Przetwornice jednocyklowe o wysokiej sprawności, 12/220 V. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki

 Komentarze do artykułu

Niektóre znane domowe urządzenia elektryczne, takie jak lampa fluorescencyjna, lampa błyskowa i wiele innych, można czasami wygodnie używać w samochodzie.

Ponieważ większość urządzeń jest zasilana napięciem sieciowym 220 V, potrzebna jest przetwornica podwyższająca napięcie. Golarka elektryczna lub mała lampa fluorescencyjna zużywa nie więcej niż 6 ... 25 watów mocy. W takim przypadku taka przetwornica często nie wymaga napięcia przemiennego na wyjściu. Powyższe domowe urządzenia elektryczne normalnie działają, gdy są zasilane stałym lub jednobiegunowym prądem pulsującym.

Pierwsza wersja jednocyklowego (flyback) impulsowego konwertera napięcia stałego 12 V / 220 V jest wykonana na importowanym układzie kontrolera UC3845N PWM i potężnym N-kanałowym tranzystorze polowym BUZ11 (ryc. 4.10). Elementy te są tańsze niż krajowe odpowiedniki i pozwalają osiągnąć wysoką wydajność urządzenia, w tym dzięki niewielkiemu spadkowi napięcia źródło-dren na otwartym tranzystorze polowym (wydajność konwertera zależy również od stosunku szerokość impulsów przekazujących energię do transformatora do przerwy).

Określony mikroukład jest specjalnie zaprojektowany dla przetworników jednocyklowych i zawiera wszystkie niezbędne węzły w środku, co pozwala zmniejszyć liczbę elementów zewnętrznych. Posiada wysokoprądowy, quasi-komplementarny stopień wyjściowy, specjalnie zaprojektowany do bezpośredniego sterowania dużą mocą. M-kanałowy tranzystor polowy z izolowaną bramką. Częstotliwość robocza impulsów na wyjściu mikroukładu może osiągnąć 500 kHz. Częstotliwość jest określona przez wartości elementów R4-C4 iw powyższym obwodzie wynosi około 33 kHz (T = 50 μs).

Ryż. 4.10. Schemat przetwornicy impulsowej single-ended zwiększającej napięcie (kliknij, aby powiększyć)

Chip zawiera również układ zabezpieczający wyłączający pracę przetwornicy, gdy napięcie zasilania spadnie poniżej 7,6 V, co jest przydatne przy zasilaniu urządzeń z baterii.

Rozważmy bardziej szczegółowo działanie konwertera. na ryc. 4.11 przedstawia schematy napięciowe wyjaśniające zachodzące procesy. Kiedy dodatnie impulsy pojawią się na bramce tranzystora polowego (ryc. 4.11, a), otwiera się, a rezystory R7-R8 będą miały impulsy pokazane na ryc. 4.11, ok.

Nachylenie piku impulsu zależy od indukcyjności uzwojenia transformatora, a jeśli nastąpi gwałtowny wzrost amplitudy napięcia na górze, jak pokazano linią przerywaną, oznacza to nasycenie obwodu magnetycznego. W tym przypadku gwałtownie wzrastają straty konwersji, co prowadzi do nagrzewania się elementów i pogarsza działanie urządzenia. Aby wyeliminować nasycenie, konieczne będzie zmniejszenie szerokości impulsu lub zwiększenie przerwy w środku obwodu magnetycznego. Zwykle wystarczająca jest szczelina 0,1 ... 0,5 mm.

W momencie wyłączenia tranzystora mocy indukcyjność uzwojeń transformatora powoduje skoki napięcia, jak pokazano na rysunkach.

Ryż. 4.11. Wykresy napięcia w punktach testowych obwodu

Przy prawidłowym wykonaniu transformatora T1 (sekcja uzwojenia wtórnego) i zasilaniu niskonapięciowym amplituda udaru nie osiąga niebezpiecznej dla tranzystora wartości, dlatego w tym obwodzie zastosowano specjalne środki w postaci obwodów tłumiących w uzwojeniu pierwotnym T1, nie są używane. Aby stłumić skoki w prądowym sygnale zwrotnym dochodzącym do wejścia mikroukładu DA1.3, z elementów R6-C5 instalowany jest prosty filtr RC.

Napięcie na wejściu przetwornicy w zależności od stanu akumulatora może wahać się od 9 do 15 V (co stanowi 40%). Aby ograniczyć zmianę napięcia wyjściowego, wejściowe sprzężenie zwrotne jest usuwane z dzielnika rezystorów R1-R2. W takim przypadku napięcie wyjściowe na obciążeniu będzie utrzymywane w zakresie 210 ... 230 V (Rload = 2200 Ohm), patrz tabela. 4.2, czyli zmienia się o nie więcej niż 10%, co jest całkiem do przyjęcia.

