Conrad Voltage Doubling DC-DC Converter Board PCB Assembly kit 191060 データシート
製品コード
191060
Conrad Szaküzlet 1067 Budapest, Teréz krt. 23. Tel: (061) 302-3588
Conrad Vevőszolgálat 1124 Budapest, Jagelló út 30. Tel: (061) 319-0250
Egyenfeszültség-átalakító
Rendelési szám: 191060
Üzemi körülmények
•
Üzemi körülmények
•
A készüléket kizárólag csak a számára előírt feszültségről
szabad táplálni.
szabad táplálni.
•
Az egység üzemi helyzete tetszőleges.
•
A készülék üzembeállításakor gondoskodjunk elégséges
átmérőjű csatlakozóvezetékekről.
átmérőjű csatlakozóvezetékekről.
•
A megengedett környezeti hőmérséklet (helyiség-hőmérséklet)
működés közben nem lehet alacsonyabb 0
működés közben nem lehet alacsonyabb 0
o
C-nál, illetve
magasabb 40
o
C-nál.
• Páralecsapódás
esetén
hagyjunk
kb. 2 órai akklimatizálódási
időt a készülék számára.
•
A készüléket tilos a szabadban, vagy vizes helyiségekben
alkalmazni.
alkalmazni.
•
Óvjuk ezt az építőkészletet a nedvességtől, a freccsenő víztől
és a hőhatásoktól.
és a hőhatásoktól.
•
A készüléket nem szabad gyúlékony és éghető folyadékokkal
kapcsolatban használni.
kapcsolatban használni.
•
A készülék nem gyerek kezébe való.
•
Az egységet csak szakember jelenlétében szabad üzembe
helyezni.
helyezni.
•
Ne használjuk a készüléket olyan helyen, ahol éghető gázok,
gőzök vagy porok vannak, vagy lehetnek jelen.
gőzök vagy porok vannak, vagy lehetnek jelen.
•
Ha egyszer javításra szorulna a készülék, akkor csak eredeti
alkatrészeket használjunk.
alkatrészeket használjunk.
•
A készüléket csak megfelelő képzettséggel bíró szakember
javíthatja.
javíthatja.
•
A készüléket használat után minden esetben válasszuk le a
tápfeszültségéről.
tápfeszültségéről.
Rendeltetésszerű használat
A készülék rendeltetésszerű használata egy 6 és 18V közé eső
feszültség megkétszerezése.
Ettől eltérő használat nem megengedett.
Biztonsági előírások
•
Az egységet csak akkor szabad üzembe állítani, ha előzőleg
beépítettük érintésvédett készülékházba.
beépítettük érintésvédett készülékházba.
•
A készülék felnyitása előtt bontsuk le róla a tápfeszültséget.
•
Szerszámokat csak akkor szabad használni az áramkörön, ha
előbb leválasztottuk róla a tápfeszültséget, és kisütöttük az
alkat-részekben tárolt elektromos töltéseket.
előbb leválasztottuk róla a tápfeszültséget, és kisütöttük az
alkat-részekben tárolt elektromos töltéseket.
•
A feszültség alatt lévő bekötő vezetékek szigetelését
rendszeresen ellenőrizzük, ha sérült, azonnal cseréljük ki.
rendszeresen ellenőrizzük, ha sérült, azonnal cseréljük ki.
•
Az alkatrészek névleges elektromos értékekeit szigorúan
tartsuk be.
tartsuk be.
•
A készülék üzembeállítását megelőzően általában meg kell
vizsgálni, hogy alapvetően megfelel-e a tervezett alkalmazási
célra.
vizsgálni, hogy alapvetően megfelel-e a tervezett alkalmazási
célra.
•
Az összes vezetékezési műveletet csakis a készülék
feszültségmentes állapotában végezzük el.
feszültségmentes állapotában végezzük el.
Termékismertetés
Ezzel a kapcsolással olyan egyenáramot állíthatunk elő, amelynek az
értéke körülbelül a kétszerese a tápfeszültségének (pl.
bemenőfeszültség = 12 V=; kimenőfeszültség = 24V=). Olyan
készülékek és elektronikus egységek számára való, amelyek
nagyobb tápfeszültséget igényelnek annál, mint amely rendelkezésre
áll.
További alkalmazási területek: feszültségemelés a napelemek után,
24V-os készülékek táplálása 12V-os tápáramforrásról.
A kapcsolás ismertetése
Váltófeszültség megnövelése vagy lecsökkentése céljára
transzformátort alkalmazunk. A tekercseken lévő feszültségek
egyenes arányban vannak a primer-, ill. szekunder-tekercs
menetszámával.
Egyenfeszültség lecsökkentésére a felesleges hányadot elégethetjük
(hővé alakíthatjuk), mint azt egy tápegység soros kapcsolású
tranzisztora teszi; ez ugyan nem túl szép megoldás (a rendkívül nagy
veszteség miatt), de működik. Mit tegyünk azonban akkor, ha az
egyenfeszültséget meg kell növelnünk, mivel az eredeti érték
valamilyen okból nem elegendő? Egyenfeszültséggel transzformátor
nem működtethető, mivel az a feszültség (és az áram, ill. a mágneses
tér) változásán alapszik.
