Двухтактный инвертор с пониженным питанием

Двухтактный полумостовой импульсный инвертор с небольшими габаритами используется как источник питания и для зарядки аккумуляторов Пониженное напряжение питания инвертора предполагает использование в схеме ключевых транзисторов с низким рабочим напряжением Зарядка аккумуляторов выполняется при стабильном напряжении. Паспортный ток заряда аккумулятора снижается к концу зарядного цикла до состояния буферного подзаряда

В инверторе предусмотрено регулирование выходного напряжения и тока,

электронная защита от коротких замыканий в нагрузке и перегрузок в схеме В схеме (рис.1) происходит тройное преобразование напряжения

- переменное напряжение сети выпрямляется, сглаживается и понижается;

- постоянное напряжение преобразуется в импульсное с частотой до нескольких десятков килогерц;

- импульсное напряжение трансформируется в низковольтную цепь, выпрямляется и сглаживается

Источник: Журнал Радиомир № 6 за 2011

Двухтактный инвертор с пониженным питанием

Массовый ежемесячный научно-технический журнал

——

Схемы источники питания
Журнал Радиомир № 6 за 2011Двухтактный инвертор с пониженным питанием
Двухтактный инвертор с пониженным питанием

Полученное постоянное напряжение используется для зарядки аккумуляторов или питания нагрузки (электронных схем, электродвигателей и т.п.). Пониженное питание инвертора позволяет использовать ключевые транзисторы с низким паспортным напряжением и снижает помехи преобразования Схема инвертора оснащена двумя регуляторами: тока и напряжения.

Сетевой помехолодавляющии фильтр состоит из двухобмоточного дросселя Т2 и конденсаторов С13, С14 Фильтр снижает помехи от преобразователя, поступающие в сеть, и устраняет импульсные помехи, проникающие из сети Перед фильтром установлены предохранитель FU1 и выключатель SA1

После выпрямителя сетевого напряжения VD4 и сглаживающего фильтра на конденсаторе С12 постоянное напряжение подается на транзисторный фильтр-стабилизатор R15 VD2-VT3 С эмиттера VT3 пониженное напряжение определяемое напряжением стабилизации стабипитрона VD2. используется для питания инвертора Оно дополнительно сглаживается конденсаторами С8 и С9. шунтированными резисторами R12 и R13 для выравнива ния напряжении относительно средней точки Терморезистор RK2 ограничивает ток заряда конденсаторов фильтра при подаче сетевого напряжения

Первичная обмотка высокочастотного трансформатора Т1 инвертора одним выводом подключена к средней точке конденсаторов С8 С9. а вторым выводом (через разделительный конденсатор С7) — к точке соединения силовых транзисторов VT1 VT2 ключевого преобразователя Цепочка R14-С11 подавляет паразитные ВЧ-колебания в обмотках трансформатора после окончания импульса Разделительный конденсатор С7 устраняет подмагничивание магнитопровода трансформатора Т1 при разбросе параметров конденсаторов С8. С9 и транзисторов VT1 VT2. а также позволяет исполь зовать трансформатор без зазора в магнитопроводе

От коэффициента усиления транзисторов VT1  VT2 зависит скорость

переключения тока и потери мощности управления Входная RC цепочка R7-C4 защищает инвертор от возникновения сквозных токов и ускоряет прохождение фронтов импульсов на базы транзисторов

При подаче питания на генератор на выходе 3 DA1 устанавливается высокий уровень на время, зависящее от номиналов R1. R2 и С1 Появление на базах транзисторов VT1. VT2 положительного импульса приводит к открыванию транзистора VT1 и закрыванию VT2 Конденсатор С7 в диагонали моста, заряженный через открытый транзистор VT2 напряжением со средней точки конденсаторов С8. С9. разряжается через транзистор VT1 В первичной обмотке трансформатора Т1 возникает импульс тока, который трансформируется во вторичную обмотку При переключении генератора и появлении низкого уровня на выходе 3 DA1 транзистор VT1 закрывается, a VT2 — открывается На конденсаторе С7 меняется полярность напряжения, и в первичной обмотке трансформатора Т1 возникает ток обратного направления Импульсное напряжение с первичной обмотки трансформатора Т1 передается во вторичную (с учетом коэффициента трансформации), выпрямляется высокочастотным мостом VD3 на лавинных диодах и сглаживается конденсатором СЮ

Генератор импульсов выполнен на аналоговом КМОП-таймере DA1 с минимальным энергопотреблением Использовать таймер типа КР1006ВИ1 не рекомендуется ввиду увеличения потребляемого тока Микросхема таймера DA1 содержит два компаратора подключенных к входам 6 и 2 RC-триггер. выходной усилитель и ключевой транзистор на выводе 7 для разряда внешнего времязадающего конденсатора

