Как повысить постоянное и переменное напряжение

Повышение переменного напряжения

Есть два способа увеличения переменного напряжения — с помощью трансформатора или автотрансформатора. Основное различие между ними заключается в том, что при использовании трансформатора между первичной и вторичной цепями имеется гальваническая развязка, а при использовании автотрансформатора такой развязки нет.

Интересно! Гальваническая развязка — это отсутствие электрического контакта между первичной (входной) цепью и вторичной (выходной) цепью.

Давайте посмотрим на часто задаваемые вопросы. Если мы достигаем границ нашей огромной родины и там электросеть отличается от наших 220 В, например 110 В, то для повышения напряжения с 110 до 220 В используйте трансформатор, такой как тот, что показан на рисунке ниже:

Следует отметить, что такие трансформаторы можно использовать «в обе стороны». То есть, если в технической документации на трансформатор написано «первичное напряжение 220В, вторичное — 110В» — это не значит, что он не может быть подключен к 110В. Трансформаторы обратимы, и если вы примените те же 110 В ко вторичной обмотке, первичная обмотка будет иметь 220 В или другое значение повышения, пропорциональное коэффициенту трансформации.

Еще одна проблема, с которой сталкиваются многие люди, — это низкое напряжение в электросети, особенно в частных домах и гаражах. Эта проблема связана с плохим состоянием и перегрузкой линий электропередач. Вы можете использовать LATP (лабораторный автотрансформатор) для решения этой проблемы. Большинство современных моделей могут как уменьшать, так и плавно увеличивать параметры сети.

Его схема представлена ​​на передней панели, и мы не будем вдаваться в подробности объяснения принципа работы. LATR продаются с различной мощностью, показанная на рисунке, приблизительно для 250-500 ВА (вольт-ампер). На практике встречаются модели мощностью до нескольких киловатт. Этот способ подходит для питания устройств с номинальным напряжением 220 В.

Если вам нужно дешево повысить напряжение по всему дому, релейный стабилизатор — ваш выбор. Также они продаются в различной мощности и модельный ряд подходит для наиболее распространенных случаев (3-15 кВт). В основе устройства также лежит автотрансформатор. О том, как выбрать стабилизатор напряжения для дома, мы рассказали в упомянутой нами статье.

Цепи постоянного тока

Все знают, что трансформаторы не работают на постоянном токе, так как же в таких случаях повышать напряжение? В большинстве случаев постоянный ток усиливается дросселем, полевым или биполярным транзистором и драйвером ШИМ. Другими словами, это называется бестрансформаторный преобразователь напряжения. Если эти три основных компонента подключены, как показано на рисунке ниже, и сигнал ШИМ подается на базу транзистора, его выходное напряжение увеличится в Ku раз.

Ku = 1 / (1-D)

Давайте также рассмотрим общие ситуации.

Предположим, вы хотите осветить клавиатуру небольшим кусочком светодиодной ленты. Для этого достаточно зарядного устройства для смартфона (5-15Вт), но проблема в том, что его выходное напряжение составляет 5В, а популярные типы светодиодных лент работают от 12В.

Тогда как на заряднике поднять напряжение? Самый простой способ — усилить с помощью такого устройства, как «повышающий преобразователь постоянного тока» или «импульсный повышающий преобразователь постоянного тока».

Такие устройства позволяют повысить напряжение с 5 до 12 В и продаются как с фиксированными, так и с регулируемыми значениями, которые в большинстве случаев повышают напряжение с 12 до 24 или даже 36 В. Однако следует помнить, что выходной ток ограничен самым слабым элементом схемы, то есть в обсуждаемой ситуации током на зарядном устройстве.

Если вы используете указанную выше плату, выходной ток будет меньше входного во столько раз, во сколько увеличилось выходное напряжение, без учета КПД преобразователя (это примерно 80-95%).

Подобные устройства построены на базе микросхем MT3608, LM2577, XL6009. С их помощью можно сделать прибор для проверки реле регулятора не на генераторе.автомобиль, а на рабочем столе регулировка значений от 12 до 14 В. Ниже вы можете увидеть видео-тест такого устройства.

Интересно! Энтузиасты DIY часто задаются вопросом «как повысить напряжение с 3,7 В до 5 В, чтобы самому сделать пауэрбанк на литиевой батарее?» Ответ прост — используйте плату преобразователя FP6291.

На таких пластинах методом трафаретной печати указано назначение контактов для подключения, поэтому схема не требуется.

Распространенной ситуацией также является необходимость подключения устройства 220В к автомобильному аккумулятору, а бывает, что за городом действительно нужно 220В. Если у вас нет бензинового генератора — используйте автомобильный аккумулятор и инвертор для увеличения напряжения с 12 до 220 В. Модель мощностью 1 кВт можно приобрести за 35 долларов — недорогой и проверенный способ подключить к аккумулятору дрель 220 В, болгарку, бойлер или холодильник. 12 В.

Если вы водитель грузовика, указанный выше преобразователь вам не подойдет из-за того, что ваше бортовое напряжение, вероятно, составляет 24 В. Если вам нужно поднять напряжение с 24В до 220В — обратите на это внимание при покупке преобразователя.

Хотя стоит отметить, что существуют универсальные инверторы, которые могут работать как с 12, так и с 24 В.

В случаях, когда необходимо получить высокое напряжение, например, поднять с 220 до 1000 В, можно использовать специальный умножитель. Типичная схема показана ниже. Он состоит из диодов и конденсаторов. У вас на выходе будет DC, учтите это. Это дублер Латура-Делона-Гренахера:

Это асимметричный множитель (Кокрофта-Уолтона).

С его помощью можно увеличивать напряжение в нужное количество раз. Это устройство построено по каскадам, количество которых определяет, сколько вольт мы получим на выходе. Видео ниже описывает, как работает множитель.

Помимо этих схем, есть много других, ниже представлены схемы квадруполизаторов, умножителей 6x и 8x, которые используются для повышения напряжения:

Напоследок напоминаем о мерах предосторожности. Будьте осторожны при подключении трансформаторов, автотрансформаторов, а также при работе с инверторами и умножителями. Не прикасайтесь к токоведущим частям голыми руками. Подключения следует выполнять при отключенном от устройства источнике питания и избегать работы во влажных местах, где существует риск затопления или разбрызгивания воды. Также не превышайте ток трансформатора, преобразователя или источника питания, указанный производителем, если вы не хотите, чтобы он сгорел. Мы надеемся, что эти советы помогут вам увеличить натяжение до нужного значения! Если у вас остались вопросы, смело задавайте их в комментариях под статьей!