Начиная с этого года радиовещание в диапазоне OIRT планомерно сокращается по всей стране. Выходом из сложившейся ситуации может быть перестройка УКВ-тракта радиоприёмника, но это бывает затруднительно по разным причинам. Более простой вариант — применение конвертера, описание которого приводится ниже.
В конце прошлого века были широко распространены так называемые УКВ-конвертеры, предназначенные для преобразования сигналов диапазона OIRT в сигналы диапазона CCIR. Обусловлено это было тем, что в то время в нашу страну в больших количествах поступали недорогие радиоприёмники с УКВ-диапазоном стандарта CCIR, но на первых порах в этом диапазоне радиовещания не было совсем или было ограничено. Вот здесь-то и потребовались УКВ-конвертеры, обеспечивающие радиоприём в новом для нас диапазоне.
Постепенно радиовещание в диапазоне CCIR расширялось, и стали доступны двухстандартные УКВ-радиоприёмники, поэтому в начале нашего века УКВ-конвертеры стали неактуальными. Но как говорится, всё течёт, всё изменяется, и сегодня радиовещание в диапазоне OIRT сокращается.
Очень простой и Мощный преобразователь 12-220V. Схема и Пояснения.
С учётом того, что ранее практически полностью прекратилось отечественное радиовещание в диапазонах ДВ, СВ и КВ, весьма большой парк всеволновых радиоприёмников стал практически бесполезным. Можно, конечно, в приёмнике перестроить УКВ-диапазон, но это потребует существенной и зачастую непростой доработки. И вот тут могут выручить уже подзабытые УКВ-конвертеры. Сделать их проще, они не требуют доработки радиоприёмника. К тому же вдруг что-то изменится и диапазон OIRT вновь «оживёт»?
В простейшем случае такой конвертер содержит смеситель и гетеродин. Для обеспечения стабильной настройки гетеродин желательно сделать с кварцевой стабилизацией частоты. Схема конвертера показана на рис. 1
На транзисторе VT2 по схеме ёмкостной трёхтонки собран гетеродин, частота которого стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1, а на транзисторе VT1 — смеситель. Сигнал с антенны поступает на ФВЧ L1C1L2 с частотой среза около 85 МГц, который подавляет сигнал гетеродина и одновременно обеспечивает согласование антенны с низким входным сопротивлением транзистора VT1, включённого по схеме с общей базой.
Сигнал гетеродина поступает на базу транзистора VT1 через конденсаторный делитель напряжения СЗС4. Эти конденсаторы совместно с конденсатором С6 обеспечивают требуемые фазовые соотношения в гетеродине. Сигналы в диапазоне OIRT выделяет низкодобротный контур L3C2. Через конденсатор С5 его соединяют с антенным входом УКВ-тракта или с антенной радиоприёмника.
Поскольку питать конвертер планировалось от одного гальванического элемента напряжением 1,5 В, в цепь смещения каждого транзистора установлен только один резистор, задающий базовый ток, R1 — для транзистора VT1, R2 — для транзистора VT2. С точки зрения термостабильности это не самое лучшее решение, но позволяет «экономить» напряжение питания. К тому же частота гетеродина стабилизирована кварцевым резонатором.
В гетеродине применён транзистор КТ342БМ с относительно невысокой граничной частотой (250. .300 МГц), большим коэффициентом передачи тока базы (200. 500) и малым напряжением насыщения (не более 0,1 В). Это обеспечило экономичность и устойчивую работу гетеродина с большой номенклатурой кварцевых резонаторов, а также снизило вероятность самовозбуждения в диапазоне СВЧ. В результате потребляемый гетеродином ток не превышает 0,7 мА, а работоспособность сохраняется при снижении питающего напряжения до 0,7 В, что немаловажно при батарейном питании.
Чтобы повысить коэффициент передачи смесителя, в нём применён более высокочастотный транзистор КТ316ГМ (граничная частота — до 1000 МГц). Подойдёт транзистор КТ368А, к тому же он имеет нормированный коэффициент шума на частоте 60 МГц.
Все элементы конвертера, кроме выключателя питания и гальванического элемента, размещены на односторонней печатной плате, чертёж которой показан на рис. 2
Применены резисторы Р1-4, Р2-23, конденсаторы — керамические К10-17 или импортные. Катушки индуктивности L1—L3 намотаны проводом ПЭВ-20,7 на оправке диаметром 3 мм и содержат 3,5, 2,5 и 4,5 витка соответственно, L4 — дроссель серии ЕС24. Выключатель питания подойдётлюбой малогабаритный импортный (в авторском варианте применён выключатель от светодиодного газонного светильника).
