Инвертор на гибридном тиристоре, 180-230/12-24 вольта 20 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

Инверторы на основе тиристорных преобразователей ранее разрабатывались для формирования высокого напряжения на кинескопе в телевизорах отечественной промышленности. Небольшая частота преобразования, простота схемы, отсутствие высоковольтных оксидных конденсаторов большой емкости и т.п. позволяют использовать такие схемы с небольшими изменениями в источниках питания.

Наличие в продаже мощных высоковольтных тиристоров дает возможность разработать компактный источник питания с низкими потерями энергии. Такой источник подойдет для питания радиоаппаратуры, энергосберегающих ламп, зарядки аккумуляторов автомобилей и питания электродвигателей постоянного тока. Недостатком подобных устройств является повышенный по сравнению с транзисторными инверторами уровень импульсных помех. Но они, в принципе, устраняются несложными сетевыми и выходными фильтрами.

Основными функциональными частями схемы (рис.1) являются:

• помехоподавляющие входные фильтры;
• сетевой выпрямитель;
• тактовый генератор;
• предварительный усилитель тактового сигнала;
• тиристорный ключ инвертора;
• выпрямитель выходного напряжения;
• цепи стабилизации выходного напряжения;
• фильтр выходных помех;
• индикаторы работы инвертора.

(нажмите для увеличения)

В схеме происходит тройное преобразование напряжения: переменное напряжение электросети после выпрямления преобразуется инвертором в импульсное напряжение прямоугольной формы с частотой, определяемой частотой генератора. Пониженное высокочастотным трансформатором импульсное выходное напряжение выпрямляется и поступает на нагрузку.

Сетевой фильтр коммутационных помех C12-L2, C13-L3 препятствует проникновению помех преобразования в электросеть. Коммутационные помехи в импульсных источниках питания возникают вследствие переключающего режима работы мощных регулирующих элементов. Обмотки дросселей сетевого фильтра обычно размещаются на общем ферритовом сердечнике для взаимной компенсации помех. Снижение импульсных помех преобразования в низковольтных цепях нагрузки обеспечивает выходной фильтр C8-L1-C11.

С входного фильтра напряжение сети подается на выпрямитель на диодной сборке VD8.

Выпрямленное напряжение сети фильтруется конденсатором С10 и поступает через резистор R17 на трансформатор Т1 импульсного инвертора, а также используется для питания гибридного тиристора DA3. Напряжение питания (примерно 100 В) подается на DA3 с параметрического стабилизатора R10-VD2.

Питание на тактовый генератор на однопереходном транзисторе, входящем в состав DA3, и цепи регулирования скважности импульсов поступает со стабилизатора R9-VD1. Стабилизация питания гибридного тиристора позволяет защитить микросхему от повышенного напряжения и обеспечить устойчивую работу инвертора. Однопереходной транзистор в DA3 имеет максимальное напряжение питания 30 В и максимальный импульсный ток 200 мА. Время включения гибридного тиристора - 3 мкс, выключения - 25 мкс.

Минимальное время включения силового тиристора VS1, которым управляет DA3 - 0,5 мкс. Отпирающее импульсное напряжение на управляющем электроде - 5 В.

В начале положительного полупериода сетевого напряжения гибридный и силовой тиристоры закрыты. По мере роста напряжения конденсатор С1 заряжается через резисторы R1 и R2. Заряд конденсатора С1 продолжается до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет порога открывания однопереходного транзистора в DA3.

После его открывания на резисторе R5 появляется напряжение, достаточное для срабатывания гибридного тиристора в DA3.Открывающийся гибридный тиристор включает силовой VS1. Тиристор VS1 остается открытым до конца полупериода. Стабилитрон VD3 в цепи управления VS1 защищает его управляющий электрод от импульсных помех и повышенного напряжения включения.

Протекание тока через VS1 и обмотку I трансформатора Т1 сопровождается накоплением энергии в магнитном поле сердечника. После окончания импульса ток в обмотке прекращается, что вызывает появление во вторичной обмотке напряжения самоиндукции. Через диодную сборку VD7 протекают импульсы тока, которые заряжают конденсатор С7. На нем возникает постоянное напряжение, оно фильтруются цепочкой L1-C8-C11 и с конденсатора С11 поступает в нагрузку. изменяя резистором R1 время заряда конденсатора С1, можно управлять моментом открывания гибридного тиристора и регулировать напряжение и ток нагрузки.

При больших скоростях нарастания прямого напряжения тиристор может самопроизвольно открыться при отсутствии управляющего сигнала.

Для снижения чрезмерной скорости нарастания анодного напряжения используется демпферная RC-цепочка R17-C9. Тиристор VS1 защищен от выбросов напряжения обратного тока трансформатора параллельными цепочками VD4-VD5 и R15-C5, а также VD6-R14-C6.

Стабилизация выходного напряжения выполнена с помощью оптронной развязки с выхода источника на генератор импульсов.

При повышении выходного напряжения, например, из-за увеличения сопротивления нагрузки, увеличивается напряжение на управляющем электроде микросхемы DA2. Ее напряжение стабилизации снижается, что приводит к повышению тока через светодиод оптопары DA1. Фототранзистор оптопары сильнее открывается и шунтирует конденсатор С1, меняя скважность импульсов и, тем самым, снижая выходное напряжение. При уменьшении выходного напряжения процесс регулировки происходит в обратную сторону.

