Напівмостовий інвертор в зарядному пристрої. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори

 Коментарі до статті

Розробка імпульсних пристроїв живлення на основі інверторів дозволяє створювати недорогі зарядні пристрої з невеликою вагою і габаритами. Двотактні імпульсні перетворювачі критичні до несиметричного намагнічування магнітопроводу та виникнення наскрізних струмів. У напівмостовому інверторі з трансформатором, що насичується, відсутня постійна складова струму первинної обмотки, а напруга на закритих транзисторах не перевищує напруги мережі.

У схемі інвертора відбувається потрійне перетворення:

• випрямлення напруги мережі, тобто. отримання постійної високої напруги;
• перетворення постійної високої напруги на імпульсне
• високочастотне та його трансформація в низьковольтне;
• перетворення високочастотного напруги на постійне низьковольтне, тобто. його випрямлення та стабілізація.

Пропонований пристрій (рис.1) призначений для заряджання автомобільних та інших потужних акумуляторів.

(Натисніть для збільшення)

Генератор прямокутних імпульсів виконаний на аналоговому інтегральному таймері DA1 серії 555 Внутрішня структура таймера містить два компаратора, входи яких з'єднані з висновками 2 і 6, RS-тригер з входом (висновком 4) скидання в нульовий стан, вихідний підсилювач для підвищення на з колектором, підключеним до виведення 7, вхід керування (виведення 5 від дільника напруги живлення).

Для роботи мікросхеми в режимі автогенератора входи 2 та 6 внутрішніх компараторів DA1 з'єднані разом. Заряд зовнішнього конденсатора С1 продовжується при підвищенні напруги на ньому до рівня 2/3 Uпит, а високий рівень на виході 3 DA1 змінюється при цьому низьким.

При падінні напруги на конденсаторі С1 рівня 1/3 Uпит за рахунок розряду через внутрішній транзистор мікросхеми на виході 3 DA1 знову встановлюється високий рівень.

Процеси заряду і розряду конденсатора С1, що час задає, відбуваються циклічно. Заряд С1 відбувається через діод VD1, R2 і включену (ліву за схемою) частину змінного резистора R1, розряд через VD2, R2, R4 і праву частину R1. Така схема дозволяє за допомогою R1 регулювати шпаруватість імпульсів (відношення тривалості до періоду). Частота генератора у своїй залишається постійної, а змінюється ширина (тривалість) імпульсів. За рахунок цього встановлюється необхідна вихідна напруга на клемах. ХТ1, ХТ2. Світлодіодний індикатор HL1 дає змогу візуально контролювати наявність високого рівня на виході 3 DA1.

Імпульс позитивної полярності з 3 виходу DA1 через обмежувальний резистор R4 надходить на базу транзистора VT1 і відкриває його. В результаті транзистори VT2 і VT3 перемикаються в протилежні стани провідності (VT2закривається, а VT3 відкривається). Після закінчення імпульсу та зміні високого рівня на виведенні 3 DA1 на нульовий VT1закривається, відповідно, закривається VT3 і відкривається VT2.

У точці з'єднання емітера VT2 та колектора VT3 (на первинній обмотці імпульсного трансформатора Т1) формується прямокутний імпульс.

Резистори R11, R12 і форсують конденсатори С4, С5 в базових ланцюгах транзисторів VT2, VT3 знижують наскрізний струм і виводять транзистори з насичення в момент перемикання, зменшуючи втрати в ланцюгах управління та нагрівання транзисторів. Для відкривання транзистора VT1 з деякою затримкою та швидкого закривання, що позитивно позначається на перемиканні вихідних транзисторів, транзистор розрядний таймера (висновок 7) DA1 підключений до бази VT1.

Демпфують діоди VD5, VD6, включені паралельно транзисторам VT2, VT3, захищають їх від імпульсів зворотної напруги. У деяких транзисторах вони вже встановлені у корпусі, але у паспортних даних це не завжди відображено. Під час закритого стану ключів енергія, накопичена у трансформаторі Т1, передається у навантаження і через демпферні діоди частково повертається до джерела живлення.

Роздільний конденсатор С8 усуває протікання через первинну обмотку трансформатора Т1 постійної складової струму за різних характеристик транзисторів VT2, VT3 і конденсаторів фільтра С9, С10. Демпферний ланцюжок С7-R16 усуває викиди зворотної напруги, що виникають у момент перемикання струму в обмотках Т1. Дросель L1 зменшує динамічні втрати в комутують транзисторах, звужуючи спектр коливань, що генеруються. Конденсатори фільтра С9, С10 з резисторами R18, R19, що вирівнюють, створюють штучну середню точку для трансформатора інвертора.

Живлення генератора імпульсів виконано за безтрансформаторною схемою через параметричний стабілізатор R6-R10-VD3.

Мережева напруга проходить через фільтр С12-Т2-С11. Обмеження струму заряду конденсаторів фільтра С9 С10 при включенні пристрою виробляє термістор RT1. Його високий опір у "холодному" стані переходить у низький у міру розігріву струмами заряду конденсаторів фільтра. Варистор RU1 шунтує викиди напруги, що надходять під час роботи перетворювача в мережу.

