Преобразователи напряжения на ТМС-21

Во всех рассмотренных преобразователях используются согласующие импульсные трансформаторы ТМС-21 или ТС2-1 из модулей строчной развертки цветных телевизоров 3-4УСЦТ-3. В таких телевизорах в цепь первичной обмотки импульсного трансформатора обычно включен высоковольтный транзистор КТ940А, а в качестве нагрузки вторичной понижающей обмотки используется мощный высоковольтный КТ838А или аналогичный.

На 1 показана схема понижающего преобразователя напряжения 12 В/3,3 В. Преобразователь построен по схеме с принудительным возбуждением. Задающий генератор построен на логических элементах DD 1.1, DD 1.2 КМОП микросхемы К561ЛА7. Частота генерации выбрана около 28 кГц, форма — меандр. На элементах DD1.3, DD1.4 реализован усилитель мощности управляющих импульсов. Первичная обмотка трансформатора включена в коллекторную цепь мощного высокочастотного составного транзистора VT1 типа 2SC3987. На схеме структура использованного составного транзистора показана в упрощенном виде. Транзистор имеет изолированный корпус. Пониженное напряжение снимают с вторичной обмотки Т1. На мощном диоде Шот- тки реализован однополупериод- ный выпрямитель. Конденсаторы С9, СЮ образуют фильтр выпрямленного напряжения. Этот преобразователь при его питании напряжением 12… 12,5 В обеспечивает выходное напряжение 3,3 В на нагрузке 1 А, при этом потребляемый преобразователем ток будет около 0,34 А. Задача максимально оптимизировать схему преобразователя пока не ставилась, возможно, что при более тщательной проработке обвязки импульсного трансформатора можно получить больший КПД. Правильную фазировку обмоток импульсного трансформатора определяют по наименьшему напряжению на выво-,дах конденсатора С9. В зависимости от типа подключения выхода преобразователя напряжения, он может работать как источник постоянного напряжения с гальванической развязкой, так и как источник дополнительного напряжения положительной или отрицательной полярности.

Маломощный дроссель 1.1 и относительно мощный 1.2 образуют фильтры питания интегральной микросхемы 001 и силового ключа УТ1.

Размах амплитуды импульсов напряжения коллектор-эмиттер при напряжении питания 12 В транзистора УП почти не зависит оттока нагрузки и составляет около 70 В. Такое напряжение несколько больше максимально допустимого для транзистора типа 25С3987, поэтому, если этот транзистор будет использован не только для экспериментов, но и в

законченной конструкции практического назначения, то нужно позаботиться об эффективном охлаждении корпуса транзистора, что повысит надежность, и (или) применить более высоковольтный составной биполярный транзистор, например, 2601026 (100 В, 15 А, 100 Вт), 2501044А (170 В, 6 А, 60 Вт).

Если «поменять местами» обмотки импульсного трансформатора и немного изменить схему, то вместо понижающего преобразователя напряжения получится повышающий преобразователь. Принципиальная схема такого преобразователя показана на 2. Фазировка обмоток Т1 должна быть такой, чтобы на конденсаторе С9 было меньшее напряжение. В этом преобразователе постоянное напряжение +12 В трансформируется в напряжение положительной полярности +26 В и отрицательной полярности -100 В. Допустимый ток нагрузки для отрицательного напряжения не должен

превышать нескольких миллиампер, при этом выходное напряжение сильно зависит от тока нагрузки. Это напряжение можно использовать, например, для проверки стабилитронов, высоковольтных транзисторов, газоразрядных ламп. Выпрямитель напряжения +26 более мощный, при этом выходное напряжение зависит от нагрузки в меньшей степени — при токе нагрузки 1 50 мА оно снижается на 3 В. Размах амплитуды напряжения в этом преобразователе примерно на 10 В меньше, чем в понижающем преобразователе. При попытке использования на месте У01 вместо диода НЕШ 55 диода Шоттки БРЗбО (603, 3 А), тот был моментально пробит.

Нагрев импульсного трансформатора при работе с максимальным током нагрузки не превышает + 10°С относительно комнатной температуры, если в вашем случае нагрев УП будет больше, то транзистор должен быть установлен на небольшой теплоотвод. При установке в преобразователь напряжения, собранном по схеме 2, популярного мощного высоковольтного полевого транзистора IRF640 (200 В, 1 8 А, 125 Вт) выходное напряжение преобразователя увеличилось с 26 В до 27,5 В, при этом потребляемый ток остался прежним. Амплитуда импульсов напряжения сток-исток составила около 40 В. При увеличении тока нагрузки до 1 А выходное напряжение снизилось с 26 до 18 В. Мощный полевой транзистор целесообразно

применять при напряжении питания преобразователя 10… 15 В. При напряжении питания 3…5 В целесообразней использовать биполярный транзистор, а при напряжении питания 5… 1 0 В подойдут полевые транзисторы с малым пороговым напряжением открывания сток-затвор, например 1К1.244Е.