Inversor push-pull com potência reduzida, 190-230/6-27 volts 6 amperes. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Um inversor de pulso meia ponte push-pull de pequenas dimensões é utilizado como fonte de energia e para carregamento de baterias. Uma tensão de alimentação reduzida do inversor envolve o uso de transistores chave com baixa tensão operacional no circuito. As baterias são carregadas com uma tensão estável. A corrente nominal de carga da bateria diminui no final do ciclo de carga para um estado de carga intermediária.

O inversor fornece:

• regulação da tensão e corrente de saída;
• proteção eletrônica contra curtos-circuitos na carga e sobrecargas no circuito, no circuito (Fig. 1) ocorre uma conversão tripla de tensão;
• A tensão da rede CA é endireitada, suavizada e reduzida;
• A tensão CC é convertida em tensão pulsada com frequência de até várias dezenas de quilohertz;
• A tensão do pulso é transformada em um circuito de baixa tensão, endireitado e suavizado.

(clique para ampliar)

A tensão constante resultante é utilizada para carregar baterias ou alimentar cargas (circuitos eletrônicos, motores elétricos, etc.). A alimentação reduzida do inversor permite a utilização de transistores chave com baixa tensão nominal e reduz o ruído de conversão. O circuito inversor está equipado com dois reguladores: corrente e tensão.

O filtro de supressão de ruído da rede consiste em um indutor T2 de dois enrolamentos e capacitores C13, C14. O filtro reduz o ruído do conversor que entra na rede e elimina o ruído de impulso proveniente da rede. Na frente do filtro estão instalados o fusível FU1 e a chave SA1.

Após o retificador de tensão da rede VD4 e o filtro de suavização no capacitor C12, a tensão constante é fornecida ao filtro-estabilizador do transistor R15 VD2-VT3. Do emissor VT3 a tensão reduzida é determinada pela tensão de estabilização do diodo zener VD2. usado para alimentar o inversor. É adicionalmente suavizado pelos capacitores C8 e C9 e pelos resistores shunt R12 e R13 para equalizar a tensão em relação ao ponto médio. O termistor RK2 limita a corrente de carga dos capacitores do filtro quando a tensão da rede é aplicada.

O enrolamento primário do transformador de alta frequência T1 do inversor é conectado com um terminal ao ponto médio dos capacitores C8 C9. e a segunda saída (através do capacitor de separação C7) - ao ponto de conexão dos transistores de potência VT1, VT2 do conversor de chave. A cadeia R14-C11 suprime oscilações parasitas de HF nos enrolamentos do transformador após o final do pulso. O capacitor de separação C7 elimina a magnetização do circuito magnético do transformador T1 quando os parâmetros dos capacitores C8 C9 e dos transistores VT1, VT2 variam, e também permite que o transformador seja utilizado sem folga no circuito magnético.

A velocidade de comutação da corrente e a perda de potência de controle dependem do ganho dos transistores VT1, VT2. A cadeia RC de entrada R7-C4 protege o inversor da ocorrência de correntes passantes e acelera a passagem das frentes de pulso para as bases dos transistores

Quando a energia é aplicada ao gerador, a saída 3 de DA1 é ajustada para um nível alto por um tempo dependendo das classificações de R1, R2 e C1. O aparecimento de um pulso positivo nas bases dos transistores VT1, VT2 leva à abertura do transistor VT1 e ao fechamento do VT2. Capacitor C7 na diagonal da ponte, carregado através de um transistor aberto VT2 com tensão do ponto médio dos capacitores C8, C9. descarregado através do transistor VT1 Um pulso de corrente aparece no enrolamento primário do transformador T1, que é transformado no enrolamento secundário. Quando o gerador comuta e aparece um nível baixo na saída 3 DA1, o transistor VT1 fecha e VT2 abre. A polaridade da tensão muda no capacitor C7 e uma corrente reversa aparece no enrolamento primário do transformador T1. A tensão de pulso do enrolamento primário do transformador T1 é transferida para o secundário (levando em consideração a relação de transformação), retificada pela ponte de alta frequência VD3 nos diodos de avalanche e suavizada pelo capacitor C10.

O gerador de pulsos é baseado em um temporizador CMOS analógico DA1 com consumo mínimo de energia. Não é recomendado o uso de temporizador tipo KR1006VI1 devido ao aumento do consumo de corrente. O chip temporizador DA1 contém dois comparadores conectados às entradas 6 e 2 de um amplificador de saída de disparo RC e um transistor chave no pino 7 para descarregar um capacitor de temporização externo.

