Двухтактный инвертор с пониженным питанием, 190-230/6-27 вольт 6 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

Двухтактный полумостовой импульсный инвертор с небольшими габаритами используется как источник питания и для зарядки аккумуляторов. Пониженное напряжение питания инвертора предполагает использование в схеме ключевых транзисторов с низким рабочим напряжением. Зарядка аккумуляторов выполняется при стабильном напряжении. Паспортный ток заряда аккумулятора снижается к концу зарядного цикла до состояния буферного подзаряда.

В инверторе предусмотрено:

• регулирование выходного напряжения и тока;
• электронная защита от коротких замыканий в нагрузке и перегрузок в схеме в схеме (рис.1) происходит тройное преобразование напряжения;
• переменное напряжение сети выпрямляется, сглаживается и понижается;
• постоянное напряжение преобразуется в импульсное с частотой до нескольких десятков килогерц;
• импульсное напряжение трансформируется в низковольтную цепь, выпрямляется и сглаживается.

(нажмите для увеличения)

Полученное постоянное напряжение используется для зарядки аккумуляторов или питания нагрузки (электронных схем, электродвигателей и т.п.). Пониженное питание инвертора позволяет использовать ключевые транзисторы с низким паспортным напряжением и снижает помехи преобразования. Схема инвертора оснащена двумя регуляторами: тока и напряжения.

Сетевой помехолодавляющии фильтр состоит из двухобмоточного дросселя Т2 и конденсаторов С13, С14. Фильтр снижает помехи от преобразователя, поступающие в сеть, и устраняет импульсные помехи, проникающие из сети. Перед фильтром установлены предохранитель FU1 и выключатель SA1.

После выпрямителя сетевого напряжения VD4 и сглаживающего фильтра на конденсаторе С12 постоянное напряжение подается на транзисторный фильтр-стабилизатор R15 VD2-VT3. С эмиттера VT3 пониженное напряжение определяемое напряжением стабилизации стабипитрона VD2. используется для питания инвертора. Оно дополнительно сглаживается конденсаторами С8 и С9 шунтированными резисторами R12 и R13 для выравнивания напряжении относительно средней точки. Терморезистор RK2ограничивает ток заряда конденсаторов фильтра при подаче сетевого напряжения.

Первичная обмотка высокочастотного трансформатора Т1 инвертора одним выводом подключена к средней точке конденсаторов С8 С9. а вторым выводом (через разделительный конденсатор С7) - к точке соединения силовых транзисторов VT1, VT2 ключевого преобразователя. Цепочка R14-С11 подавляет паразитные ВЧ-колебания в обмотках трансформатора после окончания импульса. Разделительный конденсатор С7 устраняет подмагничивание магнитопровода трансформатора Т1 при разбросе параметров конденсаторов С8 С9 и транзисторов VT1, VT2, а также позволяет использовать трансформатор без зазора в магнитопроводе.

От коэффициента усиления транзисторов VT1, VT2 зависит скорость переключения тока и потери мощности управления. Входная RC цепочка R7-C4 защищает инвертор от возникновения сквозных токов и ускоряет прохождение фронтов импульсов на базы транзисторов

При подаче питания на генератор на выходе 3 DA1 устанавливается высокий уровень на время, зависящее от номиналов R1, R2 и С1. Появление на базах транзисторов VT1, VT2 положительного импульса приводит к открыванию транзистора VT1 и закрыванию VT2. Конденсатор С7 в диагонали моста, заряженный через открытый транзистор VT2 напряжением со средней точки конденсаторов С8, С9. разряжается через транзистор VT1 В первичной обмотке трансформатора Т1 возникает импульс тока, который трансформируется во вторичную обмотку. При переключении генератора и появлении низкого уровня на выходе 3 DA1 транзистор VT1 закрывается, а VT2 - открывается. На конденсаторе С7 меняется полярность напряжения, и в первичной обмотке трансформатора Т1 возникает ток обратного направления. Импульсное напряжение с первичной обмотки трансформатора Т1 передается во вторичную (с учетом коэффициента трансформации), выпрямляется высокочастотным мостом VD3 на лавинных диодах и сглаживается конденсатором С10.

