nedoPC.org

Community of electronics hobbyists established in 2002

...
Atom Feed | View unanswered posts | View active topics It is currently 26 Nov 2020 15:33



Reply to topic  [ 135 posts ]  Go to page Previous  1 ... 5, 6, 7, 8, 9
5 в 12 Вольт из подручных материалов. 
Author Message
Fanat

Joined: 05 Jul 2020 15:08
Posts: 53
Location: Ижевск
Reply with quote
Собрал себе и схему преобразователя Чаплыгина. Купил специально только транзисторы: КТ837Д. Гетинакс использовал бракованный - контакты слились по горизонтали как на беспаечной макетке.
 Картинка и расчёт КПД
Attachment:
File comment: Модуль на макетке, диоды закрыл транзистор, ВМ80А для масштаба и фона.
RSCN1421.JPG
RSCN1421.JPG [ 396.98 KiB | Viewed 809 times ]
От +5В ИП ВМ80А(инструкция NOP)+ГФ24+преобразователь потребляли 178мА, ВМ80А по 12В потребляла 24мА, от 5В - 36мА, ГФ24 по 12В потребляла 3мА, от 5В - 50мА.
5*0.178=0.89Вт
Вычитаем потребление по 5В:
5*0.05=0,25Вт
5*0.036=0.18Вт
0.89-0.25-0.18=0,46Вт
Собственно, КПД по 12В:
12*0.024=0.288Вт
12*0.003=0.036Вт
(0.288+0.036)/(0.46/100)=70%

Индукцию наматывал впервые, получилось не плотно. Возможно, из-за этого некоторые артефакты.
  • При понижении тока ниже определённой границы преобразователь резко просаживается до примерно 8В (пульсирует). Граница тока зависит от источника +5В. У меня в нагрузке были резисторы - один подстроечный; при понижении напряжения и ток через них тоже понижался, таким образом забавно было наблюдать на получившуюся ПОС как у ОУ, но по току. Но не забавно, что ВМ80А(инструкция NOP)+ГФ24 сначала не преодолели границу по току первого +5В ИП.
  • Создаваемое отрицательное напряжение без значитльной нагрузки просто тихонько ползёт дальше вниз до напряжения пробоя конденсатора. А во время вмешательства щупов мультимера DT-830B тихонько поднимается обратно. Нагрузка ВМ80А мало что меняет.

Мой стресс-тест заключался в использовании вентилятора из ПК: 12В ток 110мА в течении дня в 33 градуса жары нагрел трансформатор градусов до 50, на столько же один из транзисторов, другой чуть поменьше.


15 Jul 2020 17:47
Profile WWW
Writer

Joined: 22 Jul 2020 06:03
Posts: 19
Reply with quote
Кольцо с проницаемостью 2000 на 6-11 витках и токе 1А моментально улетит в насыщение. В связи с этим не понимаю, как оно работает? Потери будут огромные.
На вскидку кажется, что для транса необходим материал с проницаемостью в 10-40 раз меньше (mu = 50-200), а количество витков в 3 - 6 раз больше.


15 Aug 2020 12:34
Profile
Writer

Joined: 22 Jul 2020 06:03
Posts: 19
Reply with quote
Lavr wrote:
Отзывы положительные, и сама схема "Преобразователя напряжения Чаплыгина" весьма популярна.

Нарисовал эту схему в LTSpice и погонял на разной нагрузке. Схема работает, стабилизация действительно около 13 В и слабо зависит от нагрузки: изменение нагрузки в 10 раз (с 150 Ом до 1.5кОм) меняет выходное напряжение примерно на 0.2В.

Но у этой схемы есть особенности:
1. Обратное напряжение эмиттер-база слишком велико, в импульсе до -17В.
2. Схема запускается не сразу после включения, а спустя некоторое время, около 70 мс. Оно сильно зависит от транзистора и с некоторыми транзисторами генерация не запускается вообще.
3. Выходное напряжение экстремально чувствительно к качеству выходного конденсатора. Vp-p доходит до 0.4В для некоторых электролитов, и керамический фильтрующий конденсатор помогает слабо. В идеале нужно ставить танталовый. Или добавлять на выход фильтр с индуктивностью. Впрочем, это касается любых импульсных источников питания.

Схема гениальная. Не представляю, как вообще можно было такое придумать.
Но у меня всё же остаются вопросы к выбору сердечника. Не понимаю почему в оригинале советуют кольцо с такой высокой проницаемостью. Моё мнение: сердечник нужно выбирать с mu=50-200. И транзисторы стойкие по справочнику выбрать с напряжением эмиттер-база больше 20В.


16 Aug 2020 04:16
Profile
Fanat

Joined: 05 Jul 2020 15:08
Posts: 53
Location: Ижевск
Reply with quote
По табличке, 2000 вроде норм сердечник.
Quote:
с некоторыми транзисторами генерация не запускается вообще
В симуляторе всё может быть слишком идеально, мне кажется.


16 Aug 2020 04:41
Profile WWW
Writer

Joined: 22 Jul 2020 06:03
Posts: 19
Reply with quote
dvarkin wrote:
По табличке, 2000 вроде норм сердечник.

А что можно понять по той табличке? Катушку рассчитывать надо.
В эмулированной мной схеме ток во входной обмотке достигает 0.4А. При таком токе и тех параметрах катушки, что описаны в статье, проницаемость катушки падает в 4 раза. Это значит, что сердечник вошёл в насыщение. А в статье там вообще речь про ток 1А...
Attachment:
File comment: Расчёт катушки
ind1.png
ind1.png [ 26.49 KiB | Viewed 736 times ]


16 Aug 2020 05:06
Profile
Fanat

Joined: 05 Jul 2020 15:08
Posts: 53
Location: Ижевск
Reply with quote
Не мгновенно происходит насыщение, имеет ли здесь место и частота?
С фильтрами на выходе известная проблема. Посмотрел на осциллографе у друга размах пульсации (правильно назвал?), он достигал примерно 1В. Тогда же обнаружил причину чрезмерно высокого отрицательного напряжения — при переключении транзисторов хоть и получается красивый меандр, но на коллекторах после переключения довольно большие выбросы. Это было ожидаемо, но почему в статье было написано именно -4,2В?


16 Aug 2020 10:16
Profile WWW
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 09:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
dvarkin wrote:
Quote:
с некоторыми транзисторами генерация не запускается вообще
В симуляторе всё может быть слишком идеально, мне кажется.

Да, вы совершенно правы. В симуляторах чаще всего плохо "запускаются" в режим генерации
автогенерирующие схемы особенно с мягким режимом возбуждения, по той причине, что
симуляция не учитывает существующих естественных флюктуаций и шумов.

К примеру, симметричный мультивибратор не запустится никогда, поскольку он идеально
симметричен. В жизни такое невозможно, поэтому и в рассчет надо внести некоторую
асимметрию...

Надо также помнить, что симуляция - это решение системы дифференциальных уравнений,
и для получения режима колебаний иногда надо правильно задать начальные условия.
То есть "предзарядить" нужный конденсатор или допустить начальный ток в какой-либо
цепи...

Впрочем, обо всём этом неоднократно писали на множестве популярных профильных форумов,
в том числе и на нашем...

_________________
iLavr


16 Aug 2020 12:49
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 09:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
dvarkin wrote:
Это было ожидаемо, но почему в статье было написано именно -4,2В?

А я у себя по витку добавил и у меня практически почти -5 В было, хотя это и не играет особой
роли для процесора 580ВМ80, но я подумал, что, возможно, на +5/-5 В придётся повесить
компаратор или ОУ и они подсадят -5 В.

_________________
iLavr


16 Aug 2020 12:55
Profile
Writer

Joined: 22 Jul 2020 06:03
Posts: 19
Reply with quote
Посмотрел таблицу параметров разных транзисторов и обнаружился интересный факт: транзисторов с Veb больше 15 вольт просто нет. У большинства 5-8 вольт.
Отсюда вытекает огромный недостаток схемы Чаплыгина -- транзисторы работают на грани пробоя эмиттерного перехода.


17 Aug 2020 08:57
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 09:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Kapeks wrote:
Посмотрел таблицу параметров разных транзисторов и обнаружился интересный факт: транзисторов с Veb больше 15 вольт просто нет. У большинства 5-8 вольт.
Отсюда вытекает огромный недостаток схемы Чаплыгина -- транзисторы работают на грани пробоя эмиттерного перехода.