Печатная плата рассчитана на установку кварцевого резонатора в корпусе HS-49S. Если он будет в корпусе HS-49U, надо просто удлинить плату, чтобы он поместился на ней «лёжа». Указанная на его корпусе частота должна соответствовать первой гармонике, иначе он может «завестись» не на нужной частоте.
Радиоприёмник может принимать радиостанции только в «своём» диапазоне от 65,9 (Fн) до 74 (Fв) МГц (с небольшим запасом в обе стороны). А вот результирующий принимаемый диапазон частот зависит от частоты гетеродина (Fr). В конкретном случае был использован резонатор в корпусе HS-49S с маркировкой 24,576 МГц (для упрощения расчётов округлим до 24,6 МГц), демонтированный с платы видеокарты компьютера.
Интересующие нас сигналы в диапазоне 87,5. 108 МГц поступают на вход конвертера. В результате преобразования по частоте приёмник сможет принять сигналы в диапазоне от Fн + Fr до Fв + Fr, в нашем случае — от 90,5 до 98,6 МГц. Получается, что часть радиостанций окажется всё равно недоступной. Обусловлено это тем, что полоса УКВ-диапазона CCIR более чем в два раза шире УКВ-диапазона OIRT.
Подобрав кварцевый резонатор, можно обеспечить приём желаемого участка диапазона CCIR. Например, с кварцевым резонатором на частоту 30 МГц можно принимать радиостанции на участке 95,9. 104 МГц. Чтобы принять практически весь диапазон CCIR, в гетеродине следут применить два переключаемых кварцевых резонатора (рис. 3), соответствующим образом подобрав их частоты.
Как сказано выше, конвертер планировалось питать от гальванического элемента типоразмера АА. Поэтому в качестве корпуса была использована пластмассовая трубка (стойка от газонного светодиодного светильника) внутренним диаметром 15, толщиной стенки 1,5 и длиной 125 мм, в которой размещены печатная плата и гальванический элемент.
С одной стороны на плате закреплена первая пластмассовая заглушка (тоже от стойки газонного светильника), а с другой — припаян металлический уголок, на котором закреплена контактная пружина (-G1) для гальванического элемента (рис. 4). Через отверстие в заглушке выведен изолированный монтажный провод длиной 750 мм, выполняющий функцию антенны. На второй заглушке установлены выключатель питания и металлическая контактная площадка (+G1), а также сделаны отверстия для двух проводов («Выход» и «Общий»). Потребляемый конвертером ток при напряжении питания 1,5В— 1,7 мА, его работоспособность сохраняется при снижении напряжения до 0,7 В, но коэффициент преобразования заметно уменьшается.
Собирают устройство в следующей последовательности. Сначала с одной стороны в трубку вставляют плату, а с другой стороны выводят три провода (третий — к выключателю питания). Два из них выводят через отверстия во второй заглушке, третий припаивают к выводу выключателя и вставляют эту заглушку.
Если одна или обе заглушки фиксируются в корпусе ненадёжно, их можно закрепить с помощью тонких шурупов. Провод «Выход» подключают к антенному входу приёмника, а если его нет — непосредственно к антенне, провод «Общий» соединяют с его «землёй». Если связь с антенной окажется слишком сильной, её можно ослабить, применив ёмкостную связь — несколько витков провода «Выход» наматывают непосредственно на антенну или не подключают провод «Общий» к приёмнику, если, конечно, конвертер от него не питается. Для конвертера можно применить другие корпус и источник питания, но размещать его необходимо в непосредственной близости к приёмнику, например, на его задней стенке, чтобы соединительные провода были минимальной длины.
Если приём осуществляется на значительном удалении от передатчика, чувствительности двухтранзисторного конвертера может оказаться недостаточно. В этом случае его необходимо дополнить УВЧ. Схема такого конвертера показана на рис. 5.
УВЧ собран на транзисторе VT1, смеситель — на транзисторе VT2, гетеродин — на транзисторе VT3. Для упрощения применены транзисторы различной структуры. Контур L1C1C2 настроен на частоту диапазона CCIR, контур L2C4C5 — на частоту диапазона OIRT. Транзистор КТ3127А можно заменить транзистором серии КТ363. Катушки L1 и L2 имеют аналогичную конструкцию и содержат 7,5 и 11,5 витка соответственно.