Генератор импульсов выполнен на аналоговом КМОП-таймере DA1 с минимальным энергопотреблением. Использовать таймер типа КР1006ВИ1 не рекомендуется ввиду увеличения потребляемого тока. Микросхема таймера DA1 содержит два компаратора подключенных к входам 6 и 2 RC-триггер выходной усилитель и ключевой транзистор на выводе 7 для разряда внешнего времязадающего конденсатора.

Микросхема DA1 работает в режиме мультивибратора. При зарядке конденсатора С1 до уровня 2/3 Uпит на выходе 3 -  высокий уровень. После достижения этого уровня внутренний триггер DA1 устанавливает на выходе 3 низкий уровень, открывает ключевой транзистор, и конденсатор С1 разряжается через него и резисторы R2, R3. После разрядки С1 до уровня 1/3 Uпит, внутренний триггер переключает выходы 3...7 DA1 в исходное состояние. Цикл повторяется.

Выходное напряжение с конденсатора С10 через терморезистор RK1 поступает на переменный резистор R11. движок которого связан с входом управления параллельного стабилизатора напряжения DA2. Стабилизатор DA2 включен в цепь светодиода оптопары VU1. При повышении выходного напряжения, например, из-за увеличения сопротивления нагрузки. DA2 открывается сильнее, ток через светодиод VU1 возрастает транзистор оптопары открывается и шунтирует напряжение на входе управления 5DA1. Частота генератора снижается без изменения скважности импульсов, что приводит к уменьшению выходного напряжения, те к его возврату к установленному значению. При уменьшении выходного напряжения описанный процесс происходит наоборот.

Детали. Диодная сборка VD4 должна быть на напряжение не ниже 400 В и максимальный ток не менее 3 А. низковольтный выпрямитель VD3 - на напряжение не ниже 50 В и ток не менее 20 А. Транзисторы VT1 и VT2 - разной полярности с максимально близкими параметрами. Напряжение коллектор-эмиттер - не ниже 90 В и ток - не менее 3 А. Транзисторы устанавливаются на общий радиатор с использованием прокладок и теплопроводящей пасты. Терморезистор RK1 крепится к радиатору скобой с прокладкой и соединяется с печатной платой гибкими проводами в изоляции. Оптроны подойдут из серии LTV816, РС817

Дроссель L1 взят от блока питания компьютера YX EE25-01 или выполнен на ферритовом кольце диаметром 24...36 мм. Обмотка содержит 14 20 витков провода ПЭЛ 0,8 мм. Трансформатор Т1 типа KR4127, ERL35 2, Е1-28 применен без переделки от блока питания компьютера. Он намотан на сердечнике размерами 10x8x22 мм. Обмотка 1 Т1 содержит 38 46 витков провода 0,6 мм, обмотки 2 и 3 имеют по 7,5 витков каждая, выполнены жгутом из 4-х проводов 0,27 мм (для снижения потерь от поверхностного эффекта).

Детали устройства размещены на печатной плате, чертеж которой и схема расположения элементов приведены на рис.2.

Плата устанавливается в пластмассовом корпусе типа БП-1. Выносные элементы крепятся в отверстиях корпуса и соединяются с платой изолированными проводами подходящего сечения (провода управления - 0,5 мм2, силовые - 2 мм2).

Перед первым включением собранной схемы в разрыв цепи сетевого питания нужно включить лампочку (220 В 100 Вт). Это обезопасит устройство от выхода из строя при наличии ошибок в схеме или некачественных деталей. Слабый накал сетевой лампочки на холостом ходу и возрастание ее яркости при подключении нагрузки свидетельствуют о нормальном состоянии схемы. По окончании контрольной проверки лампочка удаляется, и преобразователь включается в сеть без ограничения тока.

Наладку инвертора лучше всего выполнять с помощью осциллографа. Нужно проконтролировать наличие прямоугольных импульсов на выходе 3 DA1 и импульсного напряжения на обмотках трансформатора Т1. Подбором сопротивления R8 в точке соединения эмиттеров транзисторов Т1 и Т2 устанавливается напряжение, равное половине напряжения питания

Ток нагрузки визуально устанавливается по амперметру РА1 регулятором тока - резистором R2. выходное напряжение - резистором R11 В качестве активной нагрузки при наладке можно использовать автомобильную лампочку (12 В, 30...50 Вт)

Для эксплуатации инвертора в качестве зарядного устройства резистором R11 при среднем положении движка R2 устанавливается выходное напряжение 14,2 В резистором R2 - необходимый ток заряда (в пределах 0,05 емкости аккумулятора). Время заряда обычно не превышает 5-6 часов, окончание заряда контролируется снижением тока заряда почти до нулевого уровня.

Внимание! Во время испытаний следует соблюдать правила техники безопасности

Авторы: В.Коновалов, А.Вантеев, Творческая лаборатория "Автоматика и телемеханика", Иркутский центр "Энергосберегающие технологии", 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:

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Полет на Марс: испытание для тела и выживания человечества 10.11.2025

Исследование космоса и перспективы полета на Марс привлекают внимание ученых и инженеров по всему миру. Но за технологическими достижениями скрывается серьезная угроза для здоровья астронавтов. Как отмечает Interesting Engineering, даже самые современные ракеты и системы жизнеобеспечения не способны полностью защитить человека от физических и генетических изменений, возникающих во время длительных космических миссий. Эти риски включают потерю костной массы, ослабление мышц и даже потенциальные повреждения ДНК. Путешествие на Марс длится от шести до девяти месяцев. В условиях невесомости организм, привыкший к земной гравитации, претерпевает значительные изменения. Мышцы атрофируются, кости теряют до 1% плотности в месяц, сердце уменьшается в размерах, а позвоночник удлиняется, вызывая боль и дискомфорт. После возвращения на Землю астронавты сталкиваются с головокружением и проблемами при вставании из-за адаптации к гравитации. Особую опасность представляет перераспределение жидкос ...>>

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Случайная новость из Архива Жесткие диски с технологией FC-MAMR 25.02.2021 Компания Toshiba объявила о выпуске серии жестких дисков MG09. Серия включает накопители объемом 16 и 18 ТБ. Это первые в мире серийные жесткие диски, в которых используется локальное энергетическое воздействие на носитель с помощью микроволнового поля. Речь идет о фирменной технологии Flux Control - Microwave Assisted Magnetic Recording (FC-MAMR), позволившей повысить плотность обычной магнитной записи (CMR) до 2 ТБ в расчете на одну пластину носителя. Поскольку в гермозоне накопителя третьего поколения, заполненной гелием, может быть установлено девять пластин, суммарный объем HDD достигает 18 ТБ. Сами магнитные пластины для дисков производит компания Showa Denko K.K. (SDK), давний партнер Toshiba. Каждая алюминиевая пластина имеет толщину 0,635 мм и плотность записи около 1,5 Тбит на кв. дюйм. Суть технологии FC-MAMR заключается в локальном разогреве нанодоменов магнитного слоя пластин СВЧ-излучением, что позволяет уменьшить размер области записи каждого бита информации при сохранении долговременной стабильности. Детали своей технологии Toshiba пока не раскрывает. Скорость вращения шпинделя равна 7200 об/мин. Номинальная рабочая нагрузка заявлена равной 550 ТБ в год. Серия включает модели типоразмера 3,5 дюйма, оснащенные интерфейсом SATA или SAS. Ожидается, что отгрузка образцов жестких дисков серии MG09 объемом 18 ТБ начнется в конце марта этого года.

Другие интересные новости:

▪ Добыча железа на Марсе

▪ Мобильные сети 5G

▪ Микро-сегвей Ninebot mini

▪ Спортзал на борту самолета

▪ Охлаждение инфаркта

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья Незамерзающий водопровод. Советы домашнему мастеру

▪ статья Почему все планеты выглядят неодинаково? Подробный ответ

▪ статья Нанесение металлопокрытий при очистке деталей в галтовочном барабане. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Не муку, а ток. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сенсор с фиксацией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025