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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Дрон - гелиевый шарик 20.11.2021 Несмотря на удобство использования, дроны-мультикоптеры издают довольно сильный шум в процессе работы, потребляют много энергии, и к тому же, они потенциально опасны из-за вращающихся лопастей. Альтернативу представила японская компания NTT Docomo, выпустив похожий на воздушный шар беспилотник, который передвигается чрезвычайно тихо. Классические дроны с вращающимися лопастями представляют некоторую угрозу людям, животным и даже другим дронам. Многие из них используют сенсоры и сложные алгоритмы обхода препятствий, некоторые производители создают специальные кожухи для защиты от последствий столкновений и другие решения, позволяющие сохранить функциональность даже после инцидента. У Docomo идея намного проще - избавиться от лопастей полностью. Новый беспилотник, по сути, представляет собой шар, наполненный гелием. Расположенная снизу камера позволяет снимать фото и видео, а еще беспилотник имеет разноцветную LED-подсветку, которую можно включать по мере необходимости. Главным преимуществом новинки является то, что она практически не издает в полете звуков. Кроме того, отсутствие необходимости постоянно поддерживать устройство в воздухе благодаря использованию в конструкции надувного шара, что обеспечивает длительное время автономного полета. Эксклюзивная составляющая беспилотника Docomo - его двигательная система. На легком каркасе крепятся миниатюрные ультразвуковые модули, генерирующие микровибрации воздуха - они позволяют беспилотнику перемещаться в любом направлении. Дроны в виде воздушных шаров используются уже довольно давно, но некоторые из них все еще применяют пропеллеры, а другие представляют собой гибриды шаров и воздушных змеев, предназначенные для работы на больших высотах. В Docomo заявляют, что их решение отлично подойдет для использования во время любых мероприятий, в помещениях или вне их (можно предположить, что погода для этого должна быть близка к идеально безветренной).

Другие интересные новости:

▪ Жидкий азот поможет развитию космического туризма

▪ Печень вынули, починили, вставили обратно

▪ Автоматическое ограничение скорости электросамокатов на тротуарах

▪ 27-дюймовый монитор ASUS VA278Q c разрешением 2560х1440 пикселей

▪ Создан одномерный благородный газ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Медицина. Подборка статей

▪ статья Ученые степени Микки-Мауса. Крылатое выражение

▪ статья Где находится самый большой христианский храм? Подробный ответ

▪ статья Веб-дизайнер отдела интернет-маркетинга. Должностная инструкция

▪ статья Летний душ с солнечным коллектором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой генератор РЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025