Повышающий DC/DC преобразователь напряжения 12/300 В

В состав практически каждого ИИП входит двухполупериодный выпрямитель, преобразующий переменное напряжение сети 220 В в постоянное 310 В (исключение составляют лишь маломощные ИИП, в которых иногда применяют однополупериодный выпрямитель). Это означает, что для питания таких ИИП нет необходимости формировать синусоидальное напряжение 220 В и частотой 50 Гц, а достаточно постоянного напряжения 310 В, что существенно упрощает конструкцию преобразователя.

Предлагаемый DC/DC преобразователь позволяет питать от бортовой сети автомобиля или другого источника постоянного напряжения 12 В любое сетевое электрооборудование с потребляемой мощностью не более 50 Вт, имеющее в своем составе ИИП, Преобразователь имеет небольшие габариты и вес, высокие надежность и КПД при низкой стоимости и простоте кон-

струкции. Недостатки — отсутствие гальванической развязки цепи выходного постоянного напряжения 310 В от источника питания 12 В и небольшая мощность. Схема преобразователя приведена на рис. 1.

-

Технические характеристики

Входное напряжение, В......10,5...15

Частота преобразования, кГц......40

Выходное напряжение, В ... .300...310 Ток, потребляемый в отсутствие нагрузки, мА   ............38

Максимальная долговременная мощность нагрузки, Вт .........................50

КПД (при входном напряжении 11,7В и мощности нагрузки 32 Вт), %.............92

-

Устройство построено по классической схеме двухтактного преобразователя с выводом средней точки первич-

ной обмотки повышающего трансформатора Т1. Основа устройства — двухтактный ШИ контроллер DA1. выход которого включен по схеме эмиттерного повторителя. Частота преобразования составляет около 40 кГц, она задана резистором R3 и конденсатором СЗ. Плавный пуск преобразователя обеспечивается элементами R4, R7, С9, VT7. Это защищает плавкую вставку FU1, переключательные транзисторы VT5, VT6 и выпрямительные диоды VD7— VD10 от перегрузки во время переходного процесса, когда сглаживающие конденсаторы С18—С20 заряжаются. При подаче питающего напряжения конденсатор С9 заряжается, транзистор VT7 в этот момент закрыт.

По мере зарядки конденсатора транзистор VT7 открывается и напряжение на входе компаратора "мертвого времени" (вывод 4 DA1) уменьшается. За счет этого коэффициент заполнения импульсов контроллера плавно увеличивается от нуля до максимального значения (48 %). Данное решение, в отличие от обычно применяемой RC-цепи, позволяет получить максимальную скважность управляющих импульсов за счет крайне малого сопротивления сток—исток транзистора VT7 в открытом состоянии. Диод VD2 ускоряет разрядку конденсатора С9 при отключении питающего напряжения.

Транзисторы VT1, VT2, а также VT3, VT4 — эмиттерные повторители, которые обеспечивают быструю перезарядку емкости затворов полевых транзисторов VT5, VT6. Диоды VD3. VD4 шунтируют резисторы R8, R9 в цепях затворов, ускоряя процесс закрывания этих транзисторов, уменьшая тем самым потери при переключении. Для ограничения выбросов напряжения на стоках транзисторов VT5, VT6 до безопасного

Источник: Журнал Радио 2009 №9

Повышающий DC/DC преобразователь напряжения 12/300 В

Массовый ежемесячный научно-технический журнал

Издаётся с 1924 года

Журнал Радио 2009 №9 Повышающий DC/DC преобразователь напряжения 12/300 В
Повышающий DC/DC преобразователь напряжения 12/300 В
Повышающий DC/DC преобразователь напряжения 12/300 В
Повышающий DC/DC преобразователь напряжения 12/300 В

значения установлены ограничительные диоды VD5. VD6.

Для стабилизации выходного напряжения применена обратная связь по напряжению на встроенный в ШИ контроллер DA1 усилитель сигнала ошибки. Выходное напряжение преобразователя через резистивный делитель R14R15 поступает на неинвертирующий вход этого усилителя (вывод 1 DA1). На инвертирующий вход усилителя (вывод 2) через резистор R1 поступает напряжение со встроенного источника образцового напряжения (5 В) с вывода 14 DA1 Повышение выходного напряжения приводит к линейному уменьшению длительности импульсов на выводах 9 и 10 ШИ контроллера DA1, что приводит к уменьшению выходного напряжения, т. е. его стабилизации.

С помощью резисторов R1 и R2 установлен коэффициент усиления встроенного усилителя сигнала ошибки, равный примерно десяти. Это позволило не допустить существенной разницы в длительности управляющих импульсов на выводах 9 и 10 ШИ контроллера.

На элементах DA2, HL1. R10—R13 выполнен узел контроля разрядки аккумуляторной батареи Питающее напряжение с делителя R10. R11 поступает на управляющий вход микросхемы DA2 — параллельного стабилизатора напряжения, который применен в качестве компаратора

При напряжении на управляющем входе более 2,5 В через светодиод HL1 протекает ток, свечение которого сигнализирует о нормальном напряжении аккумуляторной батареи, а отсутствие свечения — о ее разрядке. Диод VD1 защищает устройство от неправильной полярности питающего напряжения — в случае возникновения такой ситуации сгорает плавкая вставка FU1. Питающее напряжение на ШИ контроллер DA1 поступает через фильтр питания L1C4C6.

В устройстве применены резисторы МЛТ, С2-23, оксидные конденсаторы — импортные,  конденсаторы С1— СЗ — KI0-17. остальные — керамические для поверхностного монтажа типоразмера 0805 или 1206. Транзисторы 1RF3205 заменимы на IRFI3205 или IRL3705N. транзисторы 2SC3205 и 2SA1273 — на КТ961 и КТ639 соответственно (с любыми буквенными индексами). В последнем случае желательно подобрать экземпляры со статическим коэффициентом усиления по току не менее 100. Диоды 1.5КЕ36А можно   заменить   на  диоды   1.5КЕ39А, 1 ЬКг47АилиР6КЕ36А,Р6КЕ39А,Р6КЕ47А. a   UF2007   -   на   FR207   или   HER207. Полными аналогами ШИ контроллера TL494CLP являются   микросхемы КА7500 и КР1114ЕУ4. После монтажа транзисторов VT5 и VT6 на плату к ним через изолирующие теплопроводящие прокладки крепят общий теплоотвод. представляющий собой алюминиевую     пластину размерами 50х20 мм и толщиной 2... 4 мм. Для     трансформатора    Т1 применен Ш-образный магнитопровод типа El      сечением 10*7 мм от блока питания IBM PC AT В первую очередь на каркас наматывают обмотку   II,   содержащую   182   витка провода ПЭВ-2 0,25мм, каждый из слоев изолируют калькой Для обмотки  использованы пять скрученных проводов   ПЭВ-2 0,44 мм,   она   содержит 14 витков с отводом от середины.   После  намотки  всю  катушку пропитывают шеллаком. Для ускорения его высыхания можно прогреть катушку, пропуская через обмотку II постоянный ток 0,3...0,4 А. В этот момент в катушке не должно быть маг-

нитопровода. Для получения максимальной индуктивности обмоток обе части магнитопровода склеивают шеллаком, в котором размешан ферритовый порошок. После высыхания магнитопровод обматывают несколькими слоями бумажной липкой ленты. Индуктивность каждой половины обмотки I трансформатора Т1 должна быть не менее 130 мкГн.

Все     элементы преобразователя, за      исключением светодиода, диода VD1,   держателей   плавких   вставок, выключателя питания, входных и выходных гнезд, установлены на печатной плате из односторонне фольгированно-

го стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, чертеж которой показан на рис. 2. Плата установлена в корпус размерами 154x64x39 мм — он самодельный и склеен из листового полистирола толщиной 2 мм. Светодиод, держатели плавких вставок, выключатель питания, входные и выходные гнезда установлены в отверстия на боковых стенках корпуса (рис. 3). Диод VD1 — на выводах выключателя питания SA1 и держателя плавкой вставки FU1. В крышке корпуса сделаны вентиляционные отверстия (рис. 4).

Налаживание преобразователя сводится к проверке выходного напряжения, без подключенной нагрузки, которое должно быть в интервале 300...310 В. При необходимости его изменяют подборкой резистора R15.

Для налаживания узла контроля разрядки аккумуляторной батареи необходимо подобрать резистор R11 так, чтобы при уменьшении напряжения питания до 10,8 В светодиод HL1 погас.

Повышающий DC/DC преобразователь напряжения 12/300 В

Повышающий DC/DC преобразователь напряжения 12/300 В

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика

Схема рис. 1 повышающий DC/DC преобразователь напряжения 12/300 В