Преобразователь 12/220 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

Взяться за создание преобразователя напряжения (ПН) заставили меня наши сельские электросети. Просмотрел имеющуюся литературу, перепробовал несколько вариантов, остановился на схеме, приведенной в [1].

В преобразователе (рис.1) зарядное устройство (ЗУ) для аккумуляторов можно выполнить по любой схеме, например описанной в [2] - все зависит от возможностей радиолюбителя. Главное - чтобы ЗУ работало в автоматическом режиме и не допускало перезаряда аккумуляторов. Желательно иметь стабилизатор напряжения (СН). Нужно также аварийное устройство защиты УЗ [3], которое при выходе сетевого напряжения (Uс) за пределы нормы отключает нагрузку и включает преобразователь напряжения. Реле К1 - на номинальное напряжение 220 В, его контакты должны коммутировать ток 2...10 А.

(нажмите для увеличения)

Преобразователь напряжения (рис.2) подключен к аккумулятору (6СТ-55, 6СТ-132) через доработанный однофазный автомат SA1. В нем снята тепловая защита из-за довольно большого сопротивления ее узла. Можно использовать для коммутации автомобильное реле (12 В, 30 А) с предохранителем.

(нажмите для увеличения)

Если включить обмотку реле через диод (рис.3), получится защита от переполюсовки. Сечение проводов между аккумулятором и ПН, в самом ПН между коллекторами VT1, VT2 и Т1 должно быть не менее 9 кв.мм.

Плата управления (ПУ) взята из [1], но с некоторой доработкой. Схема платы показана на рис.4. В прототипе наблюдался эффект автоколебаний под нагрузкой. Если Ua падает ниже 10,5 В - ПН отключается. Далее без нагрузки Uа возрастает, ПН опять включается и снова отключается. Для устранения таких автоколебаний я поставил "защелку" на DD2.2 и VT5, которая обеспечивает отключение питания задающего генератора (ЗГ). Чтобы выходные транзисторы переключались без сквозных токов, ввел паузу между выходными импульсами с помощью цепочек R6-C6 и R7-C7. Транзисторы VT1 и VT2 обеспечивают защиту выходных транзисторов от пробоя при перегрузке (коротком замыкании) выхода. Триггеры Шмитта DD1.3, DD1.4 DD1.5, DD1.6 формируют прямоугольные импульсы, DD2.1 обеспечивает одинаковую их длительность для обоих плеч преобразователя. Пары транзисторов VT6, VT8 и VT7, VT9 - усилители тока для выходных транзисторов (VT1 и VT2 на рис.2).

(нажмите для увеличения)

Импульсы частотой 50 Гц поступают на базы этих транзисторов, которые попеременно подключают первичную обмотку Т1 к аккумулятору. Импульсы обратного тока через возвратные диоды VD6 и VD7 "сбрасываются" в конденсатор С1, который должен быть как можно большей емкости. Его можно собрать в виде блока из 10.. .25 конденсаторов емкостью 4700 мкФ с рабочим напряжением 16...25 В.

На выходе Т1 - переменное напряжение прямоугольной формы. Амплитудное значение прямоугольного напряжения по величине находится между амплитудным и средним значением синусоидального напряжения, поэтому обычный вольтметр покажет большее напряжение. А так как почти все нагрузки включаются через диодный мост с фильтрующим конденсатором, реальное напряжение измеряет вольтметр, выполненный по этой же схеме (рис.5). Коэффициент трансформации (Ктр) силового трансформатора Т1 (рис.2) - 21...22. Он зависит от Uкэ_нас силовых транзисторов VT1 и VT2 и падения напряжения на эмиттерных резисторах R6 и R7. Теоретически его вычислить не удалось, в литературе тоже ничего подходящего не нашел. Я его подобрал экспериментально после неоднократной перемотки трансформатора. Диаметр провода обмоток - чем больше, тем лучше. Лишь бы "окно" трансформатора позволяло, поэтому П-образный сердечник трансформатора удобней - в нем больше места на обмотки. Нагрев трансформатора в схеме преобразователя должен быть минимальным - это потери напряжения.

Для Ш-образного сердечника сечением 3,5 кв.см, первичные обмотки Iа и Iб - по 20 витков плоского провода 4,5х2 (9 кв.мм). Вторичная (сетевая) обмотка содержит 460 витков провода 0 1,0 мм с тремя отводами через 20 витков. Ктр получается равным 20, 21, 22, 23, но лучше сделать 6 отводов через 10 витков. Старый трансформатор перематывать опасно - легко повреждается изоляция провода, поэтому первичную обмотку при переделке можно наматывать поверх вторичной.

