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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Аккумуляторная батарея двойного использования 06.09.2023 Ученые разработали уникальную гибридную систему аккумуляторов, способную не только хранить и предоставлять электроэнергию, но и генерировать полезные химические соединения в процессе работы. Обычные аккумуляторы хранят энергию в своих электродах и передают ее в электрическую сеть при разрядке. Другой тип аккумуляторов, окислительно-восстановительные, хранят энергию в химических веществах, которые переходят между двумя состояниями, оставаясь внутри батареи. Гибридная система сочетает обе эти концепции, способствуя одновременно накоплению энергии и созданию дополнительных химических веществ. Ключевой момент в разработке этой технологии заключается в использовании бифункционального металлического катализатора для анода, изготовленного из одноатомного сплава родия и меди. Этот катализатор позволяет преобразовать фурфурол, содержащийся в электролите, в фурфуриловый спирт при зарядке аккумулятора, а при разрядке формируется фуровая кислота. Для катода исследователи использовали материал гидроксида никеля, легированный кобальтом. Эта инновационная система аккумуляторов обладает высокой плотностью энергии и мощности и способна производить как энергию, так и химические соединения одновременно. Например, при хранении 1 кВтч энергии система производит 0,7 кг фурфурилового спирта и 1 кг фуроиновой кислоты. Эта технология может иметь широкий спектр применений, от домашних устройств до промышленных процессов.

Другие интересные новости:

▪ Микроб с тепловым управлением

▪ На Марсе нашли кислород

▪ Биометрический сканер Finger Vein Authentication Device

▪ Китайские безымянные смартфоны подешевели

▪ Облака для парковки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Шпионские штучки. Подборка статей

▪ статья Музыка будущего. Крылатое выражение

▪ статья Посещали ли викинги Америку? Подробный ответ

▪ статья Оазис Бангера. Чудо природы

▪ статья Устройство контроля движущихся частей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кольцо на проволоке. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026