|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Пристрій захисту інверторного перетворювача. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори Останнім часом широкого поширення набули інверторні перетворювачі постійної напруги 12 В змінне 230 В з трирівневою ступінчастою апроксимацією напівхвиль синусоїдальної напруги. Їх використовують в основному для резервного живлення побутової апаратури, у тому числі критичної до форми напруги живлення. На жаль, досить часто виробник з метою здешевлення конструкції використовує схемні рішення, що завдають шкоди якщо не обладнанню, що підключається, то самому інвертору. Одна з найпоширеніших і, головне, недокументованих особливостей інверторів - неможливість їх тривалого використання в режимі суміщеної роботи на навантаження та заряджання акумуляторної батареї. Тобто мається на увазі, що за наявності напруги мережі навантаження має бути відключено від інвертора, і він може працювати як зарядний пристрій, а відсутність напруги мережі слід вручну підключити навантаження і відключити шнур живлення від мережі, щоб виключити перехід у суміщений режим при відновленні мережної напруги . В принципі, така реалізація нормальна для пристроїв, що використовуються в польових умовах, де можливість суміщеного режиму практично виключена. Але якщо передбачається використовувати інвертор як автоматичне джерело резервного живлення, це стає ризикованим. Автору на практиці довелося зіткнутися з типовою несправністю інверторів різної потужності, що виникла з цієї причини. Для запобігання подібним виходам з ладу пропонується використовувати простий зовнішній пристрій. Воно призначене для роботи зі свинцево-кислотними автомобільними акумуляторними батареями та забезпечує захист інвертора від переходу в суміщений режим та необхідну комутацію силових ланцюгів, контроль напруги на акумуляторній батареї та керування включенням зарядного пристрою інвертора, а також захист батареї від глибокої розрядки. Функціонально пристрій складається з двох вузлів: один з них (його схема показана на рис. 1) служить для контролю напруги акумуляторної батареї, другий (рис. 2) - для контролю напруги мережі та комутації (нумерація наскрізна елементів). Розглянемо принцип дії першого вузла. Його основа – компаратор на ОУ К140УД1А, зібраний за класичною схемою. Джерелом зразкової напруги є стабілітрон VD1. При зниженні напруги живлення до порогового значення, встановленого резистором підстроювальної R2, компаратор перемикається в стан високого вихідного рівня. Через деякий час, що визначається постійного часу ланцюга R10C3 і напругою пробою стабілітрона VD3, відкривається транзистор VT1 і спрацьовує реле K1. Затримка його увімкнення рекомендується для безпечної комутації режимів та завершення всіх перехідних процесів. Світлодіод HL1 (червоного кольору свічення) індикує стан компаратора (включається, коли на виході останнього з'являється високий рівень). Величину гістерези перемикання встановлюють зміною опору підстроювального резистора R8.
За наявності напруги мережі вузол контролює напругу акумуляторної батареї та керує зарядним пристроєм інвертора. Нижній поріг увімкнення зарядного пристрою - 12,2 В при відключеному навантаженні батареї, верхній поріг відключення - 13,8 В [1-5]. У відсутність напруги мережі вузол захищає батарею від глибокої розрядки і переводить інвертор у вимкнений стан при напрузі 11,3 і роботі під навантаженням [1, 3, 6, 7]. Необхідна корекція нижнього порогу забезпечується зміною опору нижнього плеча дільника R1-R3 за допомогою елементів VT2, R18 вузла контролю напруги мережі та комутації. Цей вузол (рис. 2) містить понижувальний трансформатор Т1, чотири електронні ключі на транзисторах VT2-VT5 і три реле K2-K4. У відсутності напруги мережі реле K2, K3 знеструмлені, їх контакти знаходяться в положенні, показаному на схемі, підключення навантаження до виходу перетворювача U1. При цьому транзистор VT3 закритий, а VT5, навпаки, відкритий (напруга зміщення на його базу надходить з акумуляторної батареї), тому реле K4 включено, його контакти K4.1 спільно з нормально замкнутими K1.2 забезпечують включення перетворювача. Транзистор VT2 також закритий і впливу поріг перемикання компаратора не надає. Якщо напруга акумуляторної батареї знизиться до 11,3, то щоб уникнути глибокої розрядки відбудеться перемикання компаратора, транзистор VT1 відкриється, в результаті чого спрацює реле K1 і його контакти К1.2 розімкнуться, вимкнувши інвертор U1. Контакти К1.1 при цьому замкнуться, але через відсутність напруги мережі це не викличе жодних наслідків. При відновленні вхідної напруги та нормальної напруги акумулятора спрацьовують реле K2, K3 і навантаження перемикається на живлення від мережі. Транзистори VT3, VT5 змінюють свій стан на зворотний, реле K4 знеструмлюється та вимикає інвертор. Одночасно відкривається транзистор VT2, резистор R18 підключається паралельно R3 (див. рис. 1), що забезпечує корекцію нижнього порога до 12,2 В. Якщо напруга батареї вище цього значення, нічого