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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Carregador de partida com retificador síncrono. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Carregadores, baterias, células galvânicas Os diodos retificadores de alta potência geram uma quantidade significativa de calor. A razão para isso é a queda de tensão irreparável na junção p-n do diodo retificador, chegando a 0,5 ... 1 V. No dispositivo proposto, é utilizado um retificador síncrono, no qual os diodos são substituídos por transistores de efeito de campo. A resistência do canal dreno-fonte no estado aberto é de apenas alguns miliohms. Isso reduz muito a queda de tensão e, portanto, a dissipação de calor. Ao usar transistores de efeito de campo potentes como válvulas controladas em um retificador síncrono, deve-se ter em mente que tais transistores contêm um diodo em sua estrutura, conectado entre o dreno e a fonte na direção oposta e geralmente é chamado de proteção. Portanto, no retificador, os transistores de efeito de campo são ligados inversamente. Enquanto o canal do transistor está fechado, a corrente retifica o diodo de proteção, permanecendo fechado quando a polaridade da tensão aplicada é invertida para ele e abrindo quando é direta. Para eliminar a queda de tensão em um diodo aberto, é necessário abrir o canal do transistor em sincronia com ele, aplicando pulsos de abertura ao portão. Como resultado, quase toda a corrente fluirá através do canal, cuja resistência e queda de tensão são muito menores que as de um diodo aberto. Para uma operação bem-sucedida, um retificador síncrono deve conter um dispositivo que monitore a polaridade da tensão aplicada às válvulas - transistores de efeito de campo e gere sinais de controle que as abrem e fecham em tempo hábil. Isso é especialmente importante ao operar em uma carga capacitiva ou em uma carga que tenha seu próprio EMF (bateria).
Na fig. 1 mostra um diagrama de um dispositivo de carregamento baseado em um retificador síncrono. Funciona da seguinte forma. Deixe uma meia onda de tensão positiva atuar nos drenos dos transistores conectados em paralelo VT2 e VT4. Os diodos de proteção dos transistores são fechados com esta polaridade de tensão. Limitada pelo diodo VD2 a +0,7 V, esta tensão irá para a entrada inversora do comparador DA1. Como resultado, na saída "emissor" inversa do comparador (pino 1), o nível de tensão será alto. Como o gatilho Schmitt, construído no chip temporizador DA3, inverte esse nível, a tensão entre as portas e as fontes dos transistores VT2 e VT4 é próxima de zero e os próprios transistores estão fechados. Durante uma meia onda negativa de tensão entre os drenos e as fontes dos transistores VT2 e VT4, os diodos de proteção desses transistores abrem. Mas como a tensão na entrada inversora do comparador DA1 agora é menor do que na não inversora, o nível em sua saída 1 se tornará baixo e na saída do chip DA3 será alto. Os canais dreno-fonte dos transistores VT2 e VT3 serão abertos por derivação dos diodos de proteção e permanecerão neste estado até que a polaridade da tensão aplicada a eles mude. Da mesma forma, ocorre o controle dos transistores VT3 e VT5 do segundo braço de um retificador de onda completa. O uso de temporizadores KR1006VI1 com corrente de saída de até 200 mA como drivers garante a rápida comutação dos transistores VT2-VT5, o que reduz ainda mais a potência dissipada por eles. Os capacitores C1, C2 eliminam a tensão de ondulação de alta frequência fornecida às entradas dos comparadores DA1 e DA2, garantindo sua comutação sem "bounce". Os resistores R8 e R9 são resistores de carga nos circuitos emissores dos transistores de saída dos comparadores. Os coletores desses transistores são conectados ao power plus. Quando ligado, o circuito R10C4 coloca os temporizadores DA3 e DA4 em seu estado inicial com um nível baixo nas saídas. À medida que o capacitor C4 é carregado, a tensão sobre ele aumenta e os microcircuitos começam a funcionar normalmente. O uso de dois transistores em cada perna do retificador permite trazer a corrente de carga para 200 A, é claro, com um transformador T1 suficientemente potente. Isso é o suficiente para "ajudar" o motor de partida de quase qualquer carro a ligar o motor se a bateria não estiver suficientemente carregada. A tensão nos enrolamentos II e III do transformador sob carga deve ser de cerca de 10 V e a potência total deve ser de pelo menos 800 V-A. Para carregar, a bateria é conectada aos terminais "U ^ p" e "Common". O comparador DA5 compara sua tensão com a de referência. O limite de comparação é definido pelo resistor de sintonia R4. Enquanto a tensão da bateria estiver abaixo do nível especificado, o nível na saída 7 do comparador DA5 permanece baixo e o transistor VT1 está aberto. O retificador síncrono carrega a bateria.
A unidade de controle do retificador síncrono é alimentada por uma tensão retificada através do diodo VD1. Os capacitores C5 e C6 suavizam as ondulações.
Um desenho da placa de circuito impresso da unidade de controle é mostrado na fig. 2, e sua aparência - na Fig. 3. Em vez dos capacitores C5 e C6, um capacitor com capacidade de 4700 microfarads é montado aqui. O módulo de transistores de efeito de campo VT1-VT5 fixado em dissipadores de calor é mostrado na fig. quatro.
Se a corrente consumida do retificador síncrono certamente não exceder 100 A, pode-se deixar um transistor em cada um de seus braços. E se for necessária uma corrente de mais de 200 A, o número de transistores conectados em paralelo em cada braço pode ser aumentado de acordo ou substituído por outros mais potentes, incluindo IGBTs. Por exemplo, IGBT GA400GD25S são classificados para 400 A, GA600GD25S - 600 A. Autor: V. Kalashnik, V. Chernikov, Voronezh; Publicação: radioradar.net
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