Перетворювач напруги для напруження свічки
Передмова
Досить часто для моделістів представляє велику складність купівля двовольтового акумулятора для розжарювання свічки - як правило, через відсутність подібних акумуляторів у магазинах або їхню високу вартість. У той же час багато хто має під рукою звичайний автомобільний акумулятор або, наприклад, акумуляторну батарею від блоку безперебійного живлення для комп'ютера. Часто у разі свічка підключається через реостат, у якому падає більшість напруги акумулятора. При струмі свічки 3. 4 А і падінні напруги на реостаті близько 10 В виходить, що потужність, що розсіюється ним, становить 30. 40 Вт - це потужність звичайного паяльника радіоаматорів. Чи не забагато? Це, звичайно, простий спосіб розжарювання свічки, але вкрай неефективний - більша частина енергії акумулятора розсіюється марно. Але є й інший спосіб.
Пропонована до вашої уваги схема призначена для перетворення напруги 12-вольтового акумулятора в 1.5. 2 вольти, потрібні для розжарювання свічки калільного двигуна. Напруження можна регулювати в широких межах, тому схема застосовна для будь-яких типів свічок, як вітчизняних, так і імпортних. Вона повністю побудована на вітчизняних широко поширених деталях, недорога і легко повторювана. Цей перетворювач експлуатувався протягом двох сезонів (2000 і 2001 рік) і зарекомендував себе з найкращого боку - за весь цей час не відбулося жодної відмови.
Опис та принцип роботи
Принцип роботи перетворювача аналогічний принципу роботи регулятора ходу електродвигуна, який застосовує модельіст. На свічку із частотою близько 50 Гц подаються короткі імпульси амплітудою 12 вольт, тобто. повна напруга акумулятора; тривалість їх можерегулюватись. Спіраль же рахунок своєї теплової інерційності не встигає перегрітися за настільки короткий час докладання повної напруги акумулятора (тривалість імпульсів занадто мала) і не встигає остигати в паузі між імпульсами. У результаті виходить, що на свічці підтримується необхідне постійне напруження - вона працює як інтегратор, середня за часом імпульсна напруга, що подається на неї.
Небагато про споживання струму. Воно сильно залежить від напруги та ступеня заряду акумулятора, при цьому основний струм споживає свічка, а сам генератор – лише одиниці міліампер. Можливо, важливіше буде сказати, що при використанні з цим перетворювачем акумуляторної батареї напругою 12 В і ємністю 1 А * год 80% розряд досягався, як правило, до кінця другого дня польотів.
На жаль, схемі притаманний досить серйозний недолік - при зміні напруги акумулятора змінюється і напруження свічки, крім того, при підключенні стартера до того ж акумулятора напруження зменшується. Однак, як не дивно, це жодним чином не впливає на запуск двигуна при використанні автомобільного акумулятора. Цю загадку розгадати так і не вдалося. ось приклад. При тестуванні та експлуатації стартової панелі JP був виявлений такий самий ефект: увімкнули стартер - напруження впало - двигун заводиться з півоберта. Перевірялися ці схеми з двигунами МДС та OS MAX – результат один. Можливо, хтось зможе визначити причину такого дива. Мені здається, що вся справа знову-таки в тепловій інерційності свічки.
Проте простота і доступність перетворювача з лишком окупає цей недолік.
Коротко про принципову схему. На транзисторах VT1 та VT2 зібрано генератор імпульсів змінної тривалості, яка може регулюватисяпотенціометром R1. Резистори R2 і R3 призначені для підстроювання меж регулювання напруження свічки. Транзистор VT3 виконує роль передконечного каскаду, що посилює імпульси генератора, а VT4 - кінцевий каскад. Транзистор VT4 є шість транзисторів КТ819, включених паралельно.
Перетворювач зібраний на вітчизняній елементній базі. У ньому використані транзистори КТ315 (КТ342), КТ361 (КТ347), КТ817 та КТ819. Особливість схеми – використання шести транзисторів КТ819 у ключовому каскаді. Число їх підбиралося експериментально, виходячи з мінімізації падіння напруги на них та зниження нагріву транзисторів. В результаті вийшло, що падіння напруги на переході колектор-емітер склало менше 0.1 вольта, а нагрівання практично відсутнє. Це дозволило обійтися без радіатора для транзисторів і помістити перетворювач у пластмасовий корпус разом з акумулятором та амперметром, не особливо переймаючись вентиляцією. Однак можна обійтися і одним транзистором, поставивши його на радіатор площею не менше 150 см 2 , але це буде на шкоду надійності.
Складання та налаштування
Хоч як це смішно, схема, зібрана правильно і зі справних деталей, починає працювати відразу.
ПОПЕРЕДЖЕННЯ!При першому увімкненні перетворювачаНІ В ЯКОМУ ВИПАДКУне підключайте до нього свічку. Неналаштований перетворювач може видати на неї занадто велику напругу - спіраль перегорить у частки секунди.
Перше включення робимо з увімкненим замість свічки резистором номіналу близько 1 ком. Осцилограф перевіримо форму імпульсів на навантаженні і діапазон регулювання їх тривалості. При обертанні ручки потенціометра R1 тривалість повинна змінюватися приблизно від нуля приблизно до половини періоду повторення імпульсів. Якщо все гаразд, підключаємозамість резистора шматок ніхромового дроту діаметром не менше 0.5 мм та опором 0.5 Ом. Можна використовувати і довгий шматок мідного дроту з таким самим опором. Перевіряємо роботу перетворювача під навантаженням - опір її близько до опору розпеченої до червоної спіралі свічки. Після такої перевірки можна підключати свічку, попередньо встановивши R1 положення, відповідне відсутності імпульсів на навантаженні. Підключивши свічку, поступово обертаємо двигун R1, спостерігаємо за зміною яскравості свічення спіралі. Чи працює? Чудово. Залишилося підкоригувати межі зміни напруження резисторами R2 і R3, і перетворювач готовий. Можна помістити його в окремий корпус або вбудувати в стартовий ящик - як забажаєте.