Конденсаторы С2...С4 устраняют влияние помех на цепи регулировки.

Терморезистор R12 снижает температурную зависимость выходного напряжения при излишнем нагреве силового тиристораVS1. индикация сетевого и выходного напряжения реализована на светодиодах HL1 и HL2 (красного и зеленого цвета).

Схема инвертора выполнена на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Размеры платы (рис.2) - 116x68 мм. Элементы R1, SA1, FU1, выходные клеммы и светодиоды индикации HL1, HL2 установлены на корпусе устройства. Возможные замены элементов инвертора представлены в таблице. Выбор силового трансформатора зависит от рабочей частоты инвертора и мощности нагрузки.

Выполнить самодельный трансформатор хорошего качества достаточно трудно, поэтому лучше использовать готовый от компьютерных блоков питания или телевизоров. Его первичная обмотка используется без изменений, а вторичная - частично (в зависимости от требуемого напряжения).

Наладку схемы начинают с проверки монтажа. Затем, включив в разрыв одного из сетевых проводов лампу накаливания мощностью 25. 100 Вт (220 В), а на выход-лампу 20...50 Вт (24 или 36 В), подают сетевое напряжение. Если сетевая лампа горит в полный накал, а нагрузочная не светится - в схеме есть ошибки или некачественные элементы.

При слабом накале обеих ламп переменным резистором R1 на выходе источника устанавливают напряжение 12 (24) В, а регулятором R13 добиваются максимальной яркости нагрузочной лампы.

После непродолжительной работы схему отключают и проверяют температуру элементов.

При чрезмерном нагреве тиристора VS1 сопротивление R17 следует увеличить или взять для тиристора радиатор большей площади. Тиристор на радиаторе крепят с использованием термопасты.

При отсутствии перегрева элементов можно включать устройство без защитной (сетевой) лампы, но обязательно с установленным предохранителем FU1.

Окончательно резистором R13 корректируют режим стабилизирующих цепей так, чтобы выходное напряжение с нагрузкой и без нее изменялось не более чем на 20%.

Внимание! Ввиду наличия в схеме сетевого напряжения, при наладке необходимо соблюдать правила техники безопасности, а замену деталей производить только в отключенном состоянии.

Автор: В.Коновалов, Творческая лаборатория "Автоматика и телемеханика", г.Иркутск

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Лазерная рентгеновская установка обнаружит радиоактивную контрабанду 04.01.2016 В Национальной лаборатории Ок-Ридж Департамента энергетики США впервые с 1988 г. возобновилось производство плутония-238. Этот нестабильный изотоп с периодом полураспада 87,7 лет используется в радиоизотопных генераторах космических аппаратов, и до недавнего времени НАСА "доедало" плутоний-238, закупленный в России в 1993 г. Но с учетом того, что не весь остаток плутония соответствует нужным спецификациям, российского изотопа хватит еще на 2-3 миссии. А новая производственная линия сможет производить 300-400 г в год с увеличением производства в будущем до 1,5 кг в год. Однако Департамент энергетики обеспокоен не только возможным дефицитом радиоактивных материалов, но и их попаданием в неправильные руки внутри страны - например, через более чем 100 млн. контейнеров, прибывающих ежегодно в США. Только небольшая их часть проходит таможенный досмотр, а контейнеры с высокой степенью риска с точки зрения национальной безопасности проверяются с помощью установок рентгеновского и гамма-излучения и детекторов радиоактивных материалов. Но такие установки огромны по размеру и не в состоянии обнаружить незначительное количество радиоактивного вещества, спрятанного внутри экранированного контейнера. Решение проблемы предложили исследователи из американского университета штата Небраска в г. Линкольн. Они придумали, как сделать лазерную рентгеновскую установку, которая способна обнаруживать урановый диск размером в три 10-центовые монеты, спрятанный между стальными панелями толщиной 7,5 см. В основу установки, использующей кильватерное ускорение для обратного эффекта Комптона, лег лазерно-плазменный ускоритель, разработанный учеными университета в 2013 г. Установка испускает узконаправленный рентгеновский луч, подобный лазерной указке, который может проходить значительное расстояние и обнаруживать радиоактивный материал на судах до того, как они зайдут в порт. Согласно исследователям, по размеру новая установка помещается в трейлер грузовика, гораздо более безопасна, чем существующие устройства, а ее обнаруживающая способность гораздо выше, чем требуемая по стандарту масса урана 1 кг. Установка была разработана благодаря гранту, полученному от Управления по обнаружению ядерных материалов Департамента национальной безопасности США.

Другие интересные новости:

▪ Контроль изменения веса живой клетки в реальном времени

▪ Надежные и чувствительные квантовые полупроводники

▪ Подкожный дактилоскопический сканер

▪ Защищенный ПК Connect Tech ESG501

▪ Квантовая спин-жидкость

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Уильям Сароян. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое цунами? Подробный ответ

▪ статья Чертополох поникающий. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Китайский цемент Чио-Лиао. Простые рецепты и советы

▪ статья Кабельная телевизионная мини-сеть. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025