Чем интересна эта схема? В части схемы переключающей транзисторы (выделена красной рамкой) используется катушка индуктивности, пара транзисторов и два резистора. Ни конденсатора, ни трансформатора в ней нет.
Прототип запитан от никель-металлогидридного аккумулятора формата AA 1.2V. На холостом ходу выходной конденсатор уверенно заряжается до напряжения 12V.
В качестве теста на выход была подключена светодиодная лампочка "кукуруза" рассчитанная на напряжение 12V и мощностью 2.5Вт
Ток в цепи составляет около 10mA, тем не менее она работает и даже пытается вокруг себя что-то освещать.
Потребляемый ток и КПД
Вместо лампочки и стабилитрона на выход можно подключить мощный осветительный светодиод (3.3V 700mA).
Индикаторный 5mm светодиод рассчитанный на ток 20mA может сгореть при подключении схемы от свежей батареи на 1.5V
Считаем:
- Pвход 1.34*0,096 = 0.13Вт
- Pвыход 2.74*0,019 = 0.052Вт
- КПД 0.052/0.13 = 40%
Не много, но схема собрана на соплях на макетной плате и работает при очень низком входном напряжении. Для подключения нагрузки потребляющие небольшие токи она подойдет - даже при напряжениях превышающие 12V.
ВНИМАНИЕ! В таком варианте (без стабилитрона) схему без нагрузки не включать, так как конденсатор на выходе сможет зарядится до очень высокого напряжения, а дальше либо сгорит транзистор, либо то, что вы попытаетесь подключить к этой схеме.
Как это все работает?
Для того, чтобы открыть транзистор необходимо пропустить небольшой ток, в том направлении, в котором указывает стрелочка в его условном обозначении.
- Для Т1 структуры P-N-P эмиттер должен быть положительнее чем база примерно на 0.6V
- Для Т2 структуры N-P-N ,база должна быть положительна чем эмиттер примерно на 0.6V
Клацаем выключателем SW1. Сразу после запуска схемы на эмиттере Т1 +1.5 на базе +0.8 (благодаря резистору R1). Он открывается, и открывает соответственно транзистор Т2.
Ток начинает протекать через катушку. Но катушка, в которой еще не создалось магнитное поле такой себе проводник. Напряжение на её выходе маленькое, так как в этот момент сопротивление её велико, а вся энергия источника питания расходуется на создание магнитного поля. Это возникающее магнитное поле будет препятствовать прохождению через катушку электрического тока. (остальные подробности и грамотные формулировки смотрите в учебнике физики)
По мере того, как магнитное поле растет - сопротивление катушки начинает падать. Ток потребляемый от источника питания так-же растет.
Но, напряжение на выходе катушки у нас связано с базой Т1 с помощью резистора R2. Через эту цепь (катушка, резистор R2) мы как-бы подтягиваем базу транзистора T1 к плюсу источника питания. Её "отрицательность" по отношению к эмиттеру начинает падать. Это начинает при-закрывать Т1, а тот в свою очередь при-закрывает Т2. Ток проходящий через катушку начинает падать. Накопленная энергия уменьшающегося магнитного поля начинает создавать ЭДС, которая складывается с напряжением источника питания закрывая пару Т1 и Т2 еще быстрее (усилитель с положительной обратной связью).
После того как оба транзистора закроются, возникший высоковольтный импульс через диод D1 заряжает конденсатор С1, который потом и питает нагрузку.
Стабилитрон D2 не даст конденсатору С1 зарядится больше значения +12V предохраняя как сам транзистор, так нагрузку от выхода из строя.
Как только вся энергия магнитного поля создававшая ЭДС самоиндукции будет полностью исчерпана, оба транзистора снова откроются и процесс повторится сначала.
Как переделать схему под другой диапазон входных напряжений?
Если я хочу питать свою 12V лампочку не от одного аккумулятора а от 2-х, как изменить параметры схемы?
Все параметры задаются 2 сопротивлениями R1 и R2. При увеличении входного напряжения питания, транзисторы из режима усиления (приоткрыты) перейдут в режим насыщения (полностью откроются). Поэтому логично, что сопротивление R1 нужно будет увеличить.
А номинал R2 я нашел старым дедовским способом. Вместо постоянного сопротивления поставил переменный резистор сопротивлением 1МОм. В цепь последовательно с лампой подключил амперметр и вращая ручку нашел положение при котором схема работала и ток в цепи был максимальным. Далее измеряем сопротивлением омметром - у меня получилось 92кОм. Меняем переменное сопротивление на постоянное номиналом 91кОм - и собственно миссия выполнена.
Схема для питания 12 вольтовых светодиодных лампочек от 2-х пальчиковых аккумуляторов (батареек) готова.
Для этой лампы 12V лампы выходной ток составил 68mA при входном напряжении 3V, так что светит она уже достаточно ярко. Понимая принципы работы схемы, которые были описаны в данной статье, вы сможете собрать такую самоделку самостоятельно.
p.s: Небольшое дополнение для тех кто любит только читать заголовки, и смотреть картинки - нарисованные на схеме 2 электролитических конденсатора улучшают работу схемы, но в общем и целом схема может работать и без них ;-) Почему? Это было описано в статье которую Вы не прочитали.....
Другие схемы DC-DC на моем канале:
Оглавление канала тут:
Всем удачи!
