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:

Нанопокрытие может помочь сохранить воду в озерах и водохранилищах 04.09.2026

Испарение представляет собой одну из наиболее заметных причин потери запасов пресной воды, особенно в регионах с жарким и сухим климатом. По мере повышения температуры эта проблема становится еще более актуальной: вода из озер, дамб и искусственных водохранилищ быстрее переходит в атмосферу, сокращая объем ресурсов, доступных для населения, сельского хозяйства и промышленности. Один из возможных способов замедлить этот процесс предложил физик Даниэль Кваси Кпегло, недавно получивший степень PhD по физике. Разработанная им концепция предполагает использование очень тонкого плавучего покрытия из наноматериала. Предполагается, что такой слой будет располагаться непосредственно на поверхности воды и выполнять роль своеобразного защитного "одеяла". Его задача заключается в ограничении количества инфракрасного теплового излучения Солнца, достигающего поверхности водоема, благодаря чему вода должна нагреваться медленнее и испаряться в меньшем объеме. Проблема, которую пытается решить ис ...>>

Линейная оптика Vossloh-Schwabe с равномерным освещением без бликов 04.09.2026

Плоские светильники должны одновременно обеспечивать высокую яркость, равномерное освещение и компактные размеры. При этом одна из главных технических проблем заключается в необходимости распределить свет от множества светодиодов так, чтобы на поверхности не появлялись яркие пятна и участки с недостаточной освещенностью. Компания Vossloh-Schwabe предлагает решить эту задачу с помощью специальной линейной оптики, предназначенной для светодиодов SMD W2. Оптика 1R разработана таким образом, чтобы формировать однородную яркость без бликов и одновременно уменьшать необходимую высоту светильника. Ее конструкция позволяет эффективнее использовать световой поток светодиодов, что особенно важно при создании тонких плоских осветительных систем. Оптическая эффективность достигает 96%, поэтому большая часть излучения направляется на рабочую поверхность, а потери света остаются минимальными. Главная особенность 1R - широкая фотометрическая диаграмма в форме так называемого "крыла летучей мыши ...>>

Теплицы будущего: ранняя диагностика растений и роботизация производства 03.09.2026

Современная теплица постепенно превращается из обычного сооружения для выращивания растений в высокотехнологичную производственную систему. Камеры, сенсоры и роботизированные платформы позволяют получать значительно больше информации о состоянии культуры и использовать ее для принятия решений. Однако само наличие большого количества датчиков еще не гарантирует практической пользы: важно понимать, насколько точны их показания, удобно ли устанавливать оборудование и действительно ли собранные данные помогают производителю. Именно эти вопросы специалисты Harvestis в Хоогстратене, Бельгия, ранее известного как Proefcentrum Hoogstraten, изучали в ходе испытаний современных сенсорных технологий и роботизированных решений. Особое внимание исследователи уделили автоматическому сбору информации о растениях. На демонстрациях в теплицах были представлены системы IUNU и Hortiworld, причем IUNU Luna предназначена для постоянного мониторинга культуры, прогнозирования урожая и оценки качества выпо ...>>

Случайная новость из Архива Доисторическая жара не была вызвана пожарами 11.06.2025 Изучение климатических изменений прошлого помогает понять механизмы, управляющие современной планетарной погодой и природными катаклизмами. Один из самых драматичных эпизодов в истории Земли - палеоцен-эоценовый термический максимум, произошедший около 55 миллионов лет назад. В этот период средняя температура на планете повысилась примерно на 11 градусов по сравнению с сегодняшним уровнем, а побережье Северного Ледовитого океана напоминало по климату современные южные районы Крыма. Несмотря на важность этого явления, причины столь резкого потепления оставались предметом споров среди ученых. Новое исследование китайской группы ученых внесло важное уточнение в понимание роли природных пожаров в этом процессе. В традиционных гипотезах предполагалось, что причиной резкого повышения температуры мог стать внезапный выброс "легкого" углерода - изотопа углерода-12, который обычно аккумулируется в органических остатках. Среди возможных источников такого углерода назывались масштабные пожары, особенно горение торфяников, которые могли высвободить огромное количество углеродистых соединений и спровоцировать парниковый эффект. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Science China Earth Sciences, опровергло эту теорию. Авторы работы сосредоточились на анализе так называемого черного углерода - частиц сажи и других углеродистых отложений, образующихся во время природных пожаров. Анализ осадочных пород из Китая, датируемых эпохой палеоцен-эоценового термического максимума, показал резкое снижение концентрации черного углерода: с 90 до 1,47 частей на миллион. Такое уменьшение указывает на почти полное исчезновение пожаров в момент наивысшего потепления. Хотя впоследствии в некоторых слоях отмечались кратковременные повышения, они оставались значительно ниже уровней до потепления. Китайские исследователи отвергли предположение, что пожары прекратились из-за опустынивания, поскольку данные по спорам растений, особенно покрытосеменных, свидетельствовали о росте растительности после начала потепления. Более того, анализ минералов, связанных с испарением водоемов, указывал на увеличение осадков, что дополнительно подтверждало гипотезу о более влажном климате. Это позволило ученым предположить, что на территории современного Китая в те времена развернулись густые субтропические леса с плотными кронами. В таких условиях мертвая древесина оставалась влажной и практически не горела, что объясняло резкое падение частоты пожаров. Интересно, что ситуация в Арктике в тот же период была противоположной. Там, наоборот, отмечалось увеличение числа природных пожаров, что логично, учитывая малое количество горючей растительности в холодные периоды. Потепление в арктической зоне способствовало расширению растительности и, соответственно, возрастанию пожарной активности. Новые выводы имеют важное значение для современного понимания климатических процессов. В последние десятилетия ученые наблюдают сокращение числа природных пожаров на планете, что противоречит прогнозам о росте их частоты из-за глобального потепления. До сих пор не было ясно, связана ли эта тенденция с деятельностью человека или природными причинами. Исследование китайских ученых указывает на то, что в умеренном климате повышение температуры может подавлять распространение пожаров, вызывая увлажнение и увеличение растительности, а не стимулировать их. Таким образом, палеоцен-эоценовое потепление представляет собой сложный и многогранный феномен, в котором пожары играли не роль инициатора, а скорее были следствием изменившихся климатических условий. Это открытие помогает лучше понять современные изменения климата и их влияние на экосистемы, а также уточняет представления о взаимодействии растительности, осадков и природных возгораний в условиях глобальных климатических колебаний.

Другие интересные новости:

▪ Возможно, есть планеты, населенные разумными динозаврами

▪ Ультрафиолетовый телескоп UVEX

▪ Новые оптические диски для сотовых телефонов нового поколения

▪ Кони предпочитают не общаться с людьми

▪ ШИМ-контроллер DC-DC LM5033

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья А вы, друзья, лишь годны на жаркое. Крылатое выражение

▪ статья Какие матчи между Интером и Миланом дискредитируют правило гола на чужом поле? Подробный ответ

▪ статья Машинист автомобильного, гусеничного или пневмоколесного крана. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Общие сведения по туалетным мылам. Простые рецепты и советы

▪ статья Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. Испытательные напряжения промышленной частоты для изоляции машин постоянного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026