Чертёж печатной платы этого варианта показан на рис. 6. она длиннее предыдущей всего на 5 мм (рис. 7). Конструкция конвертера аналогичная, потребляемый ток — 3. 3.5 мА.
Питать конвертер можно и от самого радиоприёмника, например, от линии питания УКВ-тракта. Для этого достаточно включить в цепь питания конвертера гасящий резистор, уменьшающий его напряжение питания до 1,5. 2 В.
Следует отдельно сказать про приём стереопрограмм. Дело в том, что в УКВ-диапазоне CCIR в комплексном стереосигнале (КСС) передача разностного стереосигнала осуществляется с помощью амплитудной модуляции поднесущей частоты 38 кГц, которая в передаваемом сигнале подавлена. Для её восстановления на приёмной стороне в КСС передаётся пилот-тон на частоте 19 кГц.
В УКВ-диапазоне OIRT в КСС разностный стереосигнал передаётся на поднесущей частоте 31,25 кГц так, что огибающая положительных полупериодов модулирована сигналом левого канала, а огибающая отрицательных — сигналом правого. При этом поднесущая частота подавлена на 14 дБ. На приёмной стороне её уровень восстанавливается. Отсюда понятно, что эти системы несовместимы, и приём стереосигналов диапазона CCIR на отечественный радиоприёмник диапазона OIRT невозможен (конечно, если в нём нет двухстандартного стереодекодера), поэтому возможен приём только в режиме «Моно».
- Boss
- Телевидение и Радио
- 2016-05-26
- 25 903
Источник: radiohata.ru
Что такое тиристорный преобразователь
Высокая эффективность тиристоров особенно заметно проявляется в электронных устройствах, выполняющих конвертирование переменного тока в постоянный (равно как и наоборот), а также изменение основных параметров переменного тока. Массивные объёмы шкафов, где размещаются тиристорные преобразователи, никого смущать не должны: сами схемы довольно компактны, но при работе выделяют значительное количество тепловой энергии. Поэтому между элементами схемы должны быть определённые расстояния, где избыточная энергия и рассеивается.
Классификация
Разработанные в начале ХХ века ртутные выпрямители отличались низким КПД и чувствительностью к ударным нагрузкам. Это обусловило их постепенную замену на тиристорные преобразователи (ТП), которые были разработаны и практически одновременно внедрены в СССР и в США.
В зависимости от конечного результата инвертирования тиристорный преобразователь может выполнять следующие функции:
- Превращать переменный ток в постоянный.
- Изменять частоту.
- Преобразовывать значение напряжения.
Все указанные параметры востребованы в промышленных силовых системах большой мощности, а также в тяговых устройствах подвижного состава электрифицированных железных дорог. Производятся также устройства комбинированного типа, позволяющие совмещать некоторые из вышеперечисленных возможностей.
Характеристики и конструктивные исполнения полупроводниковых устройств отечественного производства регламентированы ГОСТ 26284–84. Его действие распространяется на все типы соответствующей электронной техники.
Классификация ТП отечественного производства производится по следующим признакам:
- Функции агрегата — выпрямитель, инвертор, преобразователь (в том числе, многоканальный).
- Вид тока на входе электродвигателя — постоянный, переменный однофазный, переменный трёхфазный.
- Вид тока на выходе из устройства.
- Способ охлаждения — естественное и /или принудительное.
- Тип приборов, использующихся для преобразования.
Из эксплуатационных показателей тиристорных преобразователей нормируются следующие:
- Номинальное значение тока на выходе, А (кА, если характеристика устройства рассчитана на токи свыше 1000 А).
- Номинальное значение напряжения на выходе, В (кВ, если характеристика устройства рассчитана на напряжение 1000 В и более).
- Значение номинальной частоты, Гц.
- Модификационный код.
- Климатическое исполнение.
Соответствующие примеры маркировки приведены в ГОСТ 26284–84.
Особенности конструкции и принцип действия
Структурными элементами тиристорного преобразователя являются:
- Токоограничивающий реактор (трансформатор).
- Выпрямительный блок.
- Сглаживающий реактор (фильтр).
- Система управления.
Трансформатор (TV) играет роль сглаживающего звена между напряжением на входе и на выходе. Фильтр (Ф) нужен для нейтрализации пульсаций, присутствующих в преобразованном токе или напряжении. Ток после прохождения через трансформатор поступает в блок выпрямления (VS). Последний строится на тиристорах, функционирующих в режиме электронных ключей.
