Convertisseur de tension 2,4/8 V pour alimenter l'alarme de sécurité. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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L'auteur propose une variante d'un convertisseur de tension pour alimenter des appareils destinés à une batterie 6F22 ("Krona") à partir de deux batteries AAA nickel-métal hydrure en prenant l'exemple d'une alarme de sécurité.

Certains appareils auto-alimentés fonctionnent presque en continu, consommant la plupart du temps un faible courant en mode veille et seulement pendant une courte durée - des dizaines de fois plus. Un exemple d'un tel dispositif est une alarme de sécurité autonome avec un capteur de mouvement IR intégré et un émetteur acoustique (Fig. 1). En mode veille, le courant consommé par le dispositif de signalisation ne dépasse pas une fraction de milliampère, et lorsqu'une alarme est donnée, il augmente à 50...60 mA.

Riz. 1. Alarme de sécurité autonome avec capteur de mouvement IR intégré et émetteur acoustique

Il existe des exigences contradictoires pour l'alimentation de cet appareil. D'une part, il doit avoir une tension de 6...9 V et un courant de sortie de plusieurs dizaines de milliampères pour assurer un volume suffisant du signal d'alarme, d'autre part, une capacité importante et des dimensions réduites. Cet appareil est alimenté par une batterie 6F22 ("Krona").

Bien sûr, il existe des batteries de cellules galvaniques ou des batteries de taille similaire qui répondent à ces exigences, mais elles ne sont pas bon marché. Si vous en utilisez des bon marché, il se peut qu'ils ne fournissent pas le courant requis, qu'ils aient généralement un courant d'autodécharge élevé et qu'ils nécessitent donc un remplacement fréquent.

Une solution à ce problème consiste à utiliser des piles au nickel-cadmium, au nickel-hydrure métallique ou des piles AA et un convertisseur élévateur pour alimenter le dispositif de signalisation. Un tel convertisseur peut être assemblé sur la base d'un microcircuit spécialisé NCP1400ASN50T1, son circuit est illustré à la Fig. 2. Ce microcircuit est conçu pour construire un convertisseur de tension de commutation stabilisé avec une tension de sortie de 5 V. Le microcircuit fonctionne de manière à maintenir la tension constante spécifiée à son entrée OUT (broche 2). Pour obtenir une tension environ deux fois plus élevée en sortie du convertisseur, on utilise deux redresseurs sur les diodes VD1 et VD2, et la self de stockage L1 est réalisée avec une prise.

Riz. 2. Circuit convertisseur basé sur la puce NCP1400ASN50T1

Mais quel que soit le courant de sortie, le convertisseur lui-même tire toujours du courant de l'alimentation. Pour le réduire, vous pouvez éteindre périodiquement le convertisseur et, pendant une pause de fonctionnement, alimenter le dispositif de signalisation à partir du condensateur de stockage. C'est exactement ce qui a été fait dans cet appareil, puisque le microcircuit a une entrée de contrôle CE (broche 1). La mise en marche et l'arrêt du convertisseur est réalisée par un transistor à effet de champ VT1.

Immédiatement après l'application de la tension d'alimentation, le condensateur C3 est déchargé, le transistor est fermé et un niveau haut est appliqué à l'entrée CE, qui active le convertisseur. La charge du condensateur C3 commence, et lorsque la tension à la grille du transistor devient suffisante pour l'ouvrir, la tension à l'entrée CE du microcircuit diminuera jusqu'à presque zéro, le convertisseur s'éteindra. Lorsque le condensateur C3 se décharge un peu, le transistor se ferme et le convertisseur se rallume.

De ce fait, le courant consommé par le convertisseur lorsque le dispositif de signalisation est en mode veille est de nature pulsée, et la tension sur le condensateur varie entre deux valeurs Umin et Umax (Fig. 3). L'amplitude de l'impulsion de courant est d'environ 200 mA, la durée de l'impulsion est d'environ 1 ms, la période de répétition est d'environ 1,5 s. Par conséquent, le courant moyen consommé par l'alimentation dans ce mode ne dépasse pas 1 mA.