більше не відбудеться, а якщо нижче, то перемикання компаратора викличе спрацювання реле K1 і включення режиму зарядки батареї контактами, що замкнулися K1.1. Закриття транзистора VT3 в момент зникнення напруги мережі супроводжується короткочасним відкриванням транзистора VT4 (на час зарядки конденсатора C5 через його емітерний перехід і резистори R16, R19). Відкритий транзистор шунтує стабілітрон VD1, компаратор перетворюється на стан з низьким рівнем вихідної напруги незалежно від напруги батареї, і відбувається примусове включення перетворювача. Це є необхідним, оскільки в момент зникнення напруги мережі пристрій може перебувати в режимі зарядки, напруга батареї буде явно вище за поріг перемикання компаратора і знадобиться його скидання у вихідний стан. Подальша робота пристрою залежить від рівня заряджання батареї відповідно до описаного принципу роботи. Діод VD8 служить для швидкого розряджання конденсатора C5 при відновленні напруги мережі. Світлодіод HL2 (зеленого кольору світіння) – індикатор наявності напруги мережі. По світінню світлодіодів HL1 та HL2 можна судити про режим роботи пристрою та інвертора. Так, якщо світиться HL1, то це означає, що напруга в мережі відсутня, інвертор вимкнений, а напруга батареї нижче 11,3 В. Світіння світлодіода HL2 свідчить про наявність напруги мережі та повну зарядку батареї. Нарешті, одночасне світіння обох індикаторів говорить про те, що напруга в мережі є і заряджається акумуляторна батарея. У пристрої застосовні малогабаритні постійні резистори будь-якого типу, зазначеної на схемах потужності розсіювання. Підстроювальні резистори - бажано багатооборотні (з черв'ячним приводом двигуна). Полярні конденсатори - оксидні К50-83, К50-16 близької ємності або аналогічні імпортні, C2 - будь-який керамічний компактний, наприклад, К10-73-1б, К10-17в. Замість К140УД1А як компаратор можуть бути застосовані інші ОУ серії К(Р)140УД1 або будь-якої ОУ з аналогічними параметрами, допустимою напругою живлення 12 ± 5% і відповідними ланцюгами корекції. Транзистори VT2-VT4 замінені будь-якими аналогами з параметрами не гірше, ніж у застосованих автором (наприклад, вітчизняними серією КТ3102 або імпортними BC547 з будь-яким буквеним індексом). Замість КТ972А можна встановити інші транзистори цієї серії або застосувати складові транзистори зі з'єднаних відповідним чином звичайних малопотужного та потужного транзисторів (наприклад, серій КТ315 та КТ817). Стабілітрон VD1 - з напругою стабілізації 5...6 при струмі стабілізації 5 мА, VD2 - 11 В, з можливо меншим мінімальним струмом і максимальним струмом стабілізації не менше 12 мА, VD3 - 3...3,6 В. Замість КС211Ж (VD2) можна застосувати КС211Е або будь-який з КС211Г, КС211Д (у другому випадку R9 слід замінити резистором опором 160 Ом та потужністю розсіювання 0,25 Вт). Реле K1-K4-OMRON G2RL112DC або аналогічні для друкованого монтажу з номінальною напругою обмотки 12 В, розраховані на комутацію напруги 240 В при струмі не менше 5 А (від допустимого струму залежить максимальна потужність навантаження). Трансформатор Т1 - знижуючий з вторинною обмоткою 2x9 при струмі від 100 мА. Світлодіоди HL1 та HL2 - відповідно АЛ307БМ та АЛ307ВМ, АЛ307ГМ або надяскраві, наприклад, CREE C503-GC (HL1) та C503-RC (HL2). Пристрій зібрано в пластмасовому корпусі виконання IP65 або IP67 із внутрішніми розмірами 110x110x82 мм. Розташування плат та виносних елементів усередині корпусу показано на рис. 3. Контакти реле К1.2, К4.1 включають розрив проводу вимикача живлення інвертора. При монтажі силових ланцюгів необхідно дотримуватись правил електробезпеки.
Налагодження полягає в установці порогів перемикання компаратора за допомогою резисторів підлаштування R2 і R8, а також при можливому підборі резистора R18. Під час налагодження компаратора рекомендується живити від зовнішнього регульованого джерела. З'єднавши перемичкою висновки колектора та емітера транзистора VT2, спочатку за допомогою резистора R2 встановлюють нижній поріг 12,2, потім за допомогою R8 - верхній 13,8 В. Шляхом послідовних наближень домагаються чіткого спрацювання компаратора при зазначених значеннях напруги. Після цього, прибравши перемичку з висновків VT2, перевіряють зміщення нижнього порога рівня 11,3 В. При необхідності підбирають резистор R18, тимчасово замінивши його підстроювальним резистором опором 6,8...10 кОм. У цьому налагодження можна вважати закінченим. література
Автор: Д. Панкратьєв
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Неситі очі спокушають шлунок ▪ Аналого-цифровий перетворювач ADS5500 ▪ Сонні корови дають снодійне молоко
▪ розділ сайту Аудіо та відеоспостереження. Добірка статей ▪ стаття Історія економіки. Шпаргалка ▪ стаття Як етикет наказує вести себе французу, якщо його співрозмовник чхнув? Детальна відповідь ▪ стаття Розпилювач м'ясопродуктів. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Чорний матовий лак. Прості рецепти та поради ▪ стаття Зупини пульс! Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page