Beztransformatorowa ładowarka. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Ładowarka beztransformatorowa. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ładowarki, akumulatory, ogniwa galwaniczne

Komentarze do artykułu

Dążąc do zmniejszenia gabarytów projektowanego sprzętu radiowego, radioamatorzy poświęcają ważne miejsce miniaturyzacji zasilania. Zwykle ten problem rozwiązuje się za pomocą impulsowego konwertera napięcia. Tymczasem znaczny postęp w dziedzinie podzespołów elektronicznych pozwala na tworzenie zasilaczy o niewielkich rozmiarach, które nie zawierają transformatora. Względna prostota konstrukcji i dostępność komponentów sprawiają, że są one atrakcyjne również dla radioamatorów.

Po raz pierwszy takie rozwiązanie techniczne zaproponował L.M. Braslavsky'ego z Nowosybirskiego Instytutu Elektrotechnicznego w 1972 roku, po złożeniu wniosku o wynalazek. Okazał się on na tyle oryginalny i nieoczywisty dla specjalistów, że VNIIGPE badał wniosek przez całe sześć lat i dopiero w 1978 r. wydał zaświadczenie o prawach autorskich.

Później opatentowano inne rozwiązania, pozwalające na wdrożenie zasilaczy kondensatorowych. Uproszczony schemat takiego urządzenia pokazano na rys. 6.10. Pozwala na realizację „treningu” akumulatorów – trybu, w którym akumulator jest ładowany podczas jednego półcyklu napięcia sieciowego, a następnie rozładowywany mniejszym prądem do rezystora balastowego.

(kliknij, aby powiększyć)

Opisana przetwornica napięcia kondensatora przeznaczona jest do ładowania akumulatorów samochodowych o pojemności do 70 Ah, więc maksymalny średni prąd wyjściowy urządzenia powinien wynosić 7 A. Wartość ta jest zgodna z ograniczeniem składowej zmiennej na poziomie 20 ... 30% napięcia znamionowego dla zastosowanych kondensatorów tlenkowych.

Dioda prostownicza VD38, kondensator C13 i diody Zenera VD39, VD40 tworzą napięcie zasilania jednostki sterującej, która synchronizuje działanie tranzystorów przełączających VT2 i VT3 z polaryzacją napięcia sieciowego i stabilizuje prąd wyjściowy.

Urządzenie działa w następujący sposób. Przy dodatniej półfali napięcia sieciowego blok kondensatorów C1.C12 i kondensator magazynujący energię C13 są ładowane. Przy ujemnej półfali włącza się dioda LED transoptora U1, a jego otwierający się fototranzystor bocznikuje złącze emitera tranzystora VT1. Tranzystor VT1 zamyka się i poprzez rezystor R5 łączy nieodwracające wejście wzmacniacza operacyjnego DA1 z wyjściem jednostki kondensatora.

W tym samym czasie sam wzmacniacz operacyjny przełącza i otwiera tranzystory VT3, VT2 i diodę LED transoptora U2. Wzmacniacz operacyjny DA1 działa w trybie komparatora, więc jego sygnał wyjściowy może przyjmować tylko dwie wartości - bliskie napięcie zasilania i do zera. Jeśli napięcie na jego wejściu odwracającym jest większe niż na wejściu nieodwracającym, napięcie wyjściowe będzie bliskie zeru, a tranzystor VT3 będzie w stanie zamkniętym. W przeciwnym razie napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego jest zbliżone do napięcia zasilania, tranzystor VT3 otwiera się, a przez rezystor R10 - tranzystor VT2 i transoptor U2.

Sygnałem wejściowym do stabilizacji prądu wyjściowego jest napięcie na kondensatorze. Zatem zmiana napięcia na kondensatorze (jego spadek) jest wprost proporcjonalna do ładunku podanego do obciążenia, dlatego stabilizując ładunek wydzielany przez kondensator podczas jednego cyklu rozładowania, urządzenie stabilizuje prąd wyjściowy. Jego wartość jest regulowana przez rezystor R7. Po zamknięciu tranzystora VT1 napięcie z kondensatora podawane jest na wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego DA1 i porównywane z przykładowym napięciem podanym na wejście odwracające z dzielnika R6...R8. Kiedy napięcie na kondensatorze staje się mniejsze niż przykładowe, wzmacniacz operacyjny DA1 przełącza się w stan zerowy i zamyka tranzystor VT3, a przez niego (i obciążenie urządzenia) fotodystor transoptora U2.

