08.04.21

[Домашняя]

На рис. 1 изображена схема аккумуляторного светодиодного светильника с индуктивным преобразователем напряжения.

Он был изготовлен лет 20 назад и применялся для освещения рыбацкой избушки на Крайнем Севере. Потребляемый от GB1 (аккумуляторной батареи 2НКП-24 от старой армейской радиостанции) ток — не более 54 мА. КПД — 73 %. Запаса энергии в такой батарее хватало на весь сезон. Светодиоды EL1-EL4 — сверхъяркие белого свечения, например, BL- L101UWC. Они ограничивают напряжение на коллекторах транзисторов VT1 и VT2 на уровне 6,3 В. Подборкой резисторов R1 и R2 установлен средний ток через каждую пару светодиодов 15 мА. Его увеличение сверх этого значения нецелесообразно — яркость свечения светодиодов повышается незначительно, а их долговечность заметно снижается. Транзисторы серии КТ817 при токе коллектора до 100 мА имеют весьма малое, около 0,05 В напряжение насыщения коллектор—эмиттер и очень надёжны. Для питания радиоприёмника был применён преобразователь напряжения по схеме, изображённой на рис. 2.

Частота преобразования — несколько килогерц. Германиевые диоды VD1 и VD2 по очереди подключают плечи преобразователя к сглаживающему конденсатору С1 и нагрузке. При случайном отключении нагрузки стабилитрон VD3 ограничивает выходное напряжение до своего напряжения стабилизации (7...8,5 В). Если подборкой резисторов R1 и R2 добиться, чтобы при номинальном токе нагрузки выходное напряжение преобразователя было немного меньше напряжения стабилизации стабилитрона VD3, весь выходной ток преобразователя течёт через нагрузку, не ответвляясь в стабилитрон. Преобразователь, помещённый в закрытый металлический корпус, создаёт весьма незначительные помехи радиоприёму на КВ-диапазонах. По этой же схеме было изготовлено несколько блоков питания различных устройств с выходным напряжением от 5 до 9 В и током нагрузки от 5 до 40 мА при КПД 72...78 %. Батареи GB1 состояли из двух Ni-Cd аккумуляторов. В качестве катушек индуктивности L1 и L2 применялись дроссели на Ш-образных магнитопроводах от КЛЛ. Конечно, это не самый лучший вариант. В некоторых моделях КЛЛ имеются сетевые помехо-подавляющие фильтры, дроссели которых намотаны на гантелеобразных магнитопроводах. При применении таких дросселей в качестве L1 и L2 КПД преобразователей удавалось повысить до 82 % за счёт меньшего активного сопротивления их обмоток. В действительности он несколько выше, поскольку при расчётах не было учтено сопротивление миллиамперметра (авометра Ц4315 на пределе 100 мА), измеряющего входной ток преобразователя. Для питания мультиметра я применяю внешний блок питания, схема которого изображена на рис. 3.

От предыдущей она отличается лишь более современной элементной базой. Полевые транзисторы серии КЛ505 имеют малую входную ёмкость. При частоте преобразования в несколько десятков килогерц потери на их переключение практически отсутствуют. Установка в качестве VD1 и VD2 диодов с барьером Шоттки вместо германиевых диодов позволила почти в два раза снизить потери энергии на них. При выходном напряжении преобразователя 7,1 В, что на 0,1 В больше минимального напряжения питания мультиметра М8908, и токе нагрузки 15 мА потребляемый от батареи GB1 ток не превышает 30 мА. Это означает, что КПД преобразователя не менее 98 %. Блок питания мультиметра смонтирован в подставке, на которой наклонно (для удобства считывания показаний) закреплён сам мультиметр. Катушки индуктивности L1 и L2 — дроссели на гантелеобразных магнитопроводах от КЛЛ, подобранные равной индуктивности. Батарея GB1 составлена из трёх соединённых последовательно Ni-Cd аккумуляторов ёмкостью 1200 мА ч от шуруповёрта.

Радио №5 2020г стр. 59