkina keliolikos sekundžių užkrovimas.

  8. Pasidariau šitą daikčiuką “klasiokų paratimo” sumetimais ir nors surinkra tvarkingai ant PCB ir ji lyg be klaidų, bet negaliu numušti įtampos žemiau 400V, o tai jau beveik mosfeto riba!!! Mosfetas kaista nerealiai net be apkrovos su pusės piršto dydžio radiatoriumi. Užtenka apie 2min ir radiatorius 80 laipsnių. Pakeitęs diodą ir mosdetą iki 1500V 8A atlaikantį, sugebėjau pakelti itampą(pakeitus kondiką C8 į 800pF) iki 1200V ir gauti taip per nagus, kad vos nenusijungiau:-D Jungiau aišku ne nuo batarkės… Dėja, 5x5x5 radiatorius tada perkaisdavo per 15 – 20s. Kodėl neina numušti įtampos tuo potencu? Gal galėtum padėti?

    P.S. Ir kodėl sakai, kad ta shema netinka kokiam krovimui? Ji gali atduoti porą amperų tikrai prie labai aukštos įtampos, o tai jau šis tas kaip be trafo…

  9. Kažkur matyt klaidelė feedbacke. Galimas gedimas- išsikrovė kondikas per ta tranzistorių. Įtampa Vbe negali viršyti 5V ar kiek ten pagal datasheetą- pramušė tranzą. Reikia pažiūrėti ar yra signalas ant mikroschemos voltage modulator kojytės (5). Jis turi būti atvirkščiai proporcingas įtampai.

    O dėl galios… kažka painioji, nes jei jis galėtu duoti galios, tai dabar nerašytum. Galima paskaičiuoti (primetam, kad naudingumo koeficientas 100%). Sakai pora amperų aukštos įtampos? P=400V*2A=800W (arba išviso nerealūs P=1200*2=2.4kW). Jei tokias įtampas gaminsime iš 12V, raktas turi junginėti I=P/U=800/12=66A (2.4/12=200A). Nu aukštavoltį mosfetą gal ir rasim tokį, bet dar reikia rasti ritę kuri į savo šerdį sukaups tuos 800…2400W energijos. Kumščio dydžio ir didesnė… O dabar pridedam nuostolius- tranzas tai gi kaista.

  10. Lempa 6Н15П tai kiek pamenu išėjimo (galios) pentodas? Manau kelis vatus norėtusi išspausti? (Ypač jei tai A klasės stiprintuvas) Tada paprasčiausiai neužteks galios.
    Tokiai lempai reikėtu pradžiai pasiskaičiuoti kiek reikės galios. Poto dar reikia suprasti, kad lempinis stiprinimas tai jau audiofilinės klasės reikalas, tada reikia pagalvoti, ar keitiklio aukšto dažnio trugdžiai neįtakos šiam reikalui.
    Tačiau užkelti įtampą iki lempos reikmių galima. Ir nėra labai sudėtinga.

  11. Sveiki Pasidariau ir as si keitikliuka bet man pavyko pasiekti tik apie 450v itampos ir tai tik uztrumpinus R39 rezistoriu zinau kad jau cia virs tranzo ribos bet norisi islupt tiek kiek jau butu tranzo pastipimo riba. Ar cia gal pats tranzas sustoja ir daugiau negeneruoja ar kas cia gali but. Visas dalis dejau srotines iskyru pcb, tranzas ir ne555 mikre. Induktyvumo rite ispradziu indejau 100uh is kaskokio maitblokio bet su ja tik 350v tai indejus 180uh pasiekiau 450v. Is pradziu darydamas nezinojau kur ji panaudot bet dabar prisireike ant 15 lcd monitoriaus lempu tai galvoju su kokiu kitu tranzu but galima pasiekt kokius 800v ir turetu inziebt.