Tabela 4.2. Parametry obwodu przy zmianie napięcia zasilania

Stabilizacja napięcia wyjściowego odbywa się poprzez automatyczną zmianę szerokości impulsu tranzystora otwierającego VT1 z 20 µs przy Upit=9 V na 15 µs (Upit=15 V).

Wszystkie elementy obwodu, z wyjątkiem kondensatora C6, są umieszczone na jednostronnej płytce drukowanej wykonanej z włókna szklanego o wymiarach 90 x 55 mm (ryc. 4.12).

Ryż. 4.12. Topologia PCB i układ elementów

Transformator T1 montowany jest na płytce za pomocą śruby M4x30 poprzez gumową uszczelkę, jak pokazano na rys. 4.13.

Ryż. 4.13 Sposób montażu transformatora T1

Tranzystor VT1 jest zamontowany na grzejniku. Projekt wtyczki. XP1 musi wykluczyć błędne doprowadzenie napięcia do obwodu.

Transformator impulsowy T1 wykonany jest z wykorzystaniem szeroko stosowanych kubków pancernych BZO z obwodu magnetycznego M2000NM1. Jednocześnie w części środkowej należy zapewnić im odstęp 0,1 ... 0,5 mm.

Obwód magnetyczny można kupić z istniejącą szczeliną lub wykonać go grubym papierem ściernym. Lepiej jest wybrać wartość przerwy eksperymentalnie podczas ustawiania, aby obwód magnetyczny nie przechodził w tryb nasycenia - wygodnie jest kontrolować go kształtem napięcia na źródle VT1 (patrz ryc. 4.11, c).

Dla transformatora T1 uzwojenie 1-2 zawiera 9 zwojów drutu o średnicy 0,5.0,6 mm, uzwojenia 3-4 i 5-6 po 180 zwojów drutu o średnicy 0,15 ... 0,23 mm (PEL lub PEV drut). W tym przypadku uzwojenie pierwotne (1-2) znajduje się pomiędzy dwoma uzwojeniami wtórnymi, tj. pierwsze uzwojenie 3-4 jest uzwojone, a następnie 1-2 i 5-6.

Podczas podłączania uzwojeń transformatora należy przestrzegać kolejności faz pokazanej na schemacie. Niewłaściwe fazowanie nie spowoduje uszkodzenia obwodu, ale nie będzie działał prawidłowo.

Podczas montażu zastosowano następujące części: dostrojony rezystor R2 - SDR-19a, stałe rezystory R7 i R8 typu C5-16M na 1 W, reszta może być dowolnego typu; kondensatory elektrolityczne C1 - K50-35 na 25 V, C2 - K53-1A na 16 V, C6 - K50-29V na 450 V i reszta typu K10-17. Tranzystor VT1 jest zamontowany na małym (jak na wielkość płytki) grzejniku wykonanym z profilu duraluminium. Zestawienie obwodu polega na sprawdzeniu poprawności połączenia uzwojenia wtórnego za pomocą oscyloskopu, a także ustawieniu żądanej częstotliwości za pomocą rezystora R4. Rezystor R2 ustawia napięcie wyjściowe na gniazdach XS1, gdy obciążenie jest włączone.

Powyższy układ przetwornicy przeznaczony jest do pracy ze znaną mocą obciążenia (6...30 W - podłączony na stałe). Na biegu jałowym napięcie na wyjściu obwodu może osiągnąć 400 V, co jest nie do przyjęcia dla wszystkich urządzeń, ponieważ może je uszkodzić z powodu przebicia izolacji.

Jeżeli przetwornica ma pracować z obciążeniem o różnej mocy, które jest również załączane podczas pracy przetwornicy, to należy usunąć z wyjścia sygnał sprzężenia zwrotnego napięciowego. Wariant takiego schematu pokazano na ryc. 4.14. Pozwala to nie tylko ograniczyć napięcie wyjściowe obwodu na biegu jałowym do 245 V, ale także zmniejsza zużycie energii w tym trybie około 10-krotnie (Ipotr=0,19 A; P=2,28 W; Uh=245 V).

Ryż. 4.14. Schemat przekształtnika jednocyklowego z ograniczeniem maksymalnego napięcia na biegu jałowym

Transformator T1 ma taki sam obwód magnetyczny i dane uzwojenia jak w obwodzie (ryc. 4.10), ale zawiera dodatkowe uzwojenie (7-4) - 14 zwojów drutu PELSHO o średnicy 0.12.0.18 mm (jest uzwojone jako ostatnie) . Pozostałe uzwojenia są wykonane w taki sam sposób jak w transformatorze opisanym powyżej.

Do produkcji transformatora impulsowego można również użyć kwadratowych rdzeni z serii. KV12 z ferrytu M2500NM - liczba zwojów w uzwojeniach w tym przypadku się nie zmieni. Aby zastąpić opancerzone rdzenie magnetyczne (B) bardziej nowoczesnymi kwadratowymi (KB), możesz użyć tabeli. 4.3.

