اتصال کوتاه

.

.

«باتری پک» های 3/7 ولتی به فراوانی در دسترس هستند، اما در بسیاری از کاربردها به یک منبع تغذیه ی 12 ولتی نیاز داریم. در این جا یک مدار تبدیل کننده ی جریان مستقیم (DC-DC Converter) افزاینده ی ولتاژ برای این منظور معرفی می شود. در ساخت این مدار از افزاره های مجزا استفاده شده تا بیش تر با چند و چون طراحی و عملکرد چنین مدارهایی آشنا شویم.

اساس تئوری مدار به این صورت است که مدار شامل ترانزیستورهای 1 و 2 ، مقاومت های 1 تا 5 ، دیود 1 و خازن های 1 و 2 یک مدار «مولتی ویبراتور آستابل» را شکل داده اند. این مدار یک نوسانگر است که در خروجی آن موج مربعی ایجاد می شود. موج های مربعی، علاوه بر یک موج اصلی، در بر دارنده ی فرکانس های متعدد دیگری نیز هستند که این فرکانس ها یا به کلام دقیق تر، این «هارمونیک» ها، ضرایب مفردِ فرکانس اصلی می باشند. این امواج مربعی به صورت ضربه ها یا پالس های مثبتی می باشند.

.

.

این پالس ها را از روی کلکتور ترانزیستور 2 برداشته و از طریق مقاومت 6 به پایانه ی «بِیس» ترانزیستور 3 داده ایم. وظیفه ی مقاومت 6 محدود کردن مقدار جریانی است که به پایانه ی حساس بیس می رسد. همین نقطه به پایانه ی «کلکتور» ترانزیستور 4 هم وصل است.

در لحظه ای که جریان پالس مربعی به بیس ترانزیستور 3 می رسد، این ترانزیستور در واقع «بایاس» کافی دریافت می کند که بتواند به راه بیافتد، اما ترانزیستور 4 هنوز بایاسی روی بیس خود دریافت نکرده و در نتیجه مسیر میان کلکتور و امیتر آن عایق است و در حالت باز قرار دارد. با بایاس شدن ترانزیستور 3، جریانی در سیم پیچ 1 برقرار می شود. این ولتاژ توسط دیود 2 یکسوشده و به صورت ولتاژی مثبت به دیود زینر می رسد. اگر این ولتاژ 12 ولت باشد، بی هیچ مانعی در خروجی مدار ظاهر می شود. اما اگر مقدار این ولتاژ از 12 ولت تجاوز کند، دیود زینر هادی شده و آن را به بیس ترانزیستور 4 می دهد. رسیدن این ولتاژ مثبت به این ترانزیستور سبب هادی شدن آن و بسته شدن مسیر کلکتور به امیترش می شود و در نتیجه، بیس ترانزیستور 3 را به زمین (صفر ولت) وصل می کند. حالا ترانزیستور 3 عایق می شود و ولتاژ خروجی فقط از انرژی ذخیره شده در سیم پیچ تامین می شود. مدت زیادی طول نمی کشد که ولتاژ خروجی از 12 ولت پایین تر می رود. در این لحظه، دیود زینر از حالت هدایت به حالت عایقی می رود و دیگر ولتاژی به بیس ترانزیستور 4 نمی دهد. این ترانزیستور باز می شود، بیس ترانزیستور 3 دوباره با پالس های مربعی بایاس دریافت می کند و جریان مجدداً در سیم پیچ برقرار می شود... این چرخه دایم تکرار می شود و این تغییرات آن قدر سریع اتفاق می افتد که مقدار ولتاژ خروجی مدار همواره به صورت ثابت 12 ولت دیده می شود. وجود خازن 100 میکروفارادی در خروجی، به صاف تر شدن ولتاژ در این نقطه کمک می کند.

سیم پیچ را می توان به صورت حاضری تهیه کرد. مقدار خودالقایی یا اندوکتانس آن باید بین 100 میکروهانری تا 470 میکروهانری روی جریان حدود یک آمپر باشد. با آزمایش و تجربه بهترین مقدار را باید به دست آورد. به علاوه، سازنده ی این مدار می تواند سیم پیچ را خودش بسازد. برای این کار در حدود 60 دور سیم لاکی به قطر 25 صدم میلی متر را روی یک میله ی فریت به قطر 10 میلی متر و طول 15 میلی متر به صورت چند لایه و متراکم می پیچند و سپس با نوار چسب آن را در جای خود ثابت می کنند. در اینجا هم باید تعداد دورِ بهینه را با آزمایش و تکرار (سعی و خطا) به دست آورد.

در این مدار از یک ترانزیستور نیمه قدرتی «دارلینگتون» از نوع BD679 استفاده شده است که به علت بهره ی بالای خود فشاری به مدار مولتی ویبراتور وارد نمی کند و فرکانس آن را بر اثر بارگذاریِ زیاد بر هم نمی زند.

.

.

همین مدار مولد ولتاژ را می توان با تغییرات مختصری برای ولتاژی های ورودی و خروجی دیگر هم به کار گرفت. تغییرات باید در مقدار خازن های 1 و 2 و سیم پیچ انجام گیرد. همچنین، می توان به جای ترانزیستور دوقطبی، از ترانزیستورهای روزآمد «ماسفت» در ساخت آن استفاده نمود. نمونه ای از این مدار را برای تبدیل 12 به 24 ولت در این جا می بینید.

.

.

.

مطالب مرتبط:

ساخت یک مبدل 3 ولت به 70 ولت

.

.