Государственное бюджетное образовательное учреждение города Москвыспециальная (коррекционная) общеобразовательная

школа-интернат II вида №22 ЦОУО ДО.

XVI конференция молодых учёных «Шаг в будущее, Москва» XVI конференция молодых учёных «Шаг в будущее, Москва»

Реабилитационные технологии.Реабилитационные технологии.

Москва, 2013г.

Автор: Зуев Илья,ученик 10 класса

Руководитель:Руководитель:Сицукова М.В., Сицукова М.В.,

учитель математикиучитель математики

Целю моей работы является разработка схемотехники и конструкции зарядного устройства для коммуникатора,

который использует в качестве источника энергии гальванические элементы типоразмеров АА или ААА.

В ходе работы я решал следующие задачи:

изучение литературных источников и информации в Интернете о

принципах работы и схемотехнике dc/dc повышающих

преобразователей;

выбор схем и комплектующих для преобразователей, их сборка и

наладка;

изучение работы преобразователей и снятие их характеристик;

сравнение эффективности работы разных схем преобразователей.

Рис.1. Функциональная схема импульсного преобразователя

Достоинства вторичных источников Достоинства вторичных источников питания с импульсной стабилизациейпитания с импульсной стабилизациейДостоинства вторичных источников Достоинства вторичных источников

питания с импульсной стабилизациейпитания с импульсной стабилизацией

Высокий коэффициент стабилизацииВысокий коэффициент стабилизации

Высокий КПДВысокий КПД

Малые габариты и массаМалые габариты и масса

Рис. 2.

Перед началом работы я решил сформулировать требования к своему

зарядному устройству.

•источник энергии – гальванические элементы и аккумуляторы типоразмера АА или ААА; •напряжение источника (В) - 0,8 – 2,5•напряжение на выходе (В) - 10;•ток на выходе, не менее(мА) - 100;•коэффициент полезного действия, не менее (%) - 80

Рис. 3.

Рис. 4. Схема простейшего импульсного преобразователя (вверху) и вид его платы (внизу).

  Тип транзисто

ра

Структура

Материал Сопротив-ление R1,

Ом

Iout, мА

КПД,%

1.   КТ315Б n-p-n Si 430 34 53

2.  КТ815А n-p-n Si 330 53 56

3.  ГТ404Б n-p-n Si 330 56 68

4.  ГТ403Б p-n-p Ge 270 70 69

5.  ГТ402 p-n-p Ge 300 68 67

Рис. 5. Результаты экспериментов с простейшим преобразователем.

Рис. 6. Схема двухтактного преобразователя напряжения.

Рис. 7. Внешний вид двухтактного генератора

  Тип транзистора

Структура Материал Iout, мА

КПД,%

1.   КТ315Б n-p-n Si 62 65

2. КТ815А n-p-n Si 115 69

3.  ГТ404Б n-p-n Ge 105 78

4.  ГТ403Б p-n-p Ge 126 82

5.  ГТ402 p-n-p Ge 108 81

Рис. 8. Результаты экспериментов с двухтактным преобразователем.

НаименованиеVвх.min, В

Vвых.max,

ВIвых., А

Частотапреобразования,

кГцКорпус

Ценаруб.

LM2621 0.65 14 1 до 2000 Mini SO8 160

L6920D 0,6 2...5,2 1 до 1000 TSSOP-8 140

SPV1040 0.3 5.2 1.8 100 TSSOP8 200

LT1304 1.5 25 0,1 300 SO8 420

MAX1771 2 16.5 2 300 PDIP8 250

MAX761CPA 1.7 16.5 0.15 300 PDIP8 260

ADP1111 2 45 0.4 72 DIP8 160

MC34063 3 40 1.5 100 SO8 27

AS1322 0.85 5 0.5 1200 TSOT23-6 180

ADP1612ARMZ-R7 1.8 20 1 1200 MSOP8 130

TPS61040 1.8 28 250 1000 SOT-23 100

Рис. 9. Номенклатура микросхем для импульсных повышающих dc/dc преобразователей.

Рис. 8. Схема преобразователя на микросхемеMAX1771 и внешний вид платы.

Выводы.

• Мною в ходе работы было испытано несколько схем преобразователей,

отличающихся по используемой компонентной базе. В качестве

активного элемента в них использовались германиевые и кремниевые

транзисторы, а также микросхема ШИМ преобразователя типа

MAX1771 и ключевой транзистор типа IRF510. Были проведены

испытания преобразователей с целью определения их КПД.

• Я выяснил, что достаточно высокий КПД имеют даже простые

преобразователи. Их стоимость составляет не более 100руб.

Наилучший КПД показал преобразователь с специализированной

микросхемой, но его стоимость составляла около 300руб.

Наименование Для какого устройства Источник энергии Цена, руб.

Зарядка от батарейки

Nokia 9500 Communicator

1хАА 679

"Portable Power" White Light LED

Flashlight + Emergency USB Charger with Cell Phone Adapters

Сотовые телефоны и коммуникаторы, выход 5В

 1хАА

 602

Charge-N-Go Apple iPhone 1хАА 385

ДЭН (донор энергии)

Сотовые телефоны и коммуникаторы, выход 5В

1хАА, 1xC, 1xD 500

XDA КПК 4хАА 450

«Rozetki.net» Выход 5В и 10В 2хАА, 2хААА 400

Рис. 9. Сравнительные характеристики моего зарядного устройства и промышленных устройств.