Conversor 12/220 volts. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Nossas redes elétricas rurais me fizeram empreender a criação de um conversor de tensão (PN). Eu olhei através da literatura disponível, tentei várias opções, estabeleci o esquema dado em [1].

No conversor (Fig. 1), o carregador de bateria (carregador) pode ser feito de acordo com qualquer esquema, por exemplo, descrito em [2] - tudo depende das capacidades do radioamador. O principal é que o carregador funcione em modo automático e não permita sobrecarga das baterias. É aconselhável ter um estabilizador de tensão (SV). Também é necessário um dispositivo de proteção ultrassônica de emergência [3], que, quando a tensão da rede (Uc) ultrapassa os limites normais, desliga a carga e liga o conversor de tensão. O relé K1 é para tensão nominal de 220 V, seus contatos devem comutar uma corrente de 2...10 A.

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O conversor de tensão (Fig. 2) é conectado à bateria (6ST-55, 6ST-132) através de uma máquina monofásica SA1 modificada. A proteção térmica é removida devido à resistência bastante alta de seu nó. Você pode usar um relé automotivo (12 V, 30 A) com um fusível para comutação.

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Se você ligar o enrolamento do relé através de um diodo (Fig. 3), você terá proteção contra inversão de polaridade. A seção transversal dos fios entre a bateria e a PN, na própria PN entre os coletores VT1, VT2 e T1 deve ser de pelo menos 9 m².

A placa de controle (PU) é retirada de [1], mas com alguns refinamentos. A placa de circuito é mostrada na Figura 4. No protótipo, observou-se o efeito de auto-oscilações sob carga. Se Ua cair abaixo de 10,5 V, a PN é desligada. Além disso, sem carga, Ua aumenta, o PN liga novamente e desliga novamente. Para eliminar essas auto-oscilações, coloco uma "trava" no DD2.2 e no VT5, que garante que a alimentação do oscilador mestre (MG) seja desligada. Para que os transistores de saída comutassem sem correntes de passagem, ele introduziu uma pausa entre os pulsos de saída usando as cadeias R6-C6 e R7-C7. Os transistores VT1 e VT2 protegem os transistores de saída contra avarias durante sobrecarga (curto-circuito) da saída. Schmitt aciona DD1.3, DD1.4 DD1.5, DD1.6 formam pulsos retangulares, DD2.1 fornece a mesma duração para ambos os braços do conversor. Pares de transistores VT6, VT8 e VT7, VT9 são amplificadores de corrente para transistores de saída (VT1 e VT2 na Fig. 2).

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Pulsos com uma frequência de 50 Hz são alimentados nas bases desses transistores, que conectam alternadamente o enrolamento primário T1 à bateria. Os pulsos de corrente reversa através dos diodos de retorno VD6 e VD7 são "despejados" no capacitor C1, que deve ser o maior possível. Pode ser montado na forma de um bloco de 10 ... .25 capacitores com capacidade de 4700 microfarads com tensão de operação de 16 ... 25 V.

A saída de T1 é uma tensão alternada retangular. O valor da amplitude da tensão retangular está entre a amplitude e o valor médio da tensão senoidal, portanto, um voltímetro normal mostrará uma tensão mais alta. E como quase todas as cargas são conectadas através de uma ponte de diodos com um capacitor de filtro, a tensão real é medida por um voltímetro feito de acordo com o mesmo circuito (Fig. 5). A relação de transformação (Ktr) do transformador de potência T1 (Fig. 2) é 21...22. Depende dos transistores de potência Uke_us VT1 e VT2 e da queda de tensão nos resistores do emissor R6 e R7. Não foi possível calculá-lo teoricamente e também não encontrei nada adequado na literatura. Eu o peguei experimentalmente depois de rebobinar repetidamente o transformador. Quanto maior o diâmetro do fio do enrolamento, melhor. Se apenas a “janela” do transformador permitir, o núcleo em forma de U do transformador é mais conveniente - tem mais espaço para os enrolamentos. O aquecimento do transformador no circuito conversor deve ser mínimo - isso é perda de tensão.

Para um núcleo em forma de W com seção transversal de 3,5 cm², enrolamentos primários Ia e Ib - 20 voltas de fio plano 4,5x2 (9 mm²) cada. O enrolamento secundário (rede) contém 460 voltas de fio Ø 0 mm com três tomadas a cada 1,0 voltas. Ktr acaba sendo 20, 20, 21, 22, mas é melhor fazer 23 toques após 6 voltas. É perigoso rebobinar um transformador antigo - o isolamento do fio é facilmente danificado, de modo que o enrolamento primário pode ser enrolado no secundário durante o retrabalho.

Transistores bipolares ou de efeito de campo podem ser usados ​​como transistores de potência, ligando-os em blocos de várias peças (Fig. 6) - dependendo da corrente necessária do enrolamento primário. Para um circuito baseado em transistores bipolares (Fig. 6a) Imax = 160 ... 200 A, e a seleção de transistores pode ser omitida. A desvantagem do circuito é uma grande queda de tensão nos transistores, portanto, eles precisam ser instalados em um radiador (Ktr = 22). O circuito da Fig. 6b usa vários transistores de efeito de campo. As vantagens deste circuito são uma baixa queda de tensão nos transistores e perdas de potência muito baixas para controle (Ktr = 21).

Para iluminação de emergência, é melhor levar lâmpadas de carro e realizar fiação separada. Existem duas opções no esquema PN. O primeiro é um jumper entre os terminais 1 e 2 (Fig. 2), a luz é ligada pelo interruptor S1. O segundo (jumper entre os terminais 2 e 3) - quando a iluminação principal é desligada, a de emergência liga imediatamente.

Durante a operação da PN proposta, não tentei transformar uma tensão retangular em uma tensão senoidal, pois tinha as principais cargas com módulos de potência chaveados. E eu verifiquei os de baixa potência. Eles funcionam normalmente, e os transformadores não aquecem, apenas começam a "bater". Os principais consumidores -. TV e videocassete - tiveram que ser finalizados. Na TV, liguei o loop de desmagnetização através do switch e, em vez do resistor limitador de corrente padrão, instalei um termistor (TR10-430-0,8) no MP. Também instalei um termistor (TR10-1200-0,4) no videocassete [4]. Uma característica desses termistores é uma grande resistência (o primeiro número na marcação é resistência, o segundo é corrente) em estado frio. Quando a corrente flui, eles aquecem e a resistência diminui (unidades de ohms). Isso elimina picos de corrente ao carregar capacitores e permite que os fusíveis sejam ajustados para uma corrente mais baixa. E o mais importante - o conversor "retira" a conexão de uma TV fria. Se a TV desligou sem modificação por pelo menos alguns segundos, era impossível ligá-la ao trabalhar a partir da PN.

A potência de carga total da PN é de aproximadamente 200 watts. A tensão da bateria é 10,5 ... 13,8 V. A tensão na saída da PN é 180 ... 242 V. Para melhorar ainda mais o circuito, é desejável instalar um estabilizador de tensão.

Literatura

1. Rádio, 1996, nº 12, p.48.
2. RadioAmator, 1997, No. 5, p.17.
3. ZAS-0.5-01-2N.
4. Rádio, 1996, nº 1, p.61.
5. Radioamador, 1997, nº 8, p.25.

Autor: P. Bryantsev, aldeia Ivanovka, região de Tyumen; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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