Тиристоры — это полууправляемые элементы. Они обычно представляют собой трехвыводные устройства, которые имеют четыре слоя чередующихся p-n-переходов из материала p-типа и n-типа, составляющих его основную секцию управления мощностью. Рассматриваемые устройства фактически являются идеальными замкнутыми или разомкнутыми переключателями для управления потоком мощности в цепи. Тиристоры способны оптимизировать внутренние потери мощности за счет скорости переключения.
Включить тиристор можно за счет подачи короткого импульса на управляющий вывод. Выключение происходит в результате приложения обратного напряжения или снижения коммутирующего тока до нулевого значения. Тиристоры в схеме выпрямителя работают попеременно.
Их включение и выключение происходит в определенные моменты времени в зависимости от запрограммированного режима работы используемого оборудования. За это отвечает система управления. Данная система, кроме управления тиристорами, выполняет еще множество вспомогательных задач (защита, контроль, диагностика).
После блока выпрямления пульсирующее напряжение проходит через сглаживающий фильтр, задачей которого является устранение высокочастотных помех и выпрямление пульсаций напряжения. В результате напряжение на выходе из преобразователя приобретает форму из как бы вырезанных участков синусоиды входного напряжения, то есть, несинусоидальную «пилообразную» форму.
На данный момент наиболее широко применяется тиристорный преобразователь с выраженным звеном постоянного тока, состоящим из выпрямителя и емкостного фильтра. В таких устройствах используется двойное преобразование электроэнергии: синусоидальное входное напряжение с постоянной частотой и амплитудой выпрямляется в выпрямителе, проходит через фильтр, а затем в инверторе преобразуется в переменное напряжение с изменяемой частотой и амплитудой.
Силовые схемы преобразователей
Существует два исполнения силовых схем ТП: реверсивные и нереверсивные. В схемах первого типа используется две выпрямительных группы, а второго — одна. Нереверсивный тиристорный преобразователь обеспечивает одностороннее прохождение тока.
Для управления вентильными группами в реверсивном ТП используется совместный или раздельный способ. Совместное управление может быть еще согласованным и несогласованным. В первом случае включение тиристоров после поступления управляющего сигнала должно происходить так, чтобы на выходе и из выпрямительной группы, и из инверторной у напряжения было одинаковое среднее значение. При использовании несогласованного способа управления напряжение после выпрямительной группы будет меньше, чем после инверторной.
При использовании несогласованного управления существенно уменьшается диапазон углов регулирования. Это становится причиной снижения коэффициента мощности. Кроме того, искажаются линейные характеристики электропривода. Поэтому в основном применяется раздельное управление.
Оно заключается в том, что управляющие сигналы отпирают исключительно ту группу тиристоров, которая должна функционировать в данный момент. На элементы не задействованной группы управляющие сигналы не поступают.
Изменение режима работы преобразователя осуществляется с помощью специального переключающего устройства. Когда значение тока становится нулевым, это устройство снимает управляющие сигналы с ранее задействованной группы и после небольшой паузы подает их на другую группу.
Одно- и трёхфазные тиристорные конвертеры
Такие типы ТП являются наиболее универсальными, поэтому широко применяются в производственной и транспортной практике.
Однофазный преобразователь
Используется при передаче сравнительно небольших силовых нагрузок. Однофазный преобразователь тока/частоты на тиристорах производит конвертирование переменного напряжения Vном в постоянное напряжение Vф на выходе. Поток мощности является двунаправленным между стороной переменного и постоянного тока. Работа схемы зависит от состояния источника переменного тока и угла открытия α двухимпульсного генератора. Индуктивностью источника для простоты пренебрегают.
Рассматривают три случая:
Влияние катушки индуктивности источника Ls и напряжения нагрузки Vном проявляется в том, что, как и в случае с однофазным диодным выпрямителем, индуктивность источника Ls меньше нуля. Это обеспечивает некоторый интервал коммутации между парами тиристоров T1/T 2 и T3 /T 4. Такой интервал увеличивает угол открытия α и приводит к дальнейшему снижению среднего напряжения на нагрузке.
При увеличении напряжения нагрузки ток через дроссель уменьшается. Как и в случае преобразователей постоянного тока, схема начинает действовать в режиме прерывистой проводимости (если ток через Ld достигает нуля), и в режиме непрерывной проводимости — в противоположном варианте.
Трёхфазный преобразователь
Такие устройства характеризуются повышенной мощностью и, следовательно, возможностями. Чаще всего тиристорный преобразователь интегрируется в двигатель постоянного тока с целью управления его функциями.
Трёхфазные ТП либо воспринимают высокое напряжение и предотвращают протекание тока нагрузки, либо переключаются на низкое напряжение, открывая путь нагрузочному току.
Третья клемма таких устройств используется для подачи управляющего сигнала, который инициирует действие отключения. Эффективность трёхфазных ТП довольно высокая. Они способны блокировать напряжение в несколько сотен вольт при утечке в несколько миллиампер, либо проводить до 50 ампер при падении напряжения до 1.0 вольта.
Применение
Силовые электронные системы для двигателя постоянного тока (ДПТ) на тиристорных преобразователях обеспечивают максимальную эффективность мотора или сварочного инвертора. Они отличаются:
- Высокой надежностью.
- Доступной стоимостью.
- Малым весом.
- Компактностью.
Приложения делятся на два типа — статические и вращающиеся для управления электродвигателями. Первые применяются в оборудовании для сварки, нагрева, охлаждения, при производстве гальванопокрытий. Вращающиеся ТП используются для регулировки мощности такого привода как нереверсивный ДПТ, а также электроприводов в компрессорах, насосах, конвейерах, системах кондиционирования.
Источник: profazu.ru
Преобразователь напряжения 12-220
Схема, фотографии и видеоролик работы самодельного преобразователя напряжения из деталей компьютерного блока питания.
В наше время у каждого в хозяйстве или вообще в легком доступе имеется порой по нескольку блоков питания от компьютера которые и не нужны, просто лежат, пылятся и занимают ценное место. А может они вообще сгоревшие, но это не важно, ведь из него надо взять всего некоторые элементы. Собирал как-то плату такого преобразователя (автомобильного инвертора с 12 в 220 вольт). И решил снова сделать еще одну, так как радиодетали были, и плата печатная уже была изготовлена когда-то лишняя. Микросхему применял новую — из магазина, но иногда именно их или подобные аналоги ставят в самих блоках питания ATX.
Трансформатор малого размера — с блока в 250 ватт. Транзисторы решил взять с запасом — 44N полевые, так же совершенно новые.
Нашел алюминиевый радиатор, транзисторы навернул через заглушки и подложки промазав хорошенько все термопастой.
Схема преобразователя напряжения 12-220 завелась сразу, питание подавалось от аккумулятора 12 вольт 7 а/ч емкостью, на клеммах которого при свежей зарядке было порядка 13 вольт. В качестве нагрузки (под такую мощность и собиралось примерно) — лампочка 60 ватт на 220 вольт, светится не во весь накал, но все же хорошо.
Радиатор взял очень таки с запасом – толщина 2 мм алюминиевый, тепло отводит хорошо. После получаса работы под нагрузкой полевые транзисторы нагрелись только до 40 градусов! Токопотребление примерно 2.7 ампер от аккумулятора, работа стабильная без срывов и перегревов, а вот трансформатор несколько маловат и греется (правда выдерживает и не сгорает ничего) температура трансформатора порядка 5-60 градусов при работе на такую же нагрузку, думаю больше 80 ватт не вытянуть с такого преобразователя или придется ставить активное охлаждение ввиде вентилятора, ведь транзисторы выдержат куда большие нагрузки и больше чем уверен, что с таким радиатором протянут все 200 ватт.
Электрическая схема преобразователя напряжения 12-220 вольт
Схема преобразователя 12-220 проста в повторении, при сборке точно в номинал, обе платы заработали сразу же.
Видео испытаний преобразователя
Видео работы схемы наглядно показывает ток протекающий в цепи, и работу лампы на 60 ватт. Кстати, провода у мультиметра D832 при таком токе за пол часа изрядно подогрелись. Из доработок, если будете ставить больший трансформатор, то расширьте печатку, иначе не влезет по размерам больший трансформатор, и даже с маленьким все получается слишком компактно .
Для любителей миниатюризации конечно это хорошо, но расстояние от трансформатора до транзисторов получается на практике меньше 1 см, и они своим теплом чуть подогревают и без того теплый трансформатор, хорошо бы ещё на пару сантиметров отнести ключи и в плате парочку отверстий сделать, для вентиляции проточным потоком воздуха снизу вверх. Автор материала — Redmoon.
Источник: tehnoobzor.com