Az egyenfeszültséggel meghajthatnánk egy váltó-áramú generátort
is, amelyre egy transzformátor csatlakozik; ha most a szekunder-
feszültséget egyenirányítjuk, a kívánt eredményre jutunk. Ez azonban
viszonylag nagy ráfordítást jelent. Egyszerűbb megoldást kínál ez az
építőkészlet.
Az alapelv az elektronikában mér régóta ismert és jól bevált;
mindenütt ezt alkalmazzák, ahol nagy (sőt nagyon nagy!)
egyenfeszültségre van szükség:
Diódákat és kondenzátorokat kapcsolunk össze, és egy kapcsolóval
vezéreljük (1. ábra); ez a kapcsoló nem csinál mást, csupán a
kondenzátor „alsó” végét (S pont) váltakozva a test (0 V) és az U
egyenfeszültséget meg kell növelnünk, mivel az eredeti érték
valamilyen okból nem elegendő? Egyenfeszültséggel transzformátor
nem működtethető, mivel az a feszültség (és az áram, ill. a mágneses
tér) változásán alapszik.
Az egyenfeszültséggel meghajthatnánk egy váltó-áramú generátort
is, amelyre egy transzformátor csatlakozik; ha most a szekunder-
feszültséget egyenirányítjuk, a kívánt eredményre jutunk. Ez azonban
viszonylag nagy ráfordítást jelent. Egyszerűbb megoldást kínál ez az
építőkészlet.
Az alapelv az elektronikában mér régóta ismert és jól bevált;
mindenütt ezt alkalmazzák, ahol nagy (sőt nagyon nagy!)
egyenfeszültségre van szükség:
Diódákat és kondenzátorokat kapcsolunk össze, és egy kapcsolóval
vezéreljük (1. ábra); ez a kapcsoló nem csinál mást, csupán a
kondenzátor „alsó” végét (S pont) váltakozva a test (0 V) és az U
e
pozitív tápfeszültség között kapcsolgatja ide-oda.
(Lásd a német leírás 9. oldalán:
1. ábra: A feszültségkétszerezés elve dióda-kondenzátor-
kaszkád alkalmazásával.)
A folyamat kőkeményen négyszög-alakban történik, és a kapcsolót
egy astabil, azaz szabadon futó multivibrátorként képzelhetjük el,
amely nagyon sok áramot tud szállítani. Hogy mi játszódik le eközben
a kapcsolgatás közben, azt a 2. ábra mutatja be számunkra, amely
két részletrajz formájában mintegy az 1. ábra két pillanatfelvételét
ábrázolja.
(Lásd a német leírás 9. oldalán:
2. ábra: A kapcsolási állapotok rész-ábrázolása: S a LOW szinten
(balra); S a HIGH szinten (jobbra).)
A részletrajzon a kapcsoló éppen a testre kapcsolt át (a négyszögjel
LOW szintje); az S pont a 0 V-on van, és a kondenzátor a D1 diódán
keresztül az U
(Lásd a német leírás 9. oldalán:
1. ábra: A feszültségkétszerezés elve dióda-kondenzátor-
kaszkád alkalmazásával.)
A folyamat kőkeményen négyszög-alakban történik, és a kapcsolót
egy astabil, azaz szabadon futó multivibrátorként képzelhetjük el,
amely nagyon sok áramot tud szállítani. Hogy mi játszódik le eközben
a kapcsolgatás közben, azt a 2. ábra mutatja be számunkra, amely
két részletrajz formájában mintegy az 1. ábra két pillanatfelvételét
ábrázolja.
(Lásd a német leírás 9. oldalán:
2. ábra: A kapcsolási állapotok rész-ábrázolása: S a LOW szinten
(balra); S a HIGH szinten (jobbra).)
A részletrajzon a kapcsoló éppen a testre kapcsolt át (a négyszögjel
LOW szintje); az S pont a 0 V-on van, és a kondenzátor a D1 diódán
keresztül az U
o
feszültségre töltődik fel. Ha elhanyagoljuk a dióda
átmeneti ellenállását, akkor U
o
≅ U
e
.
A baloldali rajz egy másik állapotot szemléltet: A kapcsoló az S pontot
az U
az U
1
feszültségszintre teszi át, amely körülbelül az U
e
bemenőfeszültségnek felel meg (a négyszögjel HIGH-szintje).
Mivel a kondenzátor töltőfeszültsége ez által semmit se változik, az M
pont feszültségszintje ennek az átkapcsolásnak a következtében a
bemenő-feszültség mintegy kétszeresének megfelelő értékre nő (U
Mivel a kondenzátor töltőfeszültsége ez által semmit se változik, az M
pont feszültségszintje ennek az átkapcsolásnak a következtében a
bemenő-feszültség mintegy kétszeresének megfelelő értékre nő (U
o
+
U
1
, és mindkettő értéke kb. U
e
). Bal felé, a bemenet irányába ennek
nincs jelentősége: mivel az M pont pozitívabb, mint az U
e
, a D1 dióda
lezár, és a kapcsolás többi részét nem zavarja. A kapcsolás másik, a
jobb oldalán egy nagyon várt esemény zajlik le: Az U
jobb oldalán egy nagyon várt esemény zajlik le: Az U
a
kimenetre
csatlakoztatott terhelő-ellenállás hasznosítani tudja a D2 diódán
keresztül az M pont magas feszültségét (a D2 „átereszt”).
Éppen azt kapjuk, amit akartunk, azaz megnövelt (majdnem
kétszeres) egyenfeszültséget. Abba is hagyhatnánk, ha nem kellene
még két dologról beszélni.
Másodsorban kell beszélnünk a rendkívül aktív astabil kapcsolóról,
ami szinte magától megoldódik a következő fejezet szerint. Ezért
előbb beszéljünk az eddig röviden elintézett azon szóhasználatról,
hogy „körülbelül” és „majdnem”.
Ha 10% veszteséget el tudunk fogadni (amit a kapcsolásunknak
tudnia kell), felesleges többet beszélnünk. Ha azonban tudni akarjuk,
hová tűnik el az egyenáramú energiánk tíz százaléka, és miért
veszejtjük el értelmetlenül, akkor még folytatnunk kell.
Valójában az U
keresztül az M pont magas feszültségét (a D2 „átereszt”).
Éppen azt kapjuk, amit akartunk, azaz megnövelt (majdnem
kétszeres) egyenfeszültséget. Abba is hagyhatnánk, ha nem kellene
még két dologról beszélni.
Másodsorban kell beszélnünk a rendkívül aktív astabil kapcsolóról,
ami szinte magától megoldódik a következő fejezet szerint. Ezért
előbb beszéljünk az eddig röviden elintézett azon szóhasználatról,
hogy „körülbelül” és „majdnem”.
Ha 10% veszteséget el tudunk fogadni (amit a kapcsolásunknak
tudnia kell), felesleges többet beszélnünk. Ha azonban tudni akarjuk,
hová tűnik el az egyenáramú energiánk tíz százaléka, és miért
veszejtjük el értelmetlenül, akkor még folytatnunk kell.
Valójában az U
o
feszültség egyáltalán nem egyenlő az U
e
bemenőfeszültséggel; a dióda vezetőirányú feszültségével kisebb
annál. Másrészt a kapcsoló sem teszi le 0 V-ra az S pont
feszültségét, hanem éppen 0,2 V-ra a felett (tipikus félvezető-
kapcsoló).
Ha a D1 diódának egy Schottky-diódát választunk (és éppen ezt is
tesszük), akkor még nagy áramok esetén is hihetetlen takarékosak
vagyunk a feszültség-veszteség terén. Mindenesetre mégis legalább
0,2 V a veszteség, ezért az U
annál. Másrészt a kapcsoló sem teszi le 0 V-ra az S pont
feszültségét, hanem éppen 0,2 V-ra a felett (tipikus félvezető-
kapcsoló).
Ha a D1 diódának egy Schottky-diódát választunk (és éppen ezt is
tesszük), akkor még nagy áramok esetén is hihetetlen takarékosak
vagyunk a feszültség-veszteség terén. Mindenesetre mégis legalább
0,2 V a veszteség, ezért az U
o
kiszámítása helyesen a következő: U
o
= U
e
– 0,2 V – 0,2 V (ez tekintendő a négyszögjel LOW-szintjének).
És pontosan ez a kondenzátor töltőfeszültsége, amely ráadásul még
az átfolyó áramtól is függ (a dióda vezetőirányú feszültsége függ az
átfolyó áramtól!).
Ha most ezzel a hátránnyal megterhelve lépünk át a másik kapcsolási
állapotra (a négyszögjel HIGH-szintje), akkor a legjobb akarattal se
várhatjuk el a bemenőfeszültség kétszeresét. Mert amikor a
félvezető-kapcsoló a LOW-szintnél sem jut le egészen a testre, akkor
a HIGH-szintnél meg már messze nem éri el a teljes pozitív
tápfeszültséget.
A végfokozat kimenő-tranzisztorai miatt az U
az átfolyó áramtól is függ (a dióda vezetőirányú feszültsége függ az
átfolyó áramtól!).
Ha most ezzel a hátránnyal megterhelve lépünk át a másik kapcsolási
állapotra (a négyszögjel HIGH-szintje), akkor a legjobb akarattal se
várhatjuk el a bemenőfeszültség kétszeresét. Mert amikor a
félvezető-kapcsoló a LOW-szintnél sem jut le egészen a testre, akkor
a HIGH-szintnél meg már messze nem éri el a teljes pozitív
tápfeszültséget.
A végfokozat kimenő-tranzisztorai miatt az U
1
–ből le kell vonnunk kb.
0,7 V-ot.