Зачем два Трансформатора

Бывают случаи, когда для настройки и испытаний или иных целей необходим высоковольтный регулируемый источник питания. Можно воспользоваться схемой о которой речь идет в данной статье.

Главное особенность данного блока питания — это использование двух одинаковых входных трансформаторов включенных последовательно.

Связано это с тем что не всегда можно найти трансформатор который имеет две одинаковых обмотки — входную и выходную. Для чего используют такие трансформаторы как правило для гальванической развязки от питающей сети

Но проблема решается очень просто берём два одинаковых понижающих трансформатора трансформатора. Соединяем вместе их  вторичные обмотки.

Схема Блока ПИТАНИЯ

На схеме изображен простой блок питания, который базируется на двух трансформаторах. И регулятора напряжения на полевом транзисторе с ограничителем тока.

Простая реализация Двуполярного напряжение на ОУ LM358 а так же КТ818 и КТ819

Повышающий ИНВЕРТОР на NE555 с 12 на 220 Вольт — Синус

Для реализации схемы понадобятся два идентичных трансформатора с габаритной мощностью не менее 20 Ватт. Первый и второй трансформатор подсоединены друг с другом низковольтными обмотками, с выхода второго трансформатора снимается напряжение идентичное сетевому, которое затем выпрямляется диодным мостом.

На выходе выпрямителя получается напряжение около 300-310 Вольт. Которое сглаживается цепочкой C1R1C2. R1 должен иметь мощность не менее 0,5 Ватт (остальные резисторы в схеме тоже нужно использовать такой же мощности).

Далее напряжение поступает на высоковольтный мощный полевой транзистор, на котором происходит регулировка выходного напряжения при помощи переменного резистора VR1.

Стабилитрон D5 в цепи затвор-исток обеспечивает защиту полевого транзистора от пробоя затвора высоким напряжением.

Далее с истока полевого транзистора напряжение через резистор R5 поступает на выход Блока питания.  Этот резистор выполняет ещё и другую функцию о которой будет сказано чуть ниже.

Ограничение тока собрано на элементах R5Q2R6, где в качестве датчика тока используется резистор R5. Именно от его номинала зависит максимальный ток в нагрузке и в данном случае он составляет 50-65 мА. При достижении напряжения 0,65 Вольт на резисторе R5 транзистор Q2 начинает открываться, происходит замыкание затвора Q1 на исток при помощи перехода К-Э транзистора Q2, что приводит к запиранию полевого транзистора.

Блок ПИТАНИЯ с каскадным использованием 3 КРЕН-нок (LM7805 LM7809 LM7812)

Таким образом получается блок питания с регулировкой напряжения от 0 до 300 Вольт и ограничением тока в 65 мА. И который не боится короткого замыкания на выходе.

Так как регулятор напряжения у нас линейный, не будем забывать, что на полевом транзисторе будет рассеиваться мощность до 18 Ватт, поэтому ему нужен будет хороший теплоотвод.

Детали и их замены

Можно, вместо двух идентичных трансформаторов использовать один сетевой трансформатор, с одинаковыми первичной и вторичной обмотками.

Вместо указанного на схеме полевого транзистора можно использовать любой другой высоковольтный с аналогичными параметрами.

Q2 можно заменить на любой другой маломощный биполярный транзистор обратной проводимости. Даже например такой популярный Советский транзистор как КТ315.

Настройка и запуск

После сборки проверяем правильность монтажа, а также на наличие замыканий и только после этого подключаем к сети.

Налаживать ничего не надо.

Ограничение тока можно рассчитать по простой формуле, делим напряжение Б-Э транзистора Q2 на сопротивление резистора R5, получаем ограничиваемый ток.

В сети достаточно много схем различных Инверторов (преобразователей напряжения). Есть и простые и сложные. И все ищут чтобы попроще понадёжней, а также по мощнее.

Рассмотрим одну из таких простых схем преобразователя напряжения на микросхеме CD4047.
Схема Преобразователь напряжения питается от аккумулятора с напряжением 12 Вольт и будет выдавать от 190 до 240 Вольт на выходе, в зависимости от состояния заряда аккумулятора.

Напряжение как Понятно в такой схеме не стабилизирована. Но в некоторых случаях это не критично.

Повышающий ИНВЕРТОР на NE555 с 12 на 220 Вольт — Синус

Как без перемотки ТРАНСФОРМАТОРА сделать двухполярный Блок ПИТАНИЯ

Генератор выполнен на CD4047, частота генерации 50 Гц.  Это значит что на выходе мы будем иметь напряжение тоже частотой 50 гц.

Понятно что такая схема нам не даст идеального синуса. Может быть какое-то жалкое подобие. Но 50 гц — Это тоже хорошо. Некоторые устройства -потребители критичных частоте питающих напряжений.

Пост в Телеграмме https://t.me/azbuka_radioshem/671

С выхода микросхемы сигнал поступает на драйверы управления мощными полевыми транзисторами, выполненные также на полевых транзисторах.

Выходные полевые транзисторы IRFZ44N нагружены на малогабаритный трансформатор, с выхода которого и получаем желаемое напряжение.

Питание на микросхему поступает через диод и фильтр, для стабильной работы. Так как иногда при работе преобразователя на шине питания могут возникать помехи. Негативно влияющие на задающий генератор.

Трансформатор можно взять любой средней мощности. С железным магнитопроводом. Мощностью не более 150 Вт. Использовать его развернув на 180°. При этом первичка превращается во вторичку и наоборот. Например:

Первичная обмотка должны быть на 12 Вольт, вторичная на 220 — 230 Вольт, .

Не забываем установить транзисторы IRFZ44N на радиаторы. Можно и на один радиатор через термопрокладки.