Jeżeli z jakiegoś powodu napięcie na kondensatorze nie spadło do wzorcowego (tj. ładunek określony położeniem suwaka rezystora R7 nie przeszedł do obciążenia), a czas przeznaczony na rozładowanie się skończył, działanie urządzenia zapobiegające przedostawaniu się napięcia sieciowego do urządzenia wyjściowego jest zorganizowane w ten sposób. Napięcie ujemnej półfali sieci maleje, aż dioda LED transoptora U1 zgaśnie, aw konsekwencji zamknie się jego fototranzystor. Prowadzi to do otwarcia tranzystora VT1, zbocznikowania wejścia nieodwracającego i przełączenia komparatora DA1, aw rezultacie zamknięcia tranzystorów VT3, VT2 jeszcze przed pojawieniem się dodatniej półfali napięcia sieciowego. Występuje zatem wymuszona synchronizacja jednostki stabilizacji prądu z polaryzacją napięcia sieciowego. Transoptor U2 jest potrzebny tylko jako element zwiększający bezpieczeństwo i może nie być dostępny we wbudowanych zasilaczach.

Ładowanie baterii zajmuje stosunkowo dużo czasu i wymaga pewnej kontroli. Dzięki temu urządzenie zapewnia możliwość automatycznego wyłączenia ładowanego akumulatora, gdy napięcie na nim wynosi 14,2...14,4 V. Funkcję elementu progowego do odłączania w pełni naładowanego akumulatora pełni przekaźnik elektromagnetyczny K1 (RES10) , który działa przy napięciu około 10,5 V. Przekaźnik jest podłączony do zacisków wyjściowych X2 i X3 za pomocą rezystora przycinającego drut R11. Rezystor ten wraz z kondensatorem C14 tworzy filtr, który tłumi składową AC pulsującego napięcia ładowania, ale przepuszcza wolno rosnącą składową DC napięcia akumulatora. Dlatego po osiągnięciu napięcia progowego następuje zadziałanie przekaźnika K1 i rozwarcie styków K1.1 wyłącza zasilanie zespołu kondensatora i układu sterowania. Samo uzwojenie przekaźnika pozostaje zasilane przez ładowany akumulator i ze względu na obecność histerezy wyłącza się, gdy napięcie spadnie do 11,8 V. Następnie akumulator jest automatycznie ładowany. Włączenie/wyłączenie automatycznego zakończenia ładowania odbywa się za pomocą przełącznika SA2.

Zastosowanie przekaźnika serii RES10 wynika z jego niskiego poboru prądu, a co za tym idzie niskiego prądu rozładowania akumulatora w trybie zatrzymania ładowania. Zastosowane styki małej mocy przekaźnika odzwierciedlają również cechy opisywanego urządzenia związane z pojemnościowym charakterem obciążenia. Dlatego przerwa w obwodzie zasilania kondensatora następuje bez iskrzenia. Zastosowanie dwóch bezpieczników sieciowych (FU1, FU2) oraz rozłącznika dwusekcyjnego SA1 wiąże się ze zwiększonymi wymogami bezpieczeństwa elektrycznego ze względu na brak galwanicznej izolacji urządzenia od sieci zasilającej.

W zespole kondensatorowym można zastosować dowolne kondensatory tlenkowe, ale najlepiej tego samego typu. W przypadku zastosowania importowanych kondensatorów można znacznie zmniejszyć wymiary tego bloku. Diody bloku mogą być również dowolne, zaprojektowane na ten sam prąd i napięcie wsteczne - zrobią to nawet diody D226B i D7Zh, ale wymiary bloku i jego masa znacznie wzrosną. Transoptor T0325-12,5-4 zostanie zastąpiony przez T0125-10 lub T0125-12,5 nie niższy niż klasa 4. Zamiast KP706B (VT3) można zastosować podobne krajowe tranzystory polowe lub importowane IGBT dla tego samego prądu i napięcia, a najlepiej przy minimalnej rezystancji kanału.

Przy wyborze przekaźnika elektromagnetycznego należy wziąć pod uwagę, że napięcie znamionowe podane na tabliczce znamionowej jest około 1,5 ... 1,7 razy wyższe niż napięcie wyzwalające oraz że napięcie wyzwalające może być nieco inne nawet dla przekaźników z tej samej partii. Możliwe jest zastosowanie przekaźników RES9, RES22, RES32 i innych o odpowiednio niskim poborze prądu, dla napięcia pracy w zakresie 8 ... trzaskanie styków przekaźnika i fałszywych alarmów.

Prawidłowo zmontowane urządzenie od razu zaczyna działać. W zasadzie wystarczy wybrać rezystory R6 i R8, aby wyregulować zakres regulacji prądu ładowania. W tym celu należy podłączyć rozładowany akumulator do wyjścia urządzenia i za pomocą doboru rezystorów R6 i R8 ustawić zakres regulacji prądu ładowania przez rezystor R1 za pomocą amperomierza RA7.

Jeśli w początkowej pozycji suwaka rezystora R7 prąd jest różny od zera, należy zmniejszyć rezystancję rezystora R8. Jeśli prąd ładowania stanie się równy zeru nie w skrajnym położeniu silnika R7, należy zwiększyć rezystancję tego rezystora. Następnie silnik rezystora R7 ustawia się w końcowej pozycji. Jeśli teraz prąd ładowania jest mniejszy niż maksimum, rezystancja rezystora R6 będzie musiała zostać zmniejszona, a jeśli przekroczy, zostanie zwiększona. Następnie, ustawiając przełącznik SA2 w pozycji „Tryb ręczny”, należy doprowadzić akumulator do pełnego naładowania, kontrolując napięcie na nim za pomocą woltomierza prądu stałego. Następnie należy odłączyć urządzenie od sieci, przestawić przełącznik kołyskowy SA2 w tryb „Auto”, a suwak rezystora R11 w pozycję maksymalnej rezystancji. Po ponownym podłączeniu urządzenia do sieci, poprzez zmniejszenie rezystancji rezystora R11, uzyskujemy wyraźną pracę przekaźnika K1 – urządzenie jest gotowe do pracy.

Podczas ustawiania i obsługi ładowarki należy pamiętać, że nie ma izolacji galwanicznej od sieci zasilającej. Dlatego można go podłączać i odłączać od akumulatora tylko wtedy, gdy przewód zasilający jest odłączony od sieci.

Autor: Semyan A.P.

Zobacz inne artykuły Sekcja Ładowarki, akumulatory, ogniwa galwaniczne.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Brelok Tile Mate do kontrolowania rzeczy 17.10.2016

Płytka wprowadziła nową wersję breloka, która pozwala na śledzenie rzeczy za pomocą interfejsu Bluetooth i aplikacji mobilnej. Nowością jest nazwa Tile Mate. Jest o 25% mniejszy niż oryginalny Tile Original.

W przeciwieństwie do poprzedniego Tile Slim, który został zoptymalizowany pod kątem grubości portfela, znacznik Tile Mate jest przeznaczony do mocowania za pomocą otworu w etui. Innymi słowy, lepiej nadaje się do kluczy, torebek, bagażu, aparatów fotograficznych, zabawek i innych przedmiotów, do których można przyczepić brelok. Nawiasem mówiąc, urządzenia Tile Mate i Tile Slim oferowane są nie tylko pojedynczo, ale także jako zestaw.

Brelok Tile Mate o wymiarach 34 x 34 x 4,65 mm waży 6,1 g. Jest odporny na kurz i zachlapania, dzięki czemu działa na przykład w deszczu. Za pomocą Tile Mate i smartfona możesz nie tylko śledzić obiekt, do którego przyczepiony jest tag, ale wręcz przeciwnie, znaleźć smartfon. Aby to zrobić, wystarczy dwukrotnie kliknąć etykietę.

Jeden brelok Tile Mate kosztuje 25 USD. Cztery sztuki można kupić za 70 USD. Zestaw dwóch płytek Tile Mate i dwóch płytek Tile Slim kosztuje 90 USD.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ System sztucznej fotosyntezy

▪ Ogłoszono specyfikację PCIe 7.0

▪ Pozioma turbina wiatrowa

▪ Śnieg spadł we wszechświecie

▪ Odzież sportowa NASA

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Zasilacze. Wybór artykułu

▪ Artykuł Cezara nie jest ponad gramatykami. Popularne wyrażenie

▪ Jakie były ścieżki rozwoju gospodarczego i politycznego Francji w drugiej połowie XIX wieku? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Velomobilu. Transport osobisty

▪ artykuł Wzmacniacz na 4 tranzystorach z zasilaniem płynnym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Kwadratura koła. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn