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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Inversor meia ponte no carregador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Conversores de tensão, retificadores, inversores O desenvolvimento de dispositivos chaveados de alimentação baseados em inversores possibilita a criação de carregadores baratos, com baixo peso e dimensões. Os conversores de pulso push-pull são críticos para a magnetização assimétrica do circuito magnético e a ocorrência de correntes passantes. Em um inversor meia ponte com transformador saturável, não há componente CC da corrente do enrolamento primário e a tensão nos transistores fechados não excede a tensão da rede. No circuito inversor, ocorre uma tripla conversão:
O dispositivo proposto (Fig. 1) é projetado para carregar baterias de automóveis e outras baterias potentes.
O gerador de pulsos retangulares é feito em um temporizador analógico integrado série DA1 série 555. A estrutura interna do temporizador contém dois comparadores, cujas entradas são conectadas aos pinos 2 e 6, um trigger RS com uma entrada (pino 4) resetada para o estado zero, um amplificador de saída para aumentar a capacidade de carga, um transistor chave com o coletor conectado ao pino 7, entrada de controle (pino 5 do divisor de tensão de alimentação). Para operar o microcircuito em modo autooscilador, as entradas 2 e 6 dos comparadores internos DA1 são conectadas entre si. O carregamento do capacitor externo C1 continua quando a tensão nele aumenta para o nível de 2/3 Upit, e o nível alto na saída 3 DA1 é substituído por um nível baixo. Quando a tensão no capacitor C1 cai para o nível de 1/3 Upit devido à descarga através do transistor interno do microcircuito, a saída 3 DA1 é novamente ajustada para um nível alto. Os processos de carga e descarga do capacitor de temporização C1 ocorrem ciclicamente. A carga C1 ocorre através do diodo VD1, R2 e da parte ligada (esquerda conforme o diagrama) do resistor variável R1, a descarga ocorre através de VD2, R2, R4 e da parte direita de R1. Este circuito permite usar R1 para regular o ciclo de trabalho dos pulsos (relação entre duração e período). A frequência do gerador permanece constante, mas a largura (duração) dos pulsos muda. Devido a isso, a tensão de saída desejada é definida nos terminais. XT1, XT2. O indicador LED HL1 permite monitorar visualmente a presença de um nível alto na saída 3 do DA1. Um pulso de polaridade positiva da saída 3 de DA1 através do resistor limitador R4 entra na base do transistor VT1 e o abre. Como resultado, os transistores VT2 e VT3 mudam para estados de condução opostos (VT2 fecha e VT3 abre). No final do pulso e o nível alto no pino 3 do DA1 muda para zero, o VT1 fecha, respectivamente, o VT3 fecha e o VT2 abre. No ponto de conexão entre o emissor VT2 e o coletor VT3 (no enrolamento primário do transformador de pulso T1), um pulso retangular é formado. Os resistores R11, R12 e os capacitores forçados C4, C5 nos circuitos de base dos transistores VT2, VT3 reduzem a corrente de passagem e removem os transistores da saturação no momento da comutação, reduzindo perdas nos circuitos de controle e aquecimento dos transistores. Para abrir o transistor VT1 com algum atraso e fechar rapidamente, o que tem um efeito positivo na comutação dos transistores de saída, o transistor de bit temporizador (pino 7) DA1 é conectado à base VT1. Os diodos de amortecimento VD5, VD6, conectados em paralelo com os transistores VT2, VT3, protegem-nos de pulsos de tensão reversa. Em alguns transistores eles já estão instalados na caixa, mas isso nem sempre se reflete nos dados do passaporte. Durante o estado fechado das chaves, a energia acumulada no transformador T1 é transferida para a carga e devolvida parcialmente à fonte de alimentação através de diodos amortecedores. O capacitor de separação C8 elimina o fluxo através do enrolamento primário do transformador T1 do componente de corrente contínua com características diferentes dos transistores VT2, VT3 e dos capacitores de filtro C9, C10. O circuito amortecedor C7-R16 elimina surtos de tensão reversa que ocorrem quando a corrente muda nos enrolamentos T1. O choke L1 reduz as perdas dinâmicas na comutação dos transistores, estreitando o espectro de oscilações geradas. Os capacitores de filtro C9, C10 com resistores de equalização R18, R19 criam um ponto médio artificial para o transformador inversor. O gerador de pulsos é alimentado por um circuito sem transformador através de um estabilizador paramétrico R6-R10-VD3. A tensão da rede passa pelo filtro C12-T2-C11. O termistor RT9 limita a corrente de carga dos capacitores de filtro C10, C1 quando o dispositivo está ligado. Sua alta resistência no estado “frio” torna-se baixa à medida que os capacitores do filtro são aquecidos pelas correntes de carga. O varistor RU1 desvia os picos de tensão fornecidos à rede durante a operação do conversor. Os diodos de alta frequência VD7, VD8 retificam a tensão do enrolamento secundário T1, e uma tensão constante é obtida no capacitor de filtro C6, fornecido à carga através do amperímetro PA1 com shunt interno de 10 A. Usando o LED HL2, o a presença de tensão é monitorada visualmente. O inversor é protegido contra curto-circuito pelo fusível FU1. A bateria a ser carregada é conectada aos terminais XT1 e XT2 na polaridade apropriada por meio de um fio com seção transversal de 2...4 mm2. Para manter uma determinada tensão de saída, um circuito de feedback é introduzido no circuito. A tensão do divisor R14-R15, proporcional à saída, é fornecida através do resistor limitador R13 ao LED do optoacoplador VU1. O diodo Zener VD4 limita o excesso de tensão no LED. O fototransistor do optoacoplador é conectado à entrada de controle (pino 5) do temporizador DA1. Quando a tensão de saída aumenta, por exemplo, devido a um aumento na resistência da carga, a corrente através do LED VU1 aumenta, o fototransistor do optoacoplador abre com mais força e desvia a entrada de controle do temporizador. A tensão na entrada do comparador superior DA1 cai, ele comuta o gatilho interno para uma tensão mais baixa no capacitor C1, ou seja, a duração do pulso DA1 diminui. A tensão de saída diminui de acordo e vice-versa. A dependência da tensão de saída do dispositivo com a temperatura pode ser compensada substituindo o R15 por um termistor e fixando-o através de uma junta no dissipador de calor do transistor. Detalhes e design. O transformador de alta frequência T1 tipo ERL-35R320 ou AR-450-1T1 é usado sem modificação da fonte de alimentação do computador AT/ATX. O número aproximado de voltas do enrolamento primário é 38...46, fio 0,8 mm. O enrolamento secundário possui 2x7,5 voltas e é feito com feixe de 4x0,31 mm. O Choke L1 é usado no filtro de tensão secundário da fonte de alimentação do computador. O núcleo é de ferrite, dimensões 10x26x10 mm. Número de voltas - 15...25, fio 0,6...0,8 mm. Choke T2 é um tipo de dois enrolamentos 15-E000-0148 ou um filtro HP1-P16 para uma corrente de 1,6 A (indutância - 2x6 mH). Como temporizador DA1, você pode usar o microcircuito KR1006VI1 doméstico ou microcircuitos analógicos importados, cujos principais parâmetros são fornecidos na Tabela 1. Para substituir os transistores de potência VT2, VT3, os tipos indicados na Tabela 2 são adequados.
Os elementos do dispositivo são colocados em duas placas de circuito impresso, cujos desenhos são mostrados nas Fig.
Os transistores VT2, VT3 devem ser instalados no radiador através de gaxetas e pinos isolados. As placas de circuito impresso montadas são montadas em um invólucro adequado em racks, o amperímetro é instalado no orifício recortado, os LEDs HL1, HL2 são colados nas proximidades e o regulador de corrente R1, a chave SA1 e os fusíveis FU1, FU2 são fixados. Antes de ligar o aparelho pela primeira vez, uma lâmpada de geladeira (220 Vx15 W) é conectada em vez do fusível da rede elétrica e uma lâmpada de carro (12 Vx55 W) é conectada em vez da carga. Uma luz fraca do refrigerador indica a condição operacional do circuito. Alguns segundos de operação após desconectar da rede, é verificado o aquecimento dos transistores. Se a temperatura estiver normal, o resistor R14, com o controle deslizante R1 na posição intermediária, define a tensão de saída (sob carga) para 13,8 V. Quando você gira o controle deslizante R1, o brilho da lâmpada do carro deve mudar. Se houver resfriamento insuficiente dos transistores e diodos retificadores, um ventilador adicional é instalado na caixa do carregador. Mas é melhor usar um gabinete de uma fonte de alimentação de computador desatualizada com uma ventoinha padrão. Autores: V. Konovalov, E. Tsurkan, A. Vanteev, Laboratório criativo "Automação e telemecânica", Irkutsk
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Comentários sobre o artigo: vencedor No diagrama, a primeira perna do optoacoplador vai para a resistência r13 e na placa para menos onde está correta. Yshan As classificações R10,8 confundem-me. Parece-me que eles deveriam ser uma ordem de grandeza maior, caso contrário a potência dissipada é ~ 15W.
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