Перед первым включением желательно не подключать питание на силовые транзисторы и убедиться в наличии генерации на выходах микросхемы и только потом подключить силовую часть. Питать таким преобразователем можно различную маломощную аппаратуру.

Повышающий ИНВЕРТОР напряжения на NE555

Большинство схем инверторов, а также готовые конструкция не всегда могут подойти для наших задач. И для этого есть несколько главных критериев:

• один из них — это частота которую вырабатывает ИНВЕРТОР

• второй — форма сигнала.

Потому что некоторое устройства требовательны к этим параметрам. И им  нужно питающее напряжение синусоидальной формы.

Ссылка на пост в ТЕЛЕГРАММ

Также есть другие причины. Которые отталкивают, особенно начинающих радиолюбителей, от повторения схемы. Это довольно большая сложность. Иили присутствие дефицитных деталей. Например тот же трансформатор.

Зарядное устройство на Интегральном СТАБИЛИЗАТОРЕ — LM317 с индикацией Заряда

Блок ПИТАНИЯ с каскадным использованием 3 КРЕН-нок (LM7805 LM7809 LM7812)

Данная схема лишена этих недостатков.

• во-первых — она очень простая и повторите её сможет любой. И практически не требует настройки.

• во-вторых — схеме нет ни одной дефицитной детали. И даже тот же трансформатор здесь используется самый обыкновенный китайский от устаревшей уже электроники.

• в третьих — ну и на выходе мы получим напряжение синусоидальной формы (может быть не идеальный но всё же) и частотой 50 гц.

Разумеется ни о каких защитах от перегрузок или коротких замыканий тут говорить не приходится, их просто нету, поэтому подключаем преобразователь напряжения только к тем нагрузкам, у которых известна потребляемая мощность и которая не превышает 30 ватт.

На схеме показан самый простой преобразователь напряжения из 12 в 220 вольт 50 Гц синусоидальной формы на таймере NE555.

На микросхеме NE555 выполнен генератор 50 герц. С её выхода сигнал подаётся на усилитель тока выполненный на двух транзисторах которые управляют трансформатором. На выходе трансформатора уже получаем 220 вольт синусоидальной формы.

Транзисторы можно брать любые с током от 5-10 ампер. Это например КТ819, КТ805, можно и импортные.

Трансформатор можно взять из какого нибудь сетевого адаптера или устаревшей электроники с выходным напряжением 12 вольт. Единственное что, в нашем случае нужно  будет обмотки использовать по-другому. В роли первички у нас теперь будет выступать обмотка на 12 вольт. Выходная теперь обмотка на 220 В. Откуда мы будем снимать наше напряжения синусаидальной формы.

Выходная мощность такого преобразователя получится небольшая от 10 до 30 ватт, зависит от трансформатора. Для питания малогабаритной аппаратуры вполне сгодится.

Не забываем поставить транзисторы на теплоотводы.

Как правило правильно собранный аппарат работает сразу, в наладке не нуждается.

Используемая микросхема NE555 это универсальный таймер — устройство для формирования (генерации) одиночных и повторяющихся импульсов. Разработана и выпущена в 1971 году компанией Signetics под обозначением NE555.

Функциональные аналоги оригинального NE555 выпускаются во множестве биполярных и КМОП-вариантов. Сдвоенная версия 555 выпускается под обозначением 556. Есть даже счетверенная — под обозначением 558.

Микросхема — Таймер. Начните знакомство с NE555
Представляет собой асинхронный RS-триггер со специфическими порогами входов, точно заданными аналоговыми компараторами и встроенным делителем напряжения (прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером).
Микросхема применяется для построения различных генераторов, модуляторов, реле времени, пороговых устройств и прочих узлов электронной аппаратуры.

Всем здравствуйте! Такая проблема, нужно разработать формирователь питающих напряжений для управления импульсным тиратроном ТГИ1500/16. Разрабатывается эта схема для накачки твердотельного лазера работающего в импульсном режиме. Тиратрон тут служит коммутационным устройством, работает в нестандартном режиме. Формирователь будет работать от сети 230В +/-10%, 50Гц. Устройство включает в себя 2 линии питания - одна даёт прямоугольный импульс до 2кВ, вторая - напряжение смещения до 500В (обе линии должны регулироваться). Следовательно, мне нужно рассчитать схемы преобразователей. Тут и проблема, ибо всё упирается в расчет мощности управляющего сигнала что бы дальше рассчитывать R нагрузки и остальные элементы. В справочных данных по тиратрону даны амплитудные значения напряжения и тока на сетке. По формуле для общего случая я нашёл действующие значения U и I, рассчитал среднюю мощность, и получил значение в 600Ватт. Проблема в том что это не верно, т.к. вся лазерная установка потребляет 700Ватт, а тут управляющий сигнал только на 600Ватт получился. Научный руководитель говорит что формулы и расчет верны, но нужно смотреть по времени коммутации, а точнее на фронт. Он сказал следующее, цитирую: " Отсюда (из паспортных данных) можно прикинуть под твои параметры, сколько будет длительность открытия тиратрона. Посчитай, заложи туда, например, 200 Амплитуду тока и прикинь, сколько будет". Я вообще не понимаю что он имел ввиду, и как мне поможет фронт коммутации при расчете управляющего сигнала. Буду очень признателен если кто поможет решить эту задачу и разъяснить. Литературы толковой по тиратронам достаточно мало, самый подробный источник это книга Фогельсона, но там 90% содержания - физические процессы и зависимости от конструкционных параметров. Мои входные данные следующие: Длительность управляющего импульса - от 20 нс до 1мкс;
Частота управляющего импульса - от 1 до 20кГц;
Ток управляющего импульса - от 2.5 до 15А;
Напряжение управляющего импульса - от 500В до 2кВ;
Фронт управляющего импульса - 100нс.