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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Cargador de arranque con rectificador síncrono. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica / Cargadores, baterías, celdas galvánicas Los diodos rectificadores de alta potencia generan una cantidad significativa de calor. La razón de esto es la caída de voltaje irreparable en la unión p-n del diodo rectificador, que alcanza 0,5 ... 1 V. En el dispositivo propuesto se utiliza un rectificador síncrono, en el cual los diodos son reemplazados por transistores de efecto de campo. La resistencia de su canal de fuente de drenaje en estado abierto es de solo unos pocos miliohmios. Esto reduce en gran medida la caída de voltaje y, por lo tanto, la disipación de calor. Cuando se utilizan potentes transistores de efecto de campo como válvulas controladas en un rectificador síncrono, debe tenerse en cuenta que dichos transistores contienen un diodo en su estructura, conectado entre el drenaje y la fuente en la dirección opuesta y generalmente se denomina protector. Por lo tanto, en el rectificador, los transistores de efecto de campo se encienden de manera inversa. Mientras el canal del transistor está cerrado, la corriente rectifica el diodo de protección, quedando cerrado cuando se invierte la polaridad de la tensión aplicada para él y abriéndose cuando es directa. Para eliminar la caída de voltaje a través de un diodo abierto, es necesario abrir el canal del transistor de forma sincronizada con él, aplicando pulsos de apertura a la puerta. Como resultado, casi toda la corriente fluirá a través del canal, cuya resistencia y caída de voltaje es mucho menor que la de un diodo abierto. Para una operación exitosa, un rectificador síncrono debe contener un dispositivo que monitorea la polaridad del voltaje aplicado a las válvulas - transistores de efecto de campo y genera señales de control que las abren y cierran en el momento oportuno. Esto es especialmente importante cuando se opera con una carga capacitiva o con una carga que tiene su propio EMF (batería).
En la fig. 1 muestra un esquema de un dispositivo de carga basado en un rectificador síncrono. Funciona de la siguiente manera. Deje que una media onda de voltaje positivo actúe sobre los drenajes de los transistores VT2 y VT4 conectados en paralelo. Los diodos de protección de los transistores se cierran con esta polaridad de voltaje. Limitada por el diodo VD2 a +0,7 V, esta tensión irá a la entrada inversora del comparador DA1. Como resultado, en la salida del "emisor" inverso del comparador (pin 1), el nivel de voltaje será alto. Dado que el disparador Schmitt, integrado en el chip temporizador DA3, invierte este nivel, el voltaje entre las puertas y las fuentes de los transistores VT2 y VT4 es cercano a cero y los transistores mismos están cerrados. Durante una media onda negativa de voltaje entre los drenajes y las fuentes de los transistores VT2 y VT4, los diodos protectores de estos transistores se abren. Pero dado que el voltaje en la entrada inversora del comparador DA1 ahora es menor que en el no inversor, el nivel en su salida 1 será bajo y en la salida del chip DA3 será alto. Los canales de fuente de drenaje de los transistores VT2 y VT3 se abrirán al derivar los diodos de protección y permanecerán en este estado hasta que cambie la polaridad del voltaje que se les aplica. De manera similar, se lleva a cabo el control de los transistores VT3 y VT5 del segundo brazo de un rectificador de onda completa. El uso de temporizadores KR1006VI1 con una corriente de salida de hasta 200 mA como controladores garantiza una conmutación rápida de los transistores VT2-VT5, lo que reduce aún más la potencia disipada por ellos. Los condensadores C1, C2 eliminan la ondulación de voltaje de alta frecuencia suministrada a las entradas de los comparadores DA1 y DA2, asegurando su conmutación sin "rebote". Las resistencias R8 y R9 son resistencias de carga en los circuitos emisores de los transistores de salida de los comparadores. Los colectores de estos transistores están conectados al power plus. Cuando se enciende, el circuito R10C4 establece los temporizadores DA3 y DA4 en su estado inicial con un nivel bajo en las salidas. A medida que se carga el capacitor C4, el voltaje a través de él aumenta y los microcircuitos comienzan a funcionar normalmente. El uso de dos transistores en cada pata del rectificador le permite llevar la corriente de carga hasta 200 A, por supuesto, con un transformador T1 suficientemente potente. Esto es suficiente para "ayudar" al motor de arranque de casi cualquier automóvil a arrancar el motor si la batería no está lo suficientemente cargada. El voltaje en los devanados II y III del transformador bajo carga debe ser de aproximadamente 10 V y la potencia total debe ser de al menos 800 V-A. Para cargar, la batería se conecta a los terminales "U ^ p" y "Común". El comparador DA5 compara su voltaje con el de referencia. El umbral de comparación lo establece la resistencia de sintonización R4. Mientras el voltaje de la batería está por debajo del nivel especificado, el nivel en la salida 7 del comparador DA5 permanece bajo y el transistor VT1 está abierto. El rectificador síncrono carga la batería.
La unidad de control del rectificador síncrono se alimenta con tensión rectificada a través del diodo VD1. Los condensadores C5 y C6 suavizan las ondas.
Un dibujo de la placa de circuito impreso de la unidad de control se muestra en la fig. 2, y su apariencia se muestra en la Fig. 3. En lugar de los condensadores C5 y C6, aquí se monta un condensador con una capacidad de 4700 microfaradios. El módulo de transistores de efecto de campo VT1-VT5 fijados en disipadores de calor se muestra en la fig. cuatro
Si la corriente consumida por el rectificador síncrono ciertamente no excede los 100 A, se puede dejar un transistor en cada uno de sus brazos. Y si se necesita una corriente de más de 200 A, la cantidad de transistores conectados en paralelo en cada brazo se puede aumentar en consecuencia o reemplazar por otros más potentes, incluidos los IGBT. Por ejemplo, IGBT GA400GD25S están clasificados para 400 A, GA600GD25S - 600 A. Autor: V. Kalashnik, V. Chernikov, Voronezh; Publicación: radioradar.net
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