Надо помнить еще одну простую вещь - режим там импульсный.
Ну и когда я собрал свой экземпляр - испытывал на надёжность по времени под нагрузкой.
Результаты положительные, да и транзисторы практически не греются...
Впрочем, я обо всём написал ранее в этой ветке.

_________________
iLavr


17 Aug 2020 09:08
Profile
Writer

Joined: 22 Jul 2020 06:03
Posts: 19
Reply with quote
Lavr wrote:
Надо помнить еще одну простую вещь - режим там импульсный.

Для пробоя полем это не важно.
Lavr wrote:
Ну и когда я собрал свой экземпляр - испытывал на надёжность по времени под нагрузкой.
Результаты положительные, да и транзисторы практически не греются...

Они не греются потому, что работают в режиме ключей. Так и должно быть. Но при этом они в каждом импульсе на грани пробоя эмиттера. Даже за гранью, на самом деле. Просто, видимо, табличные данные приведены с запасом.
В общем, мне перестала нравиться эта схема. Не люблю схемные трюки, нагружающие детали за рамки их нормальных рабочих параметров.


17 Aug 2020 15:03
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 09:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Kapeks wrote:
Lavr wrote:
Надо помнить еще одну простую вещь - режим там импульсный.
Для пробоя полем это не важно.
Вы несколько противоречите сами себе: :wink:
Kapeks wrote:
Они не греются потому, что работают в режиме ключей. Так и должно быть.


Kapeks wrote:
В общем, мне перестала нравиться эта схема. Не люблю схемные трюки, нагружающие детали за рамки их нормальных рабочих параметров.
Ну в таких случаях у нас тут принято говорить:"не нравится - не ешь". 8)

_________________
iLavr


17 Aug 2020 17:47
Profile
Doomed
User avatar

Joined: 05 Nov 2007 06:08
Posts: 437
Location: Украина
Reply with quote
меня мысль осенила по поводу -5В: может, просто батарейку литиевую поставить и голову не морочить, если это только смещение на подложку ;)


28 Aug 2020 01:11
Profile WWW
Fanat

Joined: 05 Jul 2020 15:08
Posts: 53
Location: Ижевск
Reply with quote
shoorick wrote:
меня мысль осенила по поводу -5В: может, просто батарейку литиевую поставить и голову не морочить, если это только смещение на подложку ;)
Литиевую — не знаю, но надо подумать. Я бы поставил три алкалиновых из наручных часов и полевик :kruto:
Kapeks wrote:
Это значит, что сердечник вошёл в насыщение. А в статье там вообще речь про ток 1А...
Я понял, как работает этот преобразователь!
Это изменённый генератор/преобразователь Ройера.
Попробую описать:
Допустим, магнитопровод под влиянием тока первой первичной обмотки с первого транзистора начинает входить в насыщение. Тогда первый транзистор начинает закрываться, вызывая противоЭДС во вторичных обмотках, сопутствуя току, открывающему второй транзистор, тем самым переключая транзисторы. Таким образом, преобразователь автогенерирует от насыщения к насыщению.

А ещё есть вот такой патент, не связанный с Чаплыгином :esurprised:


12 Sep 2020 07:40
Profile WWW
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 09:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Lavr wrote:
Kapeks wrote:
Lavr wrote:
Надо помнить еще одну простую вещь - режим там импульсный.
Для пробоя полем это не важно.
Вы несколько противоречите сами себе: :wink:
Kapeks wrote:
Они не греются потому, что работают в режиме ключей. Так и должно быть.

Кстати... по совершенно другому поводу читал я тут одну страницу, и обратил внимание:
Quote:
Транзистор КТ209 имеет рабочий ток 300 и импульсный 500 милиампер.
Для всех элементов обычно ток в импульсе превышает рабочий ток.
Причем большое значение имеет еще и скважность импульса.

_________________
iLavr


17 Nov 2020 17:42
Profile
Display posts from previous:  Sort by  
Reply to topic   [ 135 posts ]  Go to page Previous  1 ... 5, 6, 7, 8, 9

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Designed by ST Software.