Зарядное устройство на тиристорном инверторе. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Высокочастотные тиристоры, ранее применявшиеся в блоках разверток телевизоров, могут успешно эксплуатироваться и в тиристорных инверторах. Тиристор работает как ключ и имеет два устойчивых состояния: открытое (проводящее) и закрытое. Для открывания тиристора на управляющий электрод (УЭ) подается положительное (относительно катода) напряжение (достаточно и короткого импульса), обеспечивающее протекание в цепи УЭ отпирающего тока. При этом ток через тиристор должен превышать ток удержания, иначе тиристор после снятия управляющего напряжения вернется в закрытое состояние.

Если ток превышает ток удержания, тиристор остается открытым и после обесточивания УЭ. Закрыть его можно только снижением тока ниже удерживающего.

При больших скоростях нарастания прямого напряжения тиристор может перейти в открытое состояние даже при отсутствии управляющего сигнала. Для снижения скорости нарастания анодного напряжения используются дополнительные RC-элементы. В предлагаемом зарядном устройстве, построенном по схеме высокочастотного инвертора, в качестве коммутирующего элемента используется тиристор КУ221А.

Схема зарядного устройства состоит из:

• генератора на аналоговом таймере DA1;
• эмиттерного повторителя на транзисторе VT1, согласующего выходное сопротивление таймера с управляющим входом тиристора VS1;
• тиристорного инвертора VS1 с цепями переключения;
• силового выпрямительного моста инвертора VD10;
• бестрансформаторного источника питания с балластным конденсатором C11-VD9-C5;
• стабилизатора напряжения DA2-VD3;
• выпрямителя и фильтра выходной цепи VD8-С8-L-1;
• цепи стабилизации выходного напряжения VU1-VD5-R9-R10;
• датчика температуры RT1.

(нажмите для увеличения)

(нажмите для увеличения)

Генератор с регулируемой скважностью импульсов выполнен на интегральном таймере DA1. Для работы схемы в режиме автогенератора выводы 6 и 2 соединяются между собой и подключаются к конденсатору С1.

Заряд конденсатора С1 происходит по цепи R1-VD1-R2-C1, разряд - по цепи DA1 (вывод 7) - R3-VD2-R2-C1. Время заряда можно определить по приближенной формуле t1=0,639(R1+R2)C1, время разряда - t2=0,639(R2+R3)C1.

Пока конденсатор С1 заряжается (до напряжения 2/3 Uпит), на выходе 3 DA1 - высокий уровень, затем внутренний триггер микросхемы переключается, и на выходе 3 появляется низкий уровень. Открытый внутренний транзистор микросхемы разряжает конденсатор С1 (до напряжения 1/3 Uпит), и вновь включается цикл заряда. В результате, на выходе таймера получается непрерывная последовательность прямоугольных импульсов, которые через резистор R4 поступают на вход эмиттерного повторителя VT1. С его нагрузки R7 импульсы (в той же полярности) поступают на управляющий электрод тиристора VS1 и открывают его. Тиристор шунтирован параллельной цепочкой R11-C6-VD7, позволяющей удлинить время включения.

Тиристор закрывается при отсутствии тока управления, когда напряжение на резисторе R13 в цепи его анода падает, конденсатор С9 разряжается для подпитки тока обмотки трансформатора Т1, и ток VS1 становится меньше тока удержания. Для снижения воздействия тока управления на управляющий электрод VS1 подается небольшое отрицательное напряжение с резистора R8 в цепи катода. Стабилитрон VD4 ограничивает импульс обратного напряжения.

Сетевое питание инвертора подается с диодного моста VD10. Конденсатор С10 выполняет подготовку рабочего напряжения инвертора и фильтрует возможные помехи от работы тиристора VS1. Цепь рекуперации энергии обратного импульса обмотки трансформатора Т1 выполнена на цепочке VD6-R12-C7. Элементы защиты и коммутации выполнены на предохранителе FU1 и выключателе сети SA1.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью цепи обратной связи через оптопару VU1 на вход управления (вывод 5) DA1. При росте напряжения нагрузки (например, из-за увеличения ее сопротивления) включается светодиод и открывается фототранзистор оптопары. Порог открывания VU1 устанавливается регулятором R10. Открывшийся фототранзистор шунтирует через резистор R5 вход управления DA1, тем самым уменьшается длительность выходных импульсов микросхемы (без изменения длительности пауз), тиристор открывается на меньшее время, и напряжение нагрузки снижается. При уменьшении напряжения нагрузки указанные процессы происходят наоборот. Температурный датчик RT1 в цепи обратной связи позволяет при росте температуры радиатора тиристора VS1 снижать мощность в нагрузке.

