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:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Роботизированные поезда лондонского метро 19.10.2014 Метрополитен столицы Великобритании по праву считается одной из крупнейших и самых сложных транспортных систем в мире. "Подземка" насчитывает 270 станций на 11 линиях, общая длина которых уступает лишь по данному показателю метрополитенам азиатских мегаполисов - Шанхая, Сеула и Пекина. Мэр Лондона Борис Джонсон (Boris Johnson) представил для граждан своего города проекты обновленных подземных поездов, которые, согласно техническим спецификациям, не нуждаются в машинисте и готовы доставлять пассажиров, полагаясь на собственные системы. Авторами концепта выступили специалисты компании Priestmangoode и сотрудники организации Transport for London. Автономные составы в лондонском метрополитене планируют ввести в эксплуатацию уже к 2022 году, а курсировать они станут по реконструированным лондонским линиям метро: Пикадилли, Бейкерлоо, Ватерлоо и Центральной. Представленный дизайн-проект роботизированного поезда разрабатывался с целью сделать поездку горожан и гостей Лондона еще быстрее и комфортнее. Последнему должны поспособствовать более широкий вход, рациональное распределение пространства благодаря изменениям в интерьере вагона, наличие персональной системы кондиционирования воздуха. Невзирая на то, что состав не требует наличия человека, который контролировал бы исправную работу всех систем, на первом этапе за движение поезда будет отвечать находящийся в его кабине управления машинист. Тем не менее, автоматика в новом поезде изначально рассчитана и позволит в дальнейшем выполнять абсолютно все операции без стороннего вмешательства. Экстерьер новых метрополитеновских поездов Лондона создавался с заимствованием классических атрибутов и традиционного британского стиля общественного транспорта. "Мы участвовали в проектах модернизации метрополитена во многих странах по всему миру, и наши специалисты прекрасно понимают не только, что необходимо пассажирам, но и как можно максимально упростить обслуживание и эксплуатацию подземного электротранспорта", - рассказал один из авторов проекта будущего автоматизированного состава, который должен появиться в британском метро уже через восемь лет.

Другие интересные новости:

▪ Портативный CD плеер с FM передатчиком

▪ Огонь будет задушен

▪ Три типа людей

▪ Центр управления полетами в ноутбуке

▪ Квантовый микроскоп видит мельчайшие изменения в атомах

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цветомузыкальные установки. Подборка статей

▪ статья Ковалевская Софья. Биография ученого

▪ статья Как нью-йоркский метрополитен решил проблему воровства лампочек? Подробный ответ

▪ статья Черепаший узел. Советы туристу

▪ статья Квадратурный смеситель на встречных волнах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стабилизатор напряжения на микросхеме LX8384-00CP, 3-10/1,25-7 вольт 5 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026