Пьезокерамический трансформатор

Если у вас возникла необходимость обеспечить питанием схему с очень малым потреблением, вы можете остановить свой выбор на инфракрасных оптронах, солнечных элементах, батарейках или маломощных трансформаторах, хотя последний вариант может оказаться несколько габаритным для поставленной задачи. В конечном итоге, за исключением солнечных элементов и батарей, все из них получают энергию из сети, поэтому, если требуемая мощность лежит в диапазоне от 0.1 до 0.3 мВт, может оказаться удобным использование пьезоэлектрического трансформатора. На рисунке ниже показана простая схема использования такого трансформатора.

схема пьезоэлектрического трансформатора

Два пьезокерамических звуковых излучателя приклеены друг к другу таким образом, чтобы механические колебания одного из них (первичного) передавались другому (вторичному).

Выходное переменное напряжение может быть использовано напрямую без дополнительных преобразований или же выпрямлено, чтобы обеспечить подачу постоянного питающего напряжения к схеме или использоваться в качестве источника постепенной подзарядки маленькой резервной батарейки.

Для практического изготовления потребуется два керамических звуковых излучателя с высокой собственной емкостью: излучатели с емкостью от 80 до 100 нФ широко доступны и обычно представляют из себя 50-миллиметровые диски. Два таких диска были обрезаны до 35 мм, чтобы сделать трансформатор более компактным и уменьшить паразитную емкость между первичным и вторичным дисками. Слой двустороннего скотча наложен на большую пластину каждого излучателя для обеспечения надежной электрической изоляции между первичным и вторичным дисками. Затем звуковые излучатели плотно прижимаются друг к другу и трансформатор готов к работе.

В Таблице 1 показаны значения, измеренные на выходе при различных сопротивлениях нагрузки. Переменное напряжение измерялось при нагрузке подключенной непосредственно к выводам трансформатора, как это показано на рисунке 2.
Постоянное напряжение измерялось на выходе двухполупериодного выпрямителя.

Таблица 1

Таблица 1

Измеренное постоянное напряжение справедливо для выпрямителя, выполненного на диодах Шоттки, но даже использование стандартных диодов типа 1N4004 приведет к уменьшению этой величины всего лишь на 6-8%.

Измерения проводились при работе трансформатора на открытом воздухе, без какого либо держателя, однако должная механическая компоновка схемы потребует, чтобы трансформатор был прочно закреплён за край диска. Это улучшит передачу энергии механических колебаний к вторичной цепи и приведет к дополнительному повышению выходного напряжения на 15-20%.

Необходимо соблюдать предельную осторожность во время тестирования и эксплуатации, поскольку устройство подключается напрямую к сети переменного тока . В некоторых странах необходимо будет использовать два входных резистора вместо одного, включив их последовательно с каждым проводом с целью уменьшения сквозных высоковольтных выбросов через паразитную емкость между первичным и вторичным дисками (около 180 пФ).

пьезокерамический трансформатор в разобранном виде

Данное устройство тестировалось на электрическую прочность путем снижения номинала входного резистора до 56 кОм: выходное напряжение при этом возросло на 55%, но сам трансформатор слегка разогрелся после нескольких часов работы. Поведение керамических звукоизлучателей на частоте сети переменного тока не документировано, поэтому использование такого трансформатора с входным резистором номиналом менее 100 кОм может быть рискованным.

Источник: RuSilicon.Net  Автор: Snaky

Смотрите новости тут stroyban.com

Оставить комментарий


Добавить изображение

Переходник для подключения к...

Как известно, возможности линии Vbus (+5 В) USB-порта по потребляемому [...]

Индикатор стереобаланса

Если в стереофоническом УМЗЧ установлены раздельные регуляторы громкости левого и [...]

Миллиомметр. Приставка к цифровому...

Этот миллиомметр изготовил Jaanus Kalde из Эстонии. Источником образцового тока [...]

Робот «Пилигрим» своими руками

Эта игрушка является модернизированным вариантом «пограничного» робота  и имеет более [...]

Похититель джоулей. Из 1,5...

Так что же это такое – «похититель джоулей»? Это небольшая схема, которая способна «зажечь», [...]

Изготовление перемычек из провода...

Многие радиолюбители при изготовлении своих конструкций используют провод МГТФ (Монтажный [...]

Настольный робот своими руками

Этот робот был спроектирован в 2011 году в Далласе в [...]

Изготовление печатных плат своими...

Технология изготовления печатных плат «лазерно-утюжным методом» очень популярна среди радиолюбителей, [...]

Однотактный УМЗЧ на полевых...

Однотактный УМЗЧ класса А на полевых транзисторах с каналом одного [...]

Выбор спутниковой антенны

Такие «тарелки» или точнее — антенны системы спутникового телевидения ныне [...]