В этой статье я хотел бы представить простой импульсный повышающий преобразователь напряжения, выполненный на самой распространенной "Советской" микросхеме К155ЛА3. Странно, но в сети я не нашел подобного решения, поэтому решил исправить этот пробел.
Конвертер практически не требует настройки. В тестовом испытании показал стабильную работу, малое потребление без нагрузки и имеет стабилизированное выходное напряжение. Я использую конвертер для зарядки автомобильного аккумулятора 12В от ветрогенератора. Повышение напряжения позволяет производить заряд АКБ даже при слабом ветре. В этом случае, конвертер работает с произвольно изменяющимся во времени входным напряжением в диапазоне от 6 до 14 вольт, в среднем в районе 9V. При 6V на входе конвертер выдает 13,5V, а при 9V уже до 15V с нагрузкой на АКБ 12V . Возможно и другое применение этого преобразователя. Например, при питании от АКБ 12V можно увеличить выходное напряжение до 19,2V и подключить или зарядить ноутбук.
В схеме использована зарубежная микросхема 7400N, отечественные аналоги К155ЛА3, K561ЛА7. Транзисторы, резисторы и конденсаторы можно взять из сломанного компьютерного блока питания. Выходное напряжение регулируется переменным резистором R3 . Индуктивность L1 выполнена на ферритовом кольце 15х8х7.5мм и содержит 5 витков провода диаметром 1мм или можно взять несколько проводов потоньше. Индуктивность L2 представляет собой один виток провода диаметром 1мм на ферритовом кольце 10х5х3мм. L2 не обязательный элемент схемы, позволяет несколько сгладить пульсации на выходе, но при этом увеличивается размах выброса напряжения на индуктивности L1, что при больших значениях может повредить транзистор Q2. Поэтому индуктивность L2 чрезмерно увеличивать не стоит.
Задающий генератор выполнен на трех логических элементах "И-НЕ" работает на частоте 67 kHz. ШИМ на четвертом логическом элементе "И-НЕ" с дифференциальной цепью C2, R2 на одном из входов, которая нагружена на транзистор Q2 с обратной связью с выходным напряжением (через R3, D1). При превышении, установленного делителем R3, порогового значения выходного напряжения транзистор Q2 открывается и уменьшает длительность импульса "1" на выходе цепи C2, R2. В результате на выходе U1D длительность импульсов "0" также сокращается. В итоге, время открытого состояния ключа Q2 уменьшается, что уменьшает накопленную энергию индуктивности L1 и соответственно уменьшает выходное напряжение конвертера.
Ниже показана осциллограммы работы конвертера, от включения до полной стабилизации выходного напряжения, общая продолжительность 2 миллисекунды.
Следующие осциллограммы показывают работу ШИМ при изменении нагрузки
Как видно скважность управляющего сигнала меняется пропорционально нагрузке, что позволяет поддерживать выходное напряжение постоянным с отклонением менее 1,5%. Что очень не плохо для такой простой схемы.