  12. Esmė tame, kad induktyvumas ir duoda įtampą. Duodamas srovės impulsas į droselį, taip šerdyje sukaupiama energija. Poto atsijungia maitblokis ir induktyvumas neturi kur atiduoti energiją. Todėl ir kyla įtampa ant induktyvumo. Jei norisi daugiau įtampos, reikia daugiau ikišti į droselį- daugiau induktyvumo, didesnė šerdis, mažesnė laido omniė varža.
    Gali buti, kad tranzas prasimuša ir veikia kaip stabilitronas.
    Dar galima pasiderinti keitiklio dažnį- gal pasisek išspausti daugiau.
    O LCD lempoms reikia kintamos įtampos, kitaip vienas lempos galas pajuoduos.

  13. Surinkau, bet iš 5 V šaltinio daugiau 130 V neišpešu… Apkrovą uždėjau 68kΩ varžikę ir ant jos įtampą matuoju. Droselis 150µH, kai kurie „nukrypimai“ tokie patys, kaip čia aprašyti (tranzas iš maitblokio). C2 išbandžiau nuo 2n2 iki 10n, bet rezultatai ne kažkiek keičiasi. Kaip suprantu, jis duty cycle šito taimerio reguliuoja. Su nereguliuojamu 7,5 V (realiai turbūt kokie 10) pakyla iki 170 V. O labai norėtųsi nuo 5 V įtampą iki 170-180 užkelt, nereikėtų papildomo konverterio žemyn. Gal turėtumėt minčių?

  14. Duty cycle reguliuojasi. O droselio “masė” gal kartais per maža ir jis paprasčiausiai negali sukaupti tiek energijos, kad pakelti įtampą iki reikiamos ribos. Arba jo šerdis nėra šiam dažniui pritaikyta- nėra jis kartais karštas labai?
    Nes su tokia apkrova turėtu be problemų užsikelti įtampą.
    Gal dar droselio aktyvinė varža didoka- laidas labai plonas? C2 tai darbinis dažns- 100kHz ribose turi būti.

    Ar tranzas spėja junginėtis? Diodas greitaeigis?

  15. Visa schema šaltutėlė. Droselis 3A iš kompo maitblokio, varžos mano žaislinis testeris ant jo visai nerodo. Truputį didesnis, nei tamstos pavyzdinėje nuotraukoje ir storesnio laido. Diodas FR157, tranzas C945. Tiesa, mažasis potenciometras yra 1 kΩ, o įtampa reguliuojasi nuo 80 iki 130 V — iki Vin nekrenta. Droselio induktyvumą matavau, tai apie 150 µH… Gal kažkas susiję ir su tranzu.

    Bandžiau mažesnį, tiksliai žinomos talpos droseliuką — 75 µH. Įtampos mažiau duoda. Gal reikės pabandyt kokių 300 µH susivyniot 😀

    Ką gi, dėl kondensatoriaus nežinau. Išbandžiau kelis iš tų pačių maitblokių, skirtingų spalvų ir dydžių, bet panašių talpų.

    Tiesa, mano turimos ИН-14 lemputės per tą pačią 68 kΩ varžą ir su tuo 130 V užsižiebė, eina per jas 0,6 mA (!) ir visai padoriai šviečia, kambario apšvietimas nenustelbia. Kadangi daiktas bus tik „grožiui“ kartais įjungiamas, kad ir romantiškam vakarui prie žvakių šviesos, turbūt nebepergyvensiu. Veikia ir gerai. Gal tą grįžtamojo ryšio tranzą pabandysiu pakaitaliot.

  16. Hmz. Užtrumpinus potenciometrą į žemę reguliavimo intervalas sumažėjo: 98–125 V. Su rezistorium — 77–135 V.

    Pradedu kažkaip galvot, kad kažkas su breadboardu nelabai, nes paklibinus jungtis įtampa pašokinėja (bet į neigiamą pusę, t.y. pamažėja), gal ant PCB sulitavus bus stabiliau :-/

  17. […] Laikrodis maitinamas nuo žemos įtampos. Jam reikia kintamos srovės, 9…15V šaltinio. Aš panaudojau adapteriuką nuo seno išorinio modemo. Schemoje esantis keitiklis užkelia įtampą iki 170… 180V. Bet kadangi šaltinis nėra galingas, tai pats laikrodis tik švelniai purto, jei pačiupini ne už reikiamos vietos. Beja, šis įtampos užkeliklis jau yra aprašytas mano puslapiuose. […]

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *