Взятися за створення перетворювача напруги (ПН) змусили мене наші сільські електромережі.

У перетворювачі (рис.1) зарядний пристрій (ЗУ) для акумуляторів можна виконати за будь-якою схемою – все залежить від можливостей радіоаматора. Головне – щоб ЗУ працювало в автоматичному режимі і не допускало перезаряду акумуляторів. Бажано мати стабілізатор напруги (СН). Потрібно також аварійний пристрій захисту УЗ, яке при виході мережевої напруги (Uc) за межі норми відключає навантаження і включає перетворювач напруги. Реле К1 – на номінальну напругу 220 В, його контакти повинні комутувати струм 2 … 10 А.

Перетворювач напруги (рис.2) підключений до акумулятора (6СТ-55, 6СТ-132) через доопрацьований однофазний автомат SA1. У ньому знята тепловий захист через досить великого опору її вузла. Можна використовувати для комутації автомобільне реле (12 В, 30 А) з запобіжником. Якщо включити обмотку реле через діод (рис.3), вийде захист від переполюсовки. Перетин проводів між акумулятором та ПН, в самому ПН між колекторами VT1, VT2 і Т1 має бути не менше 9 мм2.

Схема плати показана на мал.4. У прототипі спостерігався ефект автоколивань під навантаженням. Якщо Ua падає нижче 10,5 В – ПН відключається. Далі без навантаження Ua зростає, ПН знову включається і знову відключається. Для усунення таких автоколивань я поставив "засувку" на DD2.2 і VT5, яка забезпечує відключення живлення задає генератора (ЗГ). Щоб вихідні транзистори переключалися без наскрізних струмів, ввів паузу між вихідними імпульсами за допомогою ланцюжків R6-C6 і R7-C7. Транзистори VT1 ??і VT2 забезпечують захист вихідних транзисторів від пробою при перевантаженні (короткому замиканні) виходу. Тригери Шмідта DD1.3, DD1.4 і DD1.5, DD1.6 формують прямокутні імпульси. DD2.1 забезпечує однакову їх тривалість для обох плечей перетворювача. Пари транзисторів VT6, VT8 і VT7, VT9 – підсилювачі струму для вихідних транзисторів (VT1 і VT2 на рис.2).

Імпульси частотою 50 Гц надходять на бази цих транзисторів, які поперемінно підключають первинну обмотку Т1 до акумулятора. Імпульси зворотного струму через поворотні діоди VD6 і VD7 "скидаються" в конденсатор С1, який повинен бути як можна більшої ємності. Його можна зібрати у вигляді блоку з 10 … 25 конденсаторів ємністю 4700 мкФ з робочою напругою 16 … 25 В.

На виході Т1 – змінна напруга прямокутної форми. Амплітудне значення прямокутної напруги по величині знаходиться між амплітудним і середнім значенням синусоїдальної напруги, тому звичайний вольтметр покаже більша напруга. А так як майже всі навантаження включаються через діодний міст з фільтруючим конденсатором, реальна напруга вимірює вольтметр, виконаний за цією ж схемою (Мал. 5).

Коефіцієнт трансформації (Ктр) силового трансформатора Т1 (рис.2) – 21 … 22. Він залежить від Uкенас силових транзисторів VT1 і VT2 і падіння напруги на емітерний резисторах R6 і R7. Теоретично його обчислити не вдалося, в літературі теж нічого підходящого не знайшов. Я його підібрав експериментально після неодноразової перемотування трансформатора. Діаметр дроту обмоток – чим більше, тим краще. Лише б "вікно" трансформатора дозволяло, тому П-образний сердечник трансформатора зручніше – в ньому більше місця на обмотки. Нагрівання трансформатора у схемі перетворювача повинен бути мінімальним – це втрати напруги.

Для Ш-образного сердечника перетином 3,5 см2, первинні обмотки Iа і Iб – по 20 витків плоского дроту 4,5 x 2 (9 мм2). Вторинна (мережева) обмотка містить 460 витків дроту діаметром 1,0 мм з трьома відводами через 20 витків. Ктр виходить рівним 20, 21, 22, 23, але краще зробити 6 відводів через 10 витків. Старий трансформатор перемотувати небезпечно – легко пошкоджується Ізоляція, тому первинну обмотку при переробці можна намотувати поверх вторинною.

В якості силових можна використовувати біполярні та польові транзистори, включивши їх блоками по кілька штук (рис.6) – залежно від необхідного струму первинної обмотки. Для схеми на біполярних транзисторах (Рис.6а) Imax = 160 … 200 А, і підбір транзисторів можна не проводити. Недолік схеми – велике падіння напруги на транзисторах, тому їх потрібно встановлювати на радіатор (Ктр = 22). У схемі ріс.6б використовується кілька польових транзисторів. Переваги цієї схеми – мале падіння напруги на транзисторах і дуже малі втрати потужності на управління (Ктр = 21).

Для аварійного освітлення краще взяти автомобільні лампочки і провести окрему проводку. У схемі ПН передбачено два варіанти. Перший – перемичка між клемами 1 і 2 (рис.2), світло включається вимикачем S1. Другий (перемичка між клемами 2 і 3) – при виключенні основного освітлення відразу ж включається аварійний.

При експлуатації пропонованого ПН перетворювати прямокутна напруга в синусоїдальна я не намагався, оскільки основні навантаження у мене були з імпульсними модулями харчування. А малопотужні перевірив. Вони нормально працюють, і трансформатори не гріються, тільки починають "стукати". Основні споживачі – телевізор і відеомагнітофон – довелося допрацьовувати. У телевізорі петлю розмагнічування включив через вимикач, а замість штатного струмообмежувальні резистора поставив в МП терморезистор (ТР10-430-0, 8). У відеомагнітофоні також поставив терморезистор (ТР10-1200-0, 4). Особливість даних терморезисторов – велике опір (перше число у маркуванні – опір, друге – струм) у холодному стані. При протіканні струму вони нагріваються, і опір зменшується (одиниці Ом). Це усуває кидки струму при зарядці конденсаторів і дозволяє поставити запобіжники на менший струм. А найголовніше – перетворювач "витягує" підключення холодного телевізора. Якщо телевізор без доопрацювання хоча б на кілька секунд відключався, включити його при роботі від ПН було неможливо.

Сумарна потужність навантаження ПН – приблизно 200 Вт. Напруга акумулятора одно 10,5 … 13,8 В. Напруга на виході ПН складає 180 .. 242 В. Для подальшого поліпшення схеми бажано поставити стабілізатор напруги.

Джерело: П. Брянцев, журнал "Радіоаматор".