Государственное бюджетное образовательное учреждение города Москвы специальная (коррекционная) общеобразовательная школа-интернат II вида 22 ЦОУО ДО. XVI конференция молодых учёных «Шаг в будущее, Москва» Реабилитационные технологии. Москва, 2013г. Автор: Зуев Илья, ученик 10 классаРуководитель: Сицукова М.В., учитель 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 питания с импульсной стабилизацией Высокий коэффициент стабилизации Высокий КПД Малые 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 СтруктураМатериал Сопротив- ление R1, Ом Iout, мА КПД, % 1. КТ315Бn-p-nSi КТ815Аn-p-nSi ГТ404Бn-p-nSi ГТ403Бp-n-pGe ГТ402p-n-pGe Рис. 5. Результаты экспериментов с простейшим преобразователем.

Рис. 6. Схема двухтактного преобразователя напряжения.

Рис. 7. Внешний вид двухтактного генератора

Тип транзистора СтруктураМатериал Iout, мА КПД, % 1. КТ315Бn-p-nSi КТ815Аn-p-nSi ГТ404Бn-p-nGe ГТ403Бp-n-pGe ГТ402p-n-pGe10881 Рис. 8. Результаты экспериментов с двухтактным преобразователем.

Наименование Vвх. min, В Vвых. max, В Iвых., А Частота преобразования, кГц Корпус Цена руб. LM до 2000Mini SO8 160 L6920D0,62...5,21до 1000TSSOP SPV TSSOP8 200 LT ,1300SO8 420 MAX PDIP8 250 MAX761CPA PDIP8 260 ADP DIP8 160 MC SO8 27 AS TSOT ADP1612ARMZ-R MSOP8 130 TPS SOT 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.

НаименованиеДля какого устройстваИсточник энергииЦена, руб. Зарядка от батарейкиNokia 9500 Communicator 1хАА679 "Portable Power" White Light LED Flashlight + Emergency USB Charger with Cell Phone Adapters Сотовые телефоны и коммуникаторы, выход 5В 1хАА 602 Charge-N-GoApple iPhone1хАА385 ДЭН (донор энергии) Сотовые телефоны и коммуникаторы, выход 5В 1хАА, 1xC, 1xD500 XDA КПК4хАА450 «Rozetki.net»Выход 5В и 10В2хАА, 2хААА400 Рис. 9. Сравнительные характеристики моего зарядного устройства и промышленных устройств.