Tabela 4.3. Zalecane opcje wymiany rdzenia magnetycznego

Sygnał sprzężenia zwrotnego napięcia z uzwojenia 7-8 przez diodę jest podawany na wejście (2) mikroukładu, co pozwala na dokładniejsze utrzymanie napięcia wyjściowego w danym zakresie, a także zapewnia izolację galwaniczną między uzwojeniem pierwotnym a obwody wyjściowe. Parametry takiej przetwornicy w zależności od napięcia zasilania podano w tabeli. 4.4.

Tabela 4.4. Parametry obwodu przy zmianie napięcia zasilania

Możliwe jest nieco większe zwiększenie wydajności opisanych przetwornic, jeśli transformatory impulsowe zostaną zamocowane na płytce za pomocą śruby dielektrycznej lub kleju żaroodpornego. Wariant topologii płytki drukowanej do montażu obwodu pokazano na ryc. 4.15.

Ryż. 4.15. Topologia PCB i układ elementów

Za pomocą takiego konwertera można zasilać golarki elektryczne „Agidel”, „Charków” i szereg innych urządzeń z sieci pokładowej samochodu.

Autor: Shelestov I.P.

Zobacz inne artykuły Sekcja Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego 01.05.2024

Coraz częściej słyszymy o wzroście ilości śmieci kosmicznych otaczających naszą planetę. Jednak do tego problemu przyczyniają się nie tylko aktywne satelity i statki kosmiczne, ale także pozostałości po starych misjach. Rosnąca liczba satelitów wystrzeliwanych przez firmy takie jak SpaceX stwarza nie tylko szanse dla rozwoju Internetu, ale także poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa kosmicznego. Eksperci zwracają obecnie uwagę na potencjalne konsekwencje dla ziemskiego pola magnetycznego. Dr Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics podkreśla, że ​​firmy szybko wdrażają konstelacje satelitów, a liczba satelitów może wzrosnąć do 100 000 w następnej dekadzie. Szybki rozwój tych kosmicznych armad satelitów może prowadzić do skażenia środowiska plazmowego Ziemi niebezpiecznymi śmieciami i zagrożenia dla stabilności magnetosfery. Metalowe odłamki ze zużytych rakiet mogą zakłócać jonosferę i magnetosferę. Oba te systemy odgrywają kluczową rolę w ochronie i utrzymaniu atmosfery ... >>

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że ​​tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum System audio Sony z CarPlay 20.08.2016 Firma Sony zaprezentowała swój pierwszy samochodowy system audio obsługujący platformę Apple CarPlay, która umożliwia korzystanie z technologii iOS w samochodzie bez odwracania uwagi kierowcy od sterowania smartfonem. System audio XAV-AX100, jak twierdzi firma, oferuje „wszystko, czego potrzebujesz” do jazdy na długich dystansach, w tym łączność ze smartfonem, wysokiej jakości odtwarzanie dźwięku i funkcję poleceń głosowych. Po Alpine, Kenwood, JVC, JBL i Pioneer, Sony jest jedną z ostatnich firm, która weszła na rynek systemów obsługujących CarPlay. Dzięki obsłudze platformy CarPlay entuzjaści samochodów, którzy zainstalują nowy system audio Sony, będą mieli dostęp do Apple Maps, Apple Music, wykonywania połączeń telefonicznych, wysyłania wiadomości tekstowych oraz sterowania różnymi funkcjami za pomocą asystenta głosowego Siri. System audio XAV-AX100 jest również kompatybilny z alternatywą CarPlay, platformą Android Auto. Wzmacniacz Dynamic Reality Amp 2 o mocy wyjściowej 4 x 55 W i technologii EXTRA BASS eliminuje hałas silnika i odtwarza czysty dźwięk na dowolnym poziomie głośności z głębokim, mocnym basem. 10-pasmowy korektor graficzny systemu audio zapewnia różnorodne dźwięki. Przekątna ekranu dotykowego systemu audio to 6,4 cala, rozdzielczość to 800 x 480 pikseli. System audio Sony XAV-AX100 trafi do sprzedaży w listopadzie za 500 USD.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Emocje są bardziej przekonujące niż racjonalne argumenty

▪ Technologia Ultra-Flash CSFB

▪ Deszcze pochodzą z kosmosu

▪ 9-osobowy samolot elektryczny

▪ Pułapka na światło

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ Sekcja telefoniczna witryny. Wybór artykułów

▪ artykuł Życie jest krótkie, sztuka jest wieczna. Popularne wyrażenie

▪ Jaka jest istota teorii „państwa opiekuńczego”? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Marcina. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Paszport techniczny silnika elektrycznego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Wskaźnik rozładowania akumulatora. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

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

www.diagram.com.ua
2000-2024