Маломощный стабилизированный преобразователь напряжения (ретро)

you_go · 27.09.2010, 21:42

В теме "Старые детали использовать можно?" меня попросили дать схему стабилизированного преобразователя напряжения на германиевых транзисторах, разработанную мной более 30 лет назад. Я решил, что уместнее будет поместить ее здесь, в теме "Источники питания и свет".
Конечно, германиевые транзисторы уже практически сошли "со сцены", однако у многих они еще остались в запасе и могут еще послужить. Кроме того, сам принцип построения позволяет применить ее и на современных элементах. Почему были использованы германиевые транзисторы? - Во-первых, из-за их малого напряжения насыщения. Во-вторых, они были дешевые и их было много

Сама схема не нова - это обратноходовый преобразователь на блокинг-генераторе. Но мне удалось ввести в него обратную связь, стабилизирующую выходное напряжение. Обратная связь была введена на базу транзистора с дополнительной обмотки через стабилитрон, выполняющий сразу две функции - при прямом ходе он дополнительно ускоряет открытие транзитора, а на обратном ходе заряжает конденсатор в базовой цепи тем больше, чем больше превышение амплитуды импульса над напряжением порога открывания стабилитрона. При этом образовавшее запирающее напряжение на базе задерживает следующий импульс блокинг-генератора. При увеличении тока нагрузки (сбросе энерии во вторичную цепь) степень заряда базового конденсатора уменьшается, и следующий импульс приходит быстрее. Несмотря на постоту схемы, она показала неплохую стабилизацию как при изменении тока нагрузки, так и при изменении напряжения питания. Ввиду работы транзистора в ключевом режиме КПД тоже хороший. Германий позволил питать схему от одного щелочного элемента (хотя и при большем напряжении схема работает - нужно выбрать эмиттерную обнотку в соответствии с диапазоном питающего напряжения). Кроме того получить несколько разных (в том числе и разнополярных ) напряжений - нет нчего проще, просто добавляем еще обмотку, диод и конденсатор. Я использовал схему в разных применениях - и в стрелочных тестерах для получения высокого напряжения на верхних пределах R. Также возможно питать операционные усилители, ну и там, где нужно несколько источников или двуполярное напряжение.
Кстати, в качестве микромощного стабилитрона я использовал также переход эмиттер-база кремниевого транзистора (КТ-315 - Uст~7,5v).
Есть, конечно нюансы - это не ШИМ-стабилизатор, скорее ЧИМ - в зависимости от нагрузки изменяется в широких пределах частота следования импульсов. Однако, во многих приложениях это не критично.
Вот она, базовая схема (было много других модификаций)

Alges · 02.11.2011, 18:45

Я правильно понял как можно повысить напряжение до 9 вольт и более: или же просто поставить стабилитрон на 9 вольт или использовать переход от транзистора ???

или так

что-то я вообще запутался с полярностями ) или меня глючит или батарейка не правильно нарисована

Ух и на флудил здесь )

you_go · 02.11.2011, 20:22

Поясняю:
Анод диода можно переключить с вывода 1 трансформатора (как на первоначальной схеме) на вывод 2 или 3. Выходное напряжение при этом изменится с 4,5 до 9 или 13,5 В соответственно. Никаких дополнительных обмоток при этом не требуется.
Если взять выходное напряжение с вывода (+ Uвых ) относительно минуса батареи (вывод коллектора VT1), а не (- Uвых ) как на схеме, то к выходному напряжению приплюсуется еще напряжение самой батареи 1,5 В (вольтдобавка).
Добавочную обмотку можно намотать, если требуются более высокое напряжение, чем имеется на выводе 3 трансформатора. Она включается последовательно к выводу 3 синфазно. Количество витков определяется из того, какого напряжения не хватает, если диод подключен к выводу 3. Стабилитрон тоже можно менять в некоторых пределах.
Если требуются несколько изолированных источников, можно намотать обмотки электрически не связанные с основной схемой. Обмока - диод - электролит образуют еще один стабилизированный источник. Только ни в коем случае не путайте фазировку обмотки и направление диода. Это обратноходовый преобразователь! Если требуется двуполярное напряжение, то изолированный источник на отдельной обмотке подключается к имеющемуся в соответствующей полярности.

Alges · 03.11.2011, 01:11

С схеме есть какой-то недостаток или у меня в "голове" ))
Большое потребление тока пи выходном напряжении 9 вольм и 10 ма от от батарейки 1.5 вольта потребляет 250 мА
использовал транзистор мп42 стабилитрон импортный 4.7 вольта транс намотал на сердечнике Ш образном от зарядника сотового телефона резистор использовал 52 КОм
сделал 2 платы и у обоих 1 история
Так-же попробовал ГТ402 ток возрос до 450 мА

Starichok51 · 03.11.2011, 01:29

транс от зарядника с зазором в сердечнике? тогда выкини его.
нужен без зазора.

Alges · 03.11.2011, 02:54

Точно с зазором
завтра на кольце от материнки намотаю попробую отпишусь

you_go · 03.11.2011, 12:20

Скорее всего, индуктивность обмотки получилось маленькой. Как правильно отметил Starichok51, причиной этому может быть зазор в магнитопроводе, а также низкая магнитная проницаемость материала магнитопровода. Я брал обычно 2000-4000. В схемах современных импульсных источников частота преобразования на порядок выше, чем в этой схеме. Так что, делайте вывод. К сожаленью, сплавные германиевые транзисторы не обладают хорошими частотными характеристиками. Возможно, получилось так, что у Вас схема работает на пределе - слишком высокая частота следования импульсов. Вы не смотрели, без нагрузки какая частота генерации получается? Я уже говорил, должна быть не выше 50 Гц.
Можно нагрузить выход на переменный резистор и, уменьшая его номинал, посмотреть, до какого тока схема работает нормально (по мере увеличения нагрузки частота будет плавно увеличиваться, пока ее рост не остановится). Желательно работать на линейном участке.
Как я уже говорил, с целью экономии и получения большего выходного тока нужно выбирать минимально требуемое напряжение вторичной обмотки плюс вольтдобавку. К примеру, в Вашем случае вместо 9 В потребуется 7,5 В. А по мощности это выигрыш почти в 1,5 раза!
Вот здесь даны характеристики германиевых транзисторов
http://dusty-attic.narod.ru/Semi/Tra...First_semi.htm
Как видно из них, МП42 не самый лучший для этих целей, и по напряжению насыщения, и по току, хотя, МП42Б получше - его граничная частота в 2 раза выше. Если хотите получить выходную мощность побольше то МП20-21 лучше подходят. Выбирайте по наименьшему напряжению насыщения, скорости переключения и лучшим частотным свойствам. Ну, и естственно, по току коллектора и мощности.
К сожаленью, из-за несовершенства старой элементной базы приходится "изощряться", выжимая из нее максимум. Зато дешево и сердито

Starichok51 · 03.11.2011, 12:58

да не на любом кольце, а на ферритовом.
на материнке есть кольца для дросселей, ферритовых на материнке я не припоминаю.

Alges · 03.11.2011, 12:59

У меня еще вопрос возник : Вы не думали как к этой схеме применить современные транзисторы или еще лучше полевые транзисторы (от материнок)
и что имел в виду участник ish0 в ветке "DC/DC 1V в 9V 20mA"

Интересная схема. ИМХО, ее можно перевести на современный кремний, запараллелив стабилитрон VD1 диодом Шотки, с малым Uпр. - 10BQ015.
Кстати выходное напряжение рассчитывается как: w1*Uстаб./w3 (где, Uстаб - напряжение стабилизации VD1, w1 и w3 число витков обмоток 1 и 3).

ваш преобразователь я пытаюсь применить для цифрового прибора прибора там ток при про звонке достигает 10-15 мА
а идея с новыми транзисторами связана с тем что у старых транзисторов (Малогабаритный Полупроводниковый)корпус имеет мягко говоря не очень малые габариты ) а интересно было-бы использовать ее для более широкого круга применений!
И еще по расчетам- как мне расшитать транс? если я буду использовать аккумулятор от сотового телефона как известно там напряжение варьируется от 3.3-4.2 вольта ?

И еще уже до кучи )) - применяли ли Вы трансформаторы не ферритовые, а обычные например просто стержень сложенный из остатков броневого трансформатора там как мне известно магнитная проницаемость измеряется уже десятками тысяч ?

Starichok51 · 03.11.2011, 13:04

Alges, читайте мои посты выше.
сердечник должен быть не просто ферритовый, а без немагнитного зазора.
стержень имеет огромный немагнитный зазор.