В качестве силовых можно использовать биполярные или полевые транзисторы, включив их блоками по несколько штук (рис.6) - в зависимости от необходимого тока первичной обмотки. Для схемы на биполярных транзисторах (рис.6а) Imax=160...200 А, и подбор транзисторов можно не производить. Недостаток схемы - большое падение напряжения на транзисторах, поэтому их нужно устанавливать на радиатор (Ктр=22). В схеме рис.6б используется несколько полевых транзисторов. Преимущества этой схемы - малое падение напряжения на транзисторах и очень малые потери мощности на управление (Ктр=21).

Для аварийного освещения лучше взять автомобильные лампочки и провести отдельную проводку. В схеме ПН предусмотрены два варианта. Первый - перемычка между клеммами 1 и 2 (рис.2), свет включается выключателем S1. Второй (перемычка между клеммами 2 и 3) - при выключении основного освещения сразу же включается аварийное.

При эксплуатации предлагаемого ПН превращать прямоугольное напряжение в синусоидальное я не пытался, поскольку основные нагрузки у меня были с импульсными модулями питания. А маломощные проверил. Они нормально работают, и трансформаторы не греются, только начинают "стучать". Основные потребители -. телевизор и видеомагнитофон - пришлось дорабатывать. В телевизоре петлю размагничивания включил через выключатель, а вместо штатного токоограничительного резистора поставил в МП терморезистор (ТР10-430-0,8). В видеомагнитофоне также поставил терморезистор (ТР10-1200-0,4) [4]. Особенность данных терморезисторов - большое сопротивление (первое число в маркировке - сопротивление, второе - ток) в холодном состоянии. При протекании тока они нагреваются, и сопротивление уменьшается (единицы ом). Это устраняет броски тока при зарядке конденсаторов и позволяет поставить предохранители на меньший ток. А самое главное - преобразователь "вытягивает" подключение холодного телевизора. Если телевизор без доработки хотя бы на несколько секунд отключался, включить его при работе от ПН было невозможно.

Суммарная мощность нагрузки ПН -примерно 200 Вт. Напряжение аккумулятора равно 10,5...13,8 В. Напряжение на выходе ПН составляет 180...242 В. Для дальнейшего улучшения схемы желательно поставить стабилизатор напряжения.

Литература

1. Радио,1996, №12, c.48.
2. РадioАматор, 1997, №5, c.17.
3. ЗАС-0.5-01-2Н.
4. Радио,1996, №1, c.61.
5. Радиолюбитель, 1997, №8, c.25.

Автор: П.Брянцев, с.Ивановка, Тюменской обл.; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Снижение негативного воздействия телевидения на мозг 15.01.2024 Невролог из Методистской больницы Хьюстона, Рэндалл Райт, поделился методами снижения негативного воздействия телевидения на мозг. Врач подчеркивает, что мозг активно реагирует на окружающую среду, и долгосрочное сидение перед телевизором может создавать неблагоприятные условия для его работы. Предложены практические рекомендации, направленные на уменьшение негативных последствий, включая прогулки перед просмотром и контроль времени. Райт сравнивает удовольствие от просмотра ТВ с азартными играми, отмечая, что это может вызывать отрицательные изменения. Он предлагает методы контроля времени, такие как установка будильника, чтобы не утратить чувство реальности во время просмотра. Недавние исследования также подчеркивают, что физические упражнения способствуют нейрогенезу - образованию новых клеток и связей в мозге. По результатам недавних исследований, длительное пребывание перед телевизором более 6 часов может вызвать депрессию из-за ограниченного общения с окружающими. Поддерживать баланс важно. Часто мужчины смотрят футбольные матчи в компании друзей, употребляя вредные закуски. Рекомендация - сделать здоровый выбор, включая в рацион фрукты, овощи, хумус и соевые бобы. Ученый призывает к балансу между временем, проведенным перед экраном, и физической активностью, подчеркивая, что чрезмерный просмотр ТВ без социальной активности может привести к депрессии. Райт советует сделать здоровый выбор в пользу физической активности и правильного питания, особенно при длительном просмотре с друзьями. Предложенные Рэндаллом Райтом методы могут помочь снизить вредное воздействие телевидения на мозг, подчеркивая важность заботы о нервной системе для общего благополучия.

Другие интересные новости:

▪ Контроллеры ИП с несколькими выходными напряжениями для ЖКИ мониторов

▪ Комплект разработки интерфейса камеры

▪ GPS поможет слепым

▪ Безошибочные осциллирующие катализаторы

▪ Лекарства из дрожжей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта И тут появился изобретатель (ТРИЗ). Подборка статей

▪ статья Когда еще я не пил слез из чаши бытия. Крылатое выражение

▪ статья Где находится озеро, которое каждый год на время скрывает под водой целый парк? Подробный ответ

▪ статья Пропаганда передового опыта в охране труда

▪ статья Питание лампы дневного света постоянным током. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волшебный огурец. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025