Преобразователь напряжения - зарядное устройство

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

В наши дни нередки случаи отключения электроэнергии. В такой ситуации пригодится описываемое в статье комбинированное устройство. В режиме преобразователя оно питается от автомобильной стартерной батареи аккумуляторов напряжением 12 В, а в режиме зарядного устройства - от сети 220 В. Предусмотрена возможность регулирования выходного напряжения ступенчато и плавно в довольно широком интервале с контролем потребляемого тока по встроенному амперметру. Это позволяет экономить энергию аккумулятора при питании электрических ламп в режиме ночников. В режиме зарядного устройства возможны ступенчатая регулировка тока зарядки и его контроль по тому же прибору.

Устройство, схема которого изображена на рис. 1, представляет собой преобразователь постоянного напряжения аккумуляторной батареи (12 В) в переменное 220 В и предназначено для питания электрических ламп или бытовых электро- и радиоприборов мощностью до 100 Вт. Частота выходного напряжения - 50 Гц, ток холостого хода - 1 А, максимальный ток, потребляемый от аккумуляторной батареи, - 10 А. КПД при максимальном выходном напряжении и нагрузке 100 Вт - 80%. При наличии напряжения в сети устройство используют для зарядки аккумуляторной батареи.

(нажмите для увеличения)

Преобразователь содержит задающий генератор на элементах DD1.1, DD1.2, счетный триггер DD2.1, одновибратор DD2.2, формирователь импульсов управления на элементах DD1.3, DD1.4 и двухтактный усилитель мощности на транзисторах VT1 - VT6. Нагрузка подключается через повышающий трансформатор Т1.

Каждый импульс задающего генератора изменяет состояние триггеров микросхемы DD2. Сигналы с прямого и инверсного выходов DD2.1 и прямого выхода DD2.2 поступают на входы элементов DD1.3, DD1.4, и на их выходах поочередно появляются импульсы напряжения, открывающие транзисторы VT1 и VT2. На DD2.2 собран одновибратор, включаемый по входу С и формирующий импульс длительностью, определяемой интегрирующей цепью R3R4C2. Этим ограничивается длительность открытого состояния транзисторов VT1, VT2 и соответственно VT3, VT5 и VT4, VT6. В результате создается временной "зазор", исключающий одновременное нахождение транзисторов в открытом состоянии, т. е. сквозной ток. Изменением этого "зазора" от 0,4 до 3,2 мс переменным резистором R3 выходное напряжение преобразователя регулируется в пределах примерно 40 В. При этом, конечно, изменяются форма выходного напряжения и спектр помех, создаваемых устройством.

Через токоограничительные резисторы R5, R6 и форсирующие конденсаторы C3, С4 импульсы с выходов элементов DD1.3, DD1.4 поступают на базы транзисторов VT1, VT2, управляющих работой выходных транзисторов, подключенных к ним по схеме Шиклаи. (Такая комбинация транзисторов n-p-n и p-n-р ведет себя как один транзистор структуры п-p-n с большим коэффициентом передачи тока базы). Резисторы R7, R8 служат для увеличения скорости закрывания транзисторов. Диоды VD1, VD2 позволяют включать преобразователь без нагрузки, защищают устройство при несоблюдении полярности подключения аккумулятора и работают в качестве выпрямителя при зарядке аккумуляторной батареи GB1. Диод VD3 выполняет функцию развязки по питанию микросхем и может быть заменен резистором сопротивлением 50...100 Ом.

Трансформатор Т1 повышает напряжение в режиме преобразователя и понижает в режиме зарядного устройства. Конденсатор С8 служит для уменьшения выбросов напряжения в цепи зарядки, С9 сглаживает выбросы при работе в режиме преобразователя. Светодиоды HL1 и HL2 индицируют режимы работы устройства.

Переключателем Q1 выбирают режим работы устройства, переключателем Q2 регулируют выходное напряжение в пределах 225...255 В (при минимальном временном "зазоре" и холостом ходе) в режиме преобразователя и зарядный ток до 6 А (при замкнутых контактах выключателя Q3).

Микросхемы, транзисторы VT1, VT2, резисторы R1, R2, R4 - R6, конденсаторы С1 - С7 и диод VD3 смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, изготовленной по чертежу на рис. 2 (штриховыми линиями показаны проволочные перемычки, соединяющие печатные проводники на противоположной стороне платы). Силовая часть выполнена навесным монтажом. Транзисторы VT3 - VT6 и диоды VD1, VD2 установлены на общем теплоотводе площадью 600 см2. Каких-либо особых требований к этим элементам устройства не предъявляется (в частности, не требуется и подбор транзисторов по какому-либо параметру).

Конденсаторы С1 и С2 должны быть с малым ТКЕ (например, К73-17), остальные - любых типов. Амперметр РА1 - с пределами измерения 10А и нулем в середине шкалы (10А - 0 - 10А).

Трансформатор Т1 изготавливают на базе ТС - 180 от унифицированного телевизора. Все его вторичные обмотки удаляют, а сетевую используют в качестве выходной (в режиме преобразователя). Секции 2 - 3 и 2' - 3' сетевой обмотки (обозначения на трансформаторе) также удаляют, а на их место наматывают новые обмотки 2 - 5 и 2' - 5' (по 51 витку провода ПЭВ-2 0,64), сделав отводы от 17 и 34-го витков (3, 4 и 3', 4'). На месте вторичных обмоток наматывают две первичные (9-10 и 9'-10') по 36 витков провода ПЭВ-1 1,8. Обмотки наматывают в одну сторону, после чего соединяют их концы (это и будет средняя точка). Для лучшего охлаждения никакой внешней изоляции этих обмоток делать не следует.

Первое включение устройства рекомендуется делать без нагрузки и с предохранителем FU1 2 А. При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже оно начинает работать сразу. Налаживание сводится к установке частоты задающего генератора (подбором резистора R2), равной 100 Гц. Если преобразователь не будет использоваться для питания приборов, содержащих электродвигатели переменного тока (проигрыватели, катушечные магнитофоны и т. п.), частоту преобразования рекомендуется выбрать более высокой, например, 80 Гц (частота задающего генератора - 160 Гц), что облегчит режим работы трансформаторов питания подключаемых устройств. Возможно, потребуется подбор резисторов R5, R6 (автору это не потребовалось), чтобы выходные транзисторы надежно входили в насыщение.

Для повышения КПД устройства в выходном каскаде усилителя мощности (VT3-VT6) можно использовать полевые или германиевые биполярные транзисторы.

Автор: В.Гричко, г.Краснодар

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива Материал с превосходной защитой от электромагнитных помех 11.08.2020 Благодаря широкому распространению ряда технологий, таких, как радио, телевидение, сотовая связь, Wi-Fi и Bluetooth, все окружающее нас пространство буквально пронизано радиоволнами. Эти радиосигналы обеспечивают работу одного типа радиоэлектронных устройств, являясь помехами для устройств других типов. Из-за этого может страдать стабильность беспроводных соединений, снижаться скорость передачи данных, а в некоторых, особо трагических случаях электронное устройство из-за сильных помех может полностью прервать свое функционирование. Для предотвращения влияния электромагнитных помех на критически важные узлы электронной аппаратуры инженеры издавна использовали метод экранирующей защиты. Этот метод заключается в использовании металлической, в большинстве случаев медной фольги, которая отражает ненужные радиосигналы в обратном направлении. Такой метод работает вполне хорошо, но использование дополнительных материалов зачастую добавляет немало нежелательного веса и объема электронному устройству. В поисках нового защитного материала ученые из университета Дрекселя наткнулись на карбонитрид титана, который относится к классу условно двумерных материалов под названием MXene. Раньше материалы этого класса уже использовались при создании токопроводящих составов, электродов аккумуляторных батарей, обеспечивающих быструю зарядку, высокоэффективных напыляемых антенн и т.п. В данном же случае ученые обнаружили, что листы карбонитрида титана, толщина которых меньше толщины человеческого волоса, блокируют электромагнитные сигналы в три-пять раз лучше медной фольги, сообщает dailytechinfo.org. При этом, если медная фольга отражает сигналы, то покрытие из карбонитрида титана эффективно поглощает их, уменьшая средний уровень электромагнитного шума в прилежащей области пространства. Благодаря высокой абсорбирующей способности по отношению к электромагнитным волнам и тонкости пленка MXene может использоваться для создания индивидуальных экранов для каждого компонента в отдельности. Это позволит также избежать нежелательного взаимного влияния между компонентами, расположенными в непосредственной близости на печатной плате электронного устройства, что должно сказаться в положительную сторону на стабильности работы устройства, на его надежности и эффективности с точки зрения количества потребляемой им энергии.

Другие интересные новости:

▪ Людям необходимо покинуть Землю

▪ Робот-мусорщик

▪ Космический беспилотник ВВС США

▪ Оптимизация магнитно-резонансной томографии

▪ Планшет Asus ZenPad 3 8.0 с дисплеем разрешением 2K

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы. Подборка статей

▪ статья Общая теория статистики. Конспект лекции

▪ статья Какой гимнаст принес своей команде золото Олимпиады со сломанным коленом? Подробный ответ

▪ статья Змееголовник молдавский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Усилитель на микросхеме TDA1013b. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Загадки про предметы обихода

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025