Микросхема DA1 работает в режиме мультивибратора При зарядке конденсатора С1 до уровня 2/3 U пит на выходе 3 - - - высокий уровень. После достижения этого уровня внутренний триггер DA1 устанавливает на выходе 3 низкий уровень, открывает ключевой транзистор, и конденсатор С1 разряжается через него и резис-

торы R2. R3 После разрядки С1 до уровня 1/3 ипи, внутренний триггер переключает выходы 3. 7 DA1 в исходное состояние Цикл повторяется

Выходное напряжение с конденсатора С10 через терморезистор RK1 поступает на переменный резистор R11. движок которого связан с входом управления параллельного стабилизатора напряжения DA2 Стабилизатор DA2 включен в цепь светодиода оптопары VU1 При повышении выходного напряжения, например, из-за увеличения сопротивления нагрузки. DA2 открывается сильнее, ток через светоди-од VU1 возрастает транзистор оптопары открывается и шунтирует напряжение на входе управления 5 DA1 Частота генератора снижается без изменения скважности импульсов, что приводит к уменьшению выходного напряжения, те к его возврату к установленному значению. При уменьшении выходного напряжения описанный процесс происходит наооборот

Детали. Диодная сборка VD4 должна быть на напряжение не ниже 400 В и максимальный ток не менее 3 А. низковольтный выпрямитель VD3 - - на напряжение не ниже 50 В и ток не менее 20 А Транзисторы VT1 и VT2 — разной полярности с максимально близкими параметрами Напряжение коллектор- эмиттер — не ниже 90 В и ток — не менее ЗА Транзисторы устанавливаются на общий радиатор с использованием прокладок и теплопроводящеи пасты Терморезистор RK1 крепится к радиатору скобой с прокладкой и соединяется с печатной платой гибкими проводами в изоляции Оптроны подойдут из серии LTV816. РС817

Дроссель L1 взят от блока питания компьютера YX EE25-01 или выполнен на ферритовом кольце диаметром 24 36 мм Обмотка содержит 14 20 витков провода ПЭЛ 0.8 мм Трансформатор Т1 типа KR4127. ERL35 2. Е1-28 применен без переделки от блока питания компьютера АТ/ТХ Он намотан на сердечнике размерами 10x8x22 мм Обмотка 1 Т1 содержит 38 46 витков провода 00.6 мм. обмотки 2 и 3 имеют по 7.5 витков каждая, выполнены жгу-

Двухтактный инвертор с пониженным питанием

том из 4-х проводов 00.27 мм (для снижения потерь от поверхностного эффекта).

Детали устройства размещены на печатной плате, чертеж которой и схема расположения элементов приведены на рис.2. Плата устанавливается в пластмассовом корпусе типа БП-1 Выносные элементы крепятся в отверстиях корпуса и соединяются с платой изолированными проводами подходящего сечения (провода управления — 0.5 мм2, си-ловые — 2 мм2).

Перед первым вкпючением собранной схемы в разрыв цепи сетевого питания нужно включить лампочку (220 В. 100 Вт) Это обезопасит устройство от выхода из строя при наличии ошибок в схеме или некачественных деталей. Слабый накал сетевой лампочки на холостом ходу и возрастание ее яркости при подключении нагрузки свидетельству-ют о нормальном состоянии схемы По окончании контрольной проверки лампочка удаляется, и преобразователь включается в сеть без ограничения тока.

Наладку инвертора лучше всего выполнять с помощью осциллографа Нужно проконтролировать наличие прямоугольных импульсов на выходе 3 DA1 и импульсного напряжения на обмотках трансформатора Т1 Подбором сопротивления R8 в точке соединения эммитеров транзисторов Т1 и Т2 устанавливается напряжение, равное половине напряжения питания

Ток нагрузки визуально устанавливается по амперметру РА1 регулятором тока — резистором R2. выходное напряжение — резистором R11. В качестве активной нагрузки при наладке можно использовать автомобильную лампочку (12 В, 30   50 Вт)

Для эксплуатации инвертора в качестве зарядного устоиства резистором R11 при среднем положении движка R2 устанавливается выходное напряжение 14,2 В. резистором R2 — необходимый ток заряда (в пределах 0,05 емкости аккумулятора) Время заряда обычно не превышает 5 .6 часов, окончание заряда контролируется сни-

жением тока заряда почти до нулевого уровня.

Внимание! Во время испытаний следует соблюдать правила техники безопасности

-

В.КОНОВАЛОВ, А.ВАНТЕЕВ, Творческая лаборатория Автоматика и телемеханика". Иркутский центр "Энергосберегающие технологии". г.Иркутск

Двухтактный инвертор с пониженным питанием

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика