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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Inversor de medio puente en cargador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores El desarrollo de fuentes de alimentación conmutadas basadas en inversores permite crear cargadores de bajo costo con bajo peso y dimensiones. Los convertidores de pulso push-pull son fundamentales para la magnetización asimétrica del circuito magnético y la aparición de corrientes de paso. En un inversor de medio puente con un transformador saturable, no hay un componente de corriente continua del devanado primario y el voltaje a través de los transistores cerrados no excede el voltaje de la red. En el circuito inversor se produce una triple conversión:
El dispositivo propuesto (Fig. 1) está diseñado para cargar automóviles y otras baterías potentes.
El generador de pulsos rectangulares se realiza en el temporizador analógico integrado DA1 de la serie 555. La estructura interna del temporizador contiene dos comparadores, cuyas entradas están conectadas a los pines 2 y 6, un flip-flop RS con una entrada (pin 4) reinicio a cero, un amplificador de salida para aumentar la capacidad de carga, un transistor clave con un colector conectado al pin 7, entrada de control (pin 5 del divisor de voltaje de suministro). Para operar el microcircuito en el modo oscilador, las entradas 2 y 6 de los comparadores internos DA1 están conectadas entre sí. La carga del capacitor externo C1 continúa cuando el voltaje en él aumenta al nivel de 2/3 Upit, y el nivel alto en la salida 3 DA1 se reemplaza por uno bajo. Cuando el voltaje a través del capacitor C1 cae al nivel de 1/3 Upit debido a la descarga a través del transistor interno del microcircuito, se establece nuevamente un nivel alto en la salida 3 DA1. Los procesos de carga y descarga del condensador de ajuste de tiempo C1 ocurren cíclicamente. La carga de C1 ocurre a través del diodo VD1, R2 y la parte de la resistencia variable R1 encendida (izquierda según el diagrama), la descarga, a través de VD2, R2, R4 y el lado derecho de R1. Este esquema permite usar R1 para ajustar el ciclo de trabajo de los pulsos (la relación de duración a período). En este caso, la frecuencia del generador permanece constante, pero cambia el ancho (duración) de los pulsos. Esto establece el voltaje de salida deseado en los terminales. XT1, XT2. El indicador LED HL1 le permite monitorear visualmente la presencia de un nivel alto en la salida 3 DA1. Un pulso de polaridad positiva desde la salida 3 DA1 a través de la resistencia limitadora R4 ingresa a la base del transistor VT1 y lo abre. Como resultado, los transistores VT2 y VT3 cambian a estados de conducción opuestos (VT2 se cierra y VT3 se abre). Al final del pulso y un cambio en el nivel alto en el pin 3 de DA1 a cero, VT1 se cierra, respectivamente, VT3 se cierra y VT2 se abre. En el punto de conexión del emisor VT2 y el colector VT3 (en el devanado primario del transformador de pulsos T1), se forma un pulso rectangular. Las resistencias R11, R12 y los condensadores de refuerzo C4, C5 en los circuitos base de los transistores VT2, VT3 reducen la corriente de paso y sacan los transistores de la saturación en el momento de la conmutación, reduciendo las pérdidas en los circuitos de control y el calentamiento de los transistores. Para abrir el transistor VT1 con cierto retraso y cerrarlo rápidamente, lo que tiene un efecto positivo en la conmutación de los transistores de salida, el transistor de bit del temporizador (pin 7) DA1 se conecta a la base VT1. Los diodos de amortiguación VD5, VD6, conectados en paralelo con los transistores VT2, VT3, los protegen de los pulsos de voltaje inverso. En algunos transistores, ya están instalados en la caja, pero esto no siempre se refleja en los datos del pasaporte. Durante el estado cerrado de las teclas, la energía acumulada en el transformador T1 se transfiere a la carga y se devuelve parcialmente a la fuente de alimentación a través de diodos amortiguadores. El condensador de separación C8 elimina el flujo a través del devanado primario del transformador T1 del componente de corriente continua con diferentes características de los transistores VT2, VT3 y condensadores de filtro C9, C10. La cadena amortiguadora C7-R16 elimina las sobretensiones inversas que se producen en el momento de conmutar la corriente en los devanados T1. El inductor L1 reduce las pérdidas dinámicas en los transistores de conmutación, estrechando el espectro de oscilaciones generadas. Los condensadores de filtro C9, C10 con las resistencias de compensación R18, R19 crean un punto medio artificial para el transformador inversor. El generador de pulsos es alimentado por un circuito sin transformador a través de un estabilizador paramétrico R6-R10-VD3. La tensión de red pasa a través del filtro C12-T2-C11. Limitar la corriente de carga de los condensadores de filtro C9, C10 cuando el dispositivo está encendido produce el termistor RT1. Su alta resistencia en el estado "frío" se convierte en baja a medida que se calienta por las corrientes de carga de los condensadores de filtro. El varistor RU1 desvía las sobretensiones que ingresan a la red durante el funcionamiento del convertidor. Los diodos de alta frecuencia VD7, VD8 rectifican el voltaje del devanado secundario T1, y se obtiene un voltaje constante en el condensador de filtro C6, que se suministra a la carga a través del amperímetro PA1 con una derivación interna de 10 A. Usando el LED HL2, visual se lleva a cabo el control de la presencia de tensión. La protección contra cortocircuitos del inversor la proporciona el fusible FU1. La batería recargable se conecta a los terminales XT1 y XT2 en la polaridad adecuada con un cable con una sección transversal de 2 ... 4 mm2. Para mantener un voltaje de salida dado, se introduce un circuito de retroalimentación en el circuito. El voltaje del divisor R14-R15, proporcional a la salida, se suministra a través de la resistencia limitadora R13 al LED del optoacoplador VU1. El diodo Zener VD4 limita el exceso de voltaje en el LED. El fototransistor del optoacoplador está conectado a la entrada de control (pin 5) del temporizador DA1. Con un aumento en el voltaje de salida, por ejemplo, debido a un aumento en la resistencia de carga, aumenta la corriente a través del LED VU1, el fototransistor del optoacoplador se abre más y desvía la entrada de control del temporizador. El voltaje en la entrada del comparador superior DA1 cae, cambia el disparador interno a un voltaje más bajo en el capacitor C1, es decir la duración del pulso DA1 disminuye. En consecuencia, la tensión de salida disminuye y viceversa. La dependencia de la temperatura del voltaje de salida del dispositivo se puede compensar reemplazando R15 con un termistor y fijándolo a través de la junta en el disipador de calor del transistor. Detalles y diseño. El transformador de alta frecuencia T1 del tipo ERL-35R320 o AR-450-1T1 se utilizó sin modificación de la fuente de alimentación de la computadora AT / ATX. El número aproximado de vueltas del devanado primario es 38 ... 46, cable de 0,8 mm. El devanado secundario tiene 2x7,5 vueltas y está hecho con un haz de 4x0,31 mm. El inductor L1 se usa desde el filtro de voltaje secundario de la fuente de alimentación de la computadora. Núcleo - ferrita, dimensiones 10x26x10 mm. Número de vueltas - 15...25, hilo 0,6...0,8 mm. Inductor T2: dos devanados, tipo 15-E000-0148 o filtro HP1-P16 para una corriente de 1,6 A (inductancia - 2x6 mH). Como temporizador DA1, puede usar el chip doméstico KR1006VI1 o chips analógicos importados, cuyos parámetros principales se muestran en la Tabla 1. Para reemplazar los transistores de potencia VT2, VT3, los tipos indicados en la Tabla 2 son adecuados.
Los elementos del dispositivo se colocan en dos placas de circuito impreso, cuyos dibujos se muestran en las Fig. 2 y 3.
Los transistores VT2, VT3 deben instalarse en el radiador a través de juntas y pernos aislados. Las placas de circuito impreso ensambladas se montan en una carcasa adecuada en bastidores, el amperímetro se instala en el orificio cortado, los LED HL1, HL2 se pegan cerca y el regulador de corriente R1, el interruptor SA1 y los fusibles FU1, FU2 están fijos. Antes de encender el dispositivo por primera vez, se conecta una luz del refrigerador (220 Vx15 W) en lugar del fusible de red y una luz del automóvil (12 Vx55 W) en lugar de la carga. Un brillo débil de la bombilla del refrigerador indica la condición de funcionamiento del circuito. Después de unos segundos de funcionamiento después de desconectarse de la red, se verifica el calentamiento de los transistores. Si la temperatura es normal, el voltaje de salida (bajo carga) de 14 V se establece mediante la resistencia R1 en la posición media del control deslizante R13,8. Cuando se gira el control deslizante R1, el brillo de la luz del automóvil debe cambiar. En caso de enfriamiento insuficiente de transistores y diodos rectificadores, se instala adicionalmente un ventilador en la caja del cargador. Pero es mejor usar un estuche de una fuente de alimentación de computadora obsoleta con un ventilador estándar. Autores: V.Konovalov, E.Tsurkan, A.Vanteev, Laboratorio creativo "Automatización y telemecánica", Irkutsk
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Comentarios sobre el artículo: vencedor En el diagrama, la primera pata del optoacoplador va a la resistencia r13 y en el tablero a menos donde está correcto. Yshan Las clasificaciones R10,8 me confunden. Me parece que deberían ser un orden de magnitud más grandes, de lo contrario, la potencia disipada es de ~ 15W.
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