Високочастотні діоди VD7, VD8 випрямляють напругу з вторинної обмотки Т1, і на конденсаторі фільтра С6 виходить постійна напруга, що надходить у навантаження через амперметр РА1 з внутрішнім шунтом на 10 А. За допомогою світлодіода HL2 здійснюється візуальний контроль наявності. Захист інвертора від короткого замикання виконано на запобіжнику FU1. Акумулятор, що заряджається, підключається до клем ХТ1 і ХТ2 у відповідній полярності проводом перерізом 2...4 мм2.

Для підтримки заданої вихідної напруги у схему введено ланцюг зворотного зв'язку. Напруга з дільника R14-R15, пропорційна вихідному, через обмежувальний резистор R13 надходить на світлодіод оптрона VU1. Стабілітрон VD4 обмежує перевищення напруги на світлодіоді. Фототранзистор оптрона підключений до входу керування (виведення 5) таймера DA1.

При збільшенні вихідної напруги, наприклад, через зростання опору навантаження, збільшується струм через світлодіод VU1, фототранзистор оптрона сильніше відкривається і шунтує вхід управління таймера. Напруга на вході верхнього компаратора DA1 падає, він перемикає внутрішній тригер при меншому напрузі на конденсаторі С1, тобто. Тривалість імпульсу DA1 зменшується. Відповідно знижується вихідна напруга, і навпаки. Температурну залежність вихідної напруги пристрою можна компенсувати, замінивши R15 терморезистором і закріпивши через прокладку на радіаторі транзисторів.

Деталі та конструкція. Високочастотний трансформатор Т1 типу ЕRL-35R320 або АР-450-1Т1 застосований без переробки комп'ютерного блоку живлення АТ/АТХ. Приблизна кількість витків первинної обмотки - 38...46, провід 0,8 мм. Вторинна обмотка має 2x7,5 витків і виконана джгутом 4x0,31 мм. Дросель L1 використовується від фільтра вторинної напруги блока живлення комп'ютера. Сердечник – феритовий, розмірами 10x26x10 мм. Число витків - 15...25, провід 0,6...0,8 мм. Дросель Т2 -двохмоточний, типу 15-Е000-0148 або фільтр НР1-Р16 на струм 1,6 А (індуктивність - 2x6 мГн).

Як таймер DA1 можна використовувати вітчизняну мікросхему КР1006ВІ1 або імпортні мікросхеми-аналоги, основні параметри яких наведені в табл.1. Для заміни силових транзисторів VT2 VT3 підійдуть типи, зазначені в табл.2.

Елементи пристрою розміщені на двох друкованих платах, креслення яких представлені на рис.2 та 3.

Транзистори VT2, VT3 необхідно встановити на радіатор через прокладки та ізольовані шпильки. Зібрані друковані плати монтуються у відповідному корпусі на стійках, амперметр встановлюється у вирізаному отворі, поруч приклеюються світлодіоди HL1, HL2 та закріплюються регулятор струму R1, вимикач SA1 та запобіжники FU1, FU2.

Перед першим увімкненням пристрою замість мережного запобіжника підключається лампочка від холодильника (220 Вх15 Вт), а замість навантаження - автомобільна лампочка (12 Вх55 Вт). Слабке напруження лампочки холодильника вказує на робочий стан схеми. Через кілька секунд роботи після відключення від мережі перевіряється нагрівання транзисторів. Якщо температура нормальна, резистором R14 при середньому положенні двигуна R1 встановлюється вихідна напруга (під навантаженням) 13,8 В. При повороті двигуна R1 яскравість автомобільної лампочки повинна змінюватися.

При недостатньому охолодженні транзисторів та діодів випрямляча на корпусі зарядного пристрою додатково встановлюється вентилятор. Але краще використовувати корпус від застарілого блоку живлення комп'ютера зі штатним вентилятором.

Автори: В.Коновалов, Є.Цуркан, А.Вантєєв, Творча лабораторія "Автоматика та телемеханіка", м.Іркутськ

Дивіться інші статті розділу Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Мобільний принтер DEll Wasabi PZ310 25.03.2009 Компанія Dell, яка незабаром планує вийти на ринок смартфонів, повідомила про випуск мобільного принтера Wasabi PZ310 для миттєвого друку цифрових фотографій. Новинка має розміри 122,5x75x24,2 мм при масі 225 г та містить акумулятор ємністю 450 мАг. Пристрій оснащується інтерфейсами USB та Bluetooth 2.0 та здатний друкувати кольорові зображення розміром 50x76,2 мм за 1 хвилину. Принтер Dell Wasabi PZ310 надійде у продаж за ціною $149.

Інші цікаві новини:

▪ Скульптури з дна Рони

▪ Золото з латексу

▪ Окуляри з масажем

▪ Мікросхеми Toshiba TC3567CFSG і TC3567DFSG для пристроїв, що носяться.

▪ Надекзотична електронна рідина

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Електрика для початківців. Добірка статей

▪ стаття Містер Ікс. Крилатий вислів

▪ стаття Хто такий лінивець? Детальна відповідь

▪ стаття Заточник ножів. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Сполучні шнури. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Організація та експлуатація електроустановок. Обов'язки, відповідальність споживачів виконання Правил. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024