O chip DA1 opera em modo multivibrador. Ao carregar o capacitor C1 a um nível de 2/3 Upit, a saída 3 está em um nível alto. Após atingir este nível, o gatilho interno DA1 define um nível baixo na saída 3, abre o transistor chave e o capacitor C1 é descarregado através dele e dos resistores R2, R3. Após descarregar C1 até o nível de 1/3 Upit, o gatilho interno comuta as saídas 3...7 DA1 para seu estado original. O ciclo se repete.

A tensão de saída do capacitor C10 através do termistor RK1 é fornecida ao resistor variável R11. cujo motor está conectado à entrada de controle do estabilizador de tensão paralelo DA2. O estabilizador DA2 está incluído no circuito de LED do optoacoplador VU1. Quando a tensão de saída aumenta, por exemplo devido a um aumento na resistência da carga. DA2 abre mais forte, a corrente através do LED VU1 aumenta, o transistor do optoacoplador abre e desvia a tensão na entrada de controle 5DA1. A frequência do gerador diminui sem alterar o ciclo de trabalho dos pulsos, o que leva a uma diminuição da tensão de saída, o que leva ao seu retorno ao valor ajustado. Quando a tensão de saída diminui, o processo descrito ocorre ao contrário.

Detalhes. O conjunto de diodo VD4 deve ser para uma tensão de pelo menos 400 V e uma corrente máxima de pelo menos 3 A. O retificador de baixa tensão VD3 deve ser para uma tensão de pelo menos 50 V e uma corrente de pelo menos 20 A. Transistores VT1 e VT2 são de polaridades diferentes com os parâmetros o mais próximos possível. A tensão coletor-emissor não é inferior a 90 V e a corrente não é inferior a 3 A. Os transistores são instalados em um radiador comum usando juntas e pasta condutora de calor. O termistor RK1 é fixado ao radiador com um suporte com gaxeta e conectado à placa de circuito impresso com fios isolados flexíveis. Os optoacopladores são adequados das séries LTV816, PC817

O Choke L1 é retirado da fonte de alimentação do computador YX EE25-01 ou feito em um anel de ferrite com diâmetro de 24...36 mm. O enrolamento contém 14-20 voltas de fio PEL de 0,8 mm. O transformador T1 tipo KR4127, ERL35 2, E1-28 é usado sem modificação da fonte de alimentação do computador. É enrolado em um núcleo de 10x8x22 mm. O enrolamento 1 T1 contém 38 46 voltas de fio de 0,6 mm, os enrolamentos 2 e 3 possuem 7,5 voltas cada, feitos com um feixe de 4 fios de 0,27 mm (para reduzir perdas por efeito de superfície).

As peças do dispositivo estão localizadas em uma placa de circuito impresso, cujo desenho e a disposição dos elementos são mostrados na Fig.

A placa é instalada em uma caixa plástica tipo BP-1. Os elementos remotos são montados nos orifícios da caixa e conectados à placa com fios isolados de seção transversal adequada (fios de controle - 0,5 mm2, fios de alimentação - 2 mm2).

Antes de conectar o circuito montado pela primeira vez à rede elétrica, é necessário acender a lâmpada (220 V 100 W). Isso protegerá o dispositivo contra falhas se houver erros no circuito ou peças de baixa qualidade. O fraco brilho da luz da rede elétrica em modo inativo e o aumento de seu brilho quando a carga está conectada indicam o estado normal do circuito. Ao final do teste de controle, a lâmpada é retirada e o conversor é conectado à rede sem limitação de corrente.

A melhor maneira de configurar o inversor é usando um osciloscópio. É necessário verificar a presença de pulsos retangulares na saída 3 do DA1 e tensão de pulso nos enrolamentos do transformador T1. Ao selecionar a resistência R8 no ponto de conexão dos emissores dos transistores T1 e T2, é estabelecida uma tensão igual à metade da tensão de alimentação

A corrente de carga é ajustada visualmente usando o amperímetro PA1 pelo regulador de corrente - resistor R2. tensão de saída - resistor R11 Como carga ativa durante a configuração, você pode usar uma lâmpada de carro (12 V, 30...50 W)

Para operar o inversor como carregador, o resistor R11, com o motor R2 na posição intermediária, ajusta a tensão de saída para 14,2 V com o resistor R2 - a corrente de carga necessária (dentro de 0,05 da capacidade da bateria). O tempo de carregamento geralmente não excede 5-6 horas, o final da carga é controlado reduzindo a corrente de carga para um nível quase zero.

Atenção! Os regulamentos de segurança devem ser observados durante os testes

Autores: V. Konovalov, A. Vanteev, Laboratório Criativo "Automação e Telemecânica", Centro Irkutsk "Tecnologias de Economia de Energia", Irkutsk

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