Всем здравствуйте. В наше время преобразователи напряжение находят применение везде, где требуется более высокое напряжение, чем напряжение, к примеру аккумулятора 12 В. Например, при зарядке аккумуляторов более высоким напряжением, чем напряжение питания, или при питании таких устройств, как ноутбуки. Преобразователь также можно использовать для получения более высокого напряжения питания, необходимого для мощных музыкальных усилителей в автомобиле.
Выходное напряжение преобразователя представленного на схеме можно установить в диапазоне от 12 до 24 В или, при необходимости, в любом другом диапазоне. Управляющая микросхема автоматически стабилизирует выходное напряжение. Благодаря этим свойствам преобразователь также можно использовать в качестве зарядного устройства для аккумуляторов на 12 и даже 24 В, питающихся от солнечных элементов. Такой преобразователь как правило не может иметь на выходе меньшее напряжение, чем на входе.
Краткие характеристики преобразователя:
Номинальное входное напряжение: 12 В.
Максимальный входной ток: до 11 А (при напряжении питания 12 В и максимальной выходной мощности).
Регулируемое выходное напряжение: от 12 до 24 В (диапазон можно легко изменить).
Максимальный выходной ток: от 5 до 10 А (в зависимости от установленного выходного напряжения).
Максимальная выходная мощность: 120 Вт (при номинальном напряжении питания).
КПД: 92% (при номинальном напряжении питания и максимальной мощности).
Принципиальная схема представлена на рисунке в тексте статьи.
Входное напряжение подключается к входным клеммам 12 В. Номинальное напряжение питания 12 В, но входное напряжение может быть в диапазоне от 3 до 16 В. При меньшем напряжении его максимальная выходная мощность только снижается, при напряжении питания выше 16 В блок управления, а это микросхема IO1 может выйти из строя, так что не рекомендуется завышать входное напряжение.
Используемая микросхема IO1 является основой всего устройства и управляет всей его работой. Принцип работы импульсных преобразователей достаточно широко освещен в соответствующей литературе и на нем не будем акцентировать внимание, немного добавим по конденсаторам. Поскольку переключение транзистора Т1 происходит очень быстро, изменения тока, протекающего через конденсаторы на выходе преобразователя, также быстрые. Быстрые изменения тока вызывают большие потери мощности на конденсаторах с большой емкостью (и, следовательно, большим внутренним сопротивлением), что приводит к нагреву этих конденсаторов.
Поэтому на входе и на выходе конденсаторы большой емкости и конденсаторы малой емкости соединены параллельно, но они имеют гораздо меньшее внутреннее сопротивление и большую способность воспринимать быстро меняющийся ток. Разница в сопротивлении между конденсаторами большой и малой емкости настолько велика, что без этих конденсаторов КПД инвертора снизился бы на 4%. Выходное напряжение преобразователя устанавливается потенциометром Р1 и может регулироваться в произвольных пределах изменением резисторов R1 и R2. Максимальное выходное напряжение преобразователя ограничено только допустимым рабочим напряжением транзистора Т1, диода D1 и выходных конденсаторов С8-С13.
Эту конструкцию как вариант можно собрать на представленной на рисунке плате.
Используемые элементы являются общепринятыми и к их выбору каких либо требований нет. Ну и соответственно проверим их на работоспособность. Транзистор T1 должен быть изолирован от радиатора с помощью изолирующей втулки и слюдяной прокладки. На печатной плате можно армировать проводники медной жилой сечением 1 мм2 и залудить более толстым слоем припоя, так как через них протекают сравнительно большие токи (до 11 А).
Конструкция преобразователя настолько проста, что запускается сразу при подаче напряжения питания и не нуждается в настройке. Подключаем питающее напряжение 12 В. Потребляемый ток должен быть в пределах 10 мА. Проверяем выходное напряжение, которое должно находиться в пределах от 12 до 24 В согласно установке потенциометра P1. Затем к выходу преобразователя подключаем нагрузку (например, лампочку на 24 В) и тестируем под нагрузкой.