Питание микросхемы таймера и эмиттерного повторителя выполнено от аналогового стабилизатора DA2. Диодный мост VD9 подключен к электросети через балластный конденсатор С11, пониженное напряжение после сглаживания конденсатором С5 поступает на DA2.

Примененные в тиристорном инверторе радиодетали можно заменить на аналогичные, указанные в таблице. Силовой импульсный трансформатор в схеме выбран исходя из рабочей частоты инвертора и мощности нагрузки. Его габаритная мощность должна несколько превышать мощность нагрузки (с учетом потерь). Выполнить самодельный трансформатор на хорошем уровне достаточно трудно, проще подобрать готовый. Хорошо подходят импульсные трансформаторы от блоков питания компьютеров. Для анализа один из имевшихся трансформаторов был разобран. Оказалось, что его первичная обмотка содержит 42 витка провода типа ПЭЛ 0,63 мм с укладкой в два слоя. Низковольтная обмотка выполнена в 2 провода 00,8 мм и содержит 6+6 витков (со средним выводом). В данном устройстве можно использовать и трансформаторы от блоков питания телевизоров импортного производства.

Наладка. После сборки схемы производится тщательная проверка цепей питания на наличие коротких замыканий. Вместо предохранителя FU1 временно включается лампочка 220 В, 100 Вт, и подается напряжение сети. Если лампочка загорается почти в полную яркость, значит, в схеме есть неисправность. Когда лампочка горит слабым накалом, к выходу можно подключить вместо нагрузки автомобильную лампочку 12 В, 50 Вт. Свечение лампочки указывает на исправную работу схемы.

Регуляторами скважности R2 и величины обратной связи R10 добиваются наибольшей яркости лампочки во вторичной цепи (с контролем выходного напряжения). После регулировки схемы предохранитель ставят на место. Через небольшой промежуток времени устройство выключают и контролируют температуру радиоэлементов. В случае перегрева увеличивают размеры радиаторов или дополнительно устанавливают вентилятор от компьютера

При зарядке к выходным клеммам в соответствующей полярности проводом сечением не менее 4 мм2 подключается 12-вольтовый автомобильный аккумулятор емкостью 10...100 А-час. Регулятором тока заряда R2 устанавливают по амперметру ток 0,02С (С - емкость аккумулятора). Время зарядки составляет 5...6 часов.

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

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Гонка летающих автомобилей 09.05.2020 Во многих отраслях промышленности спорт стал двигателем прогресса, как это частично произошло с обычными автомобилями - огромное количество технических решений в серийные модели пришло именно из гонок. В наши дни летающим индивидуальным средствам передвижения в ближайшей перспективе отводится роль такси либо курьеров, причем зачастую работающих исключительно в автоматическом режиме. А по мнению основателя австралийской компании Alauda Мэтта Пирсона, в такой философии, во?первых, мало романтики, а во-вторых на ней "далеко не уедешь". Детище этой австралийской компании - Airspeeder, восьмивинтовой мультикоптер массой около 250 килограмм, сделанный практически целиком из углепластика и способный на высоте 5-10 метров разгоняться до двух сотен километров в час. Испытания пилотируемой модели Mk4 нанятыми в американских ВВС летчиками шли полным ходом с осени 2019 года и до недавнего времени. Эпидемия коронавирусной инфекции несколько сдвинула сроки тестовых полетов, но создатели оригинальных гоночных болидов уверены, что уже в текущем году им удастся провести первый официальный спортивный заезд. Airspeeder - одна из наиболее оригинальных разработок в сфере летающих автомобилей на сегодняшний день. Из очевидных трудностей, которые предстоит ее создателям преодолеть, как минимум, законодательные ограничения. В большинстве стран такая техника уже требует лицензии пилота, а ее полеты должны проводиться на гораздо большем расстоянии от трибун, чем в автоспорте.

Другие интересные новости:

▪ Поездки за город улучшают самочувствие

▪ Курильщики сильнее тянутся к алкоголю

▪ Мощные ключи FSDM0365RN

▪ Надеваемая электроника вместо ПК

▪ Сенсоры эмоций для умной электроники

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья Голубая мечта, Голубой цветок. Крылатое выражение

▪ статья Какой футбольный матч был самым результативным в истории? Подробный ответ

▪ статья Бегущая по волнам. Личный транспорт

▪ статья Электронный регулятор сварочного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стеклянные стаканчики. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026