Riz. 3. Graphiques des changements de tension et de courant

En utilisant le fait que le dispositif de signalisation fonctionne normalement dans la plage de tension d'alimentation de 7 ... 10 V, il a été décidé de régler (à l'aide de la résistance ajustable R3) la tension de sortie sur 7,5 ... 8 V. Ainsi, le convertisseur périodiquement s'allume et s'éteint, en maintenant la tension spécifiée à la sortie. Par conséquent, l'instabilité de la tension de sortie est relativement élevée - ± 0,5 V, mais cela n'affecte pas les performances du dispositif de signalisation. Au fur et à mesure que la batterie se décharge, la période d'activation diminue. Sans transistor à effet de champ, la tension de sortie du convertisseur est de 9 ... 9,5 V.

Lorsque le dispositif de signalisation passe en mode alarme, la période de mise sous tension du convertisseur est fortement réduite. Si la tension de sortie tombe en dessous de 8V, le FET s'éteindra et le convertisseur fonctionnera en continu. La stabilité thermique de la tension de sortie est déterminée principalement par les paramètres du transistor à effet de champ. Dans ce cas, le coefficient de température de tension est négatif, égal à plusieurs millivolts par degré Celsius.

Si le dispositif de signalisation est éteint à l'aide de l'interrupteur standard, le convertisseur continuera de fonctionner, mais la période de son activation augmentera plusieurs fois et le courant consommé par la source d'alimentation diminuera. Par conséquent, dans certains cas, il est possible de se passer d'installer un interrupteur spécial dans le circuit d'alimentation du convertisseur, et pour un stockage à long terme à l'état éteint, les batteries ou les cellules galvaniques doivent simplement être retirées du compartiment des batteries. Mais si vous le souhaitez, vous pouvez installer un interrupteur supplémentaire, il y a suffisamment d'espace dans le boîtier du dispositif de signalisation pour cela.

La plupart des éléments sont montés sur une carte de circuit imprimé en fibre de verre feuilletée des deux côtés d'une épaisseur de 1,5 mm; son dessin est illustré à la Fig. 4. Tous les éléments sont placés d'un côté, le second est laissé métallisé. Le convertisseur utilise des résistances fixes pour le montage en surface de taille 1206, mais MLT, S2-23, réglage - SP3-19, condensateurs à oxyde - tantale pour montage en surface conviennent également. Au lieu des diodes SS12, vous pouvez utiliser des diodes germanium à impulsions ou détecteurs de faible puissance ou des diodes Schottky, conçues pour un courant direct d'au moins 60 mA. L'inductance est enroulée sur un anneau de ferrite d'un diamètre de 6 ... 9 mm du transformateur du ballast électronique d'une lampe fluorescente compacte et contient neuf tours de fil PEV-2 0,4 avec une branche du quatrième, à compter du gauche selon le circuit de sortie.

Riz. 4. Dessin d'une carte de circuit imprimé et disposition des éléments dessus

Riz. 5. Planche montée

La carte avec son côté long (en bas sur la Fig. 4) est soudée à une base de 26x50 mm, en fibre de verre laminée sur une face (Fig. 5). Sur les côtés étroits de la base, des porte-contacts de batteries ou de cellules galvaniques sont soudés (Fig. 6). Pour ce faire, des zones imprimées pour souder les supports sont découpées sur la carte de base. En conséquence, le convertisseur "s'intègre" dans les dimensions globales de la batterie 6F22 et est placé dans le compartiment de la batterie du dispositif de signalisation (Fig. 7).

Riz. 6. Planche montée

Riz. 7. Compartiment à piles du dispositif de signalisation

Riz. 8. Le convertisseur dans le compartiment à piles du multimètre de la série DT-83X

Ce convertisseur peut également être utilisé pour alimenter les multimètres de la série DT-83X (Fig. 8), il s'intégrera dans le compartiment à piles. Pour ce faire, le transistor à effet de champ et toutes les résistances de la carte ne peuvent pas être installés, et l'entrée CE (broche 1) du microcircuit est connectée à la borne positive du condensateur C1. Le nombre de tours de la manette des gaz est de 10, avec un robinet du milieu. Étant donné que le multimètre est rarement utilisé, un interrupteur d'alimentation coulissant de petite taille doit être installé dans le circuit d'alimentation du convertisseur, qui est placé dans le boîtier du multimètre dans le coin inférieur gauche (Fig. 9). Le convertisseur peut également être utilisé dans d'autres appareils alimentés par une batterie 6F22.

Riz. 9. Interrupteur d'alimentation coulissant de petite taille

Auteur : N. Nechaev

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