Перетворювач 12-220 В

Автор: О. ЛОКСЕЕВ, м.Бахчисарай, Крим, РЛ 7 / 2000.

Застосування потужних польових транзисторів дозволяє істотно спростити схему і підвищити ККД перетворювача. Модернізована схема наведена на рис.1.

На елементах DD1.1, DD1.2 зібраний генератор, що задає з частотою 500 Гц. Дільник на DD2 формує дві імпульсні послідовності частотою 50 Гц з зсунутими на 180 ° фазами для керування силовими ключами VT1 і VT2 двотактного перетворювача. Щоб уникнути наскрізних струмів перемикання, між вимиканням одного ключа і включенням іншого існує "мертва зона" – 10% тривалості періоду.


Рис. 1.

При подачі високого рівня (логічної "1") на вхід "Блокування" обидва вихідних ключа замикаються.

Вихідна потужність перетворювача обмежена потужністю силового трансформатора Т1 і максимальним допустимим струмом вихідних транзисторів. Коефіцієнт трансформації силового трансформатора Кт = 20. У якості вихідних транзисторів підійдуть IRFZ034 (15 A), IRFZ044 і RG723A (30A), IRFZ046 (50 A), IRFP064 (100 А). Для надійності потрібно мати подвійний запас по струму і потрійний – за напругою. Силові ланцюги повинні бути по можливості коротше і виконані проводами відповідного перерізу.

Запропоновану схему перетворювача бажано доповнити схемами захисту та сервісу, що включають:

– Захист від зупинки генератора, що задає, вона ж блокування (рис.2);

– Захист вихідних транзисторів від перевищення напруги на акумуляторі понад 15 В (рис.2б);

– Захист акумулятора від глибокого розряду (Ріс.2в). Ця ж схема служить індикатором напруги акумулятора. При 10В світлодіод VD9 гасне, при 15В світить на повну силу;


Рис. 2.

– Захист від невірного підключення, тобто переполюсовки акумулятора (ріс.2г);

– Автомат переходу на резервне живлення при пропажі напруги в мережі, і повернення на харчування від мережі при появі мережевої напруги (ріс.2д).

Схема перетворювача споживає в черговому режимі струм порядку 7 ма.

Щоб отримати схему безперебійного живлення, пропонований перетворювач потрібно доповнити автоматичним зарядним пристроєм (мал.3), що забезпечує заряд і підтримка в робочому стані акумуляторної батареї (АБ). Перетворювач і зарядний пристрій потрібно підключати до акумулятора окремими проводами.


Рис. 3.

Лічильник-розподільник К561ИЕ8 (рис.1) має вхід скидання (висновок 13), високий рівень на якому наводить мікросхему в початковий стан. При цьому припиняється рахунок, а всі виходи, крім нульового (висновок 3), скидаються в нуль. Обидва вихідних транзистора VT1 і VT2 при цьому закриті, тобто перетворювач заблокований.

Схема аварійного блокування показана на рис.2. Конденсатор С4 заряджається через R13 до напруги харчування за відсутності імпульсів з виходу DD1.2 і подає логічну "1" на вхід блокування (висновок 13 DD2) через VD13. При нормальній роботі перетворювача, на виході "Блокування" (висновок 1 DD2) кожні 20 мс з'являється логічна "1", яка через R11 відкриває транзистор VT5 і розряджає С4, не даючи тим самим спрацювати блокування.

Захист від перевищення напруги на акумуляторі (рис.26). При перевищенні Ua> 15 В відкривається стабілітрон VD10, струмом через R9 відкривається VT4 і подає логічну "1" через VD12 на вхід блокування. Це блокування потрібна для запобігання виходу з ладу силових транзисторів. Для захисту всієї схеми паралельно С5 потрібно включити стабілітрон КС515. Такої ситуації не виникне, якщо зарядний пристрій не виявиться підключеним до перетворювача без акумулятора. Краще перетворювач і зарядний пристрій підключати до АБ різними дротами.

Захист ДБ від глибокого розряду (Ріс.2в). Величина R7 підбирається таким чином, щоб при Ua <10,5 В транзистор VT3 вже закрився, світлодіод VD9 згас, і через R8 і VD11 подалася логічна "1" на вхід блокування. С2 запобігає блокуванню у разі короткочасного зниження Ua.

Захист від неправильного включення (переполюсовки) АБ (ріс.2г). При аварійній блокування на виводі 9 DD1.4 присутній логічна "1", на виході DD1.4 – "О". Транзистор VT6 закривається, реле К1 відпускає і відключає АБ від силової частини перетворювача. У разі переполюсовки при підключенні АБ реле К1 взагалі не спрацьовує.

Автомат перемикання на резервне живлення (ріс.2д). У разі присутності напруги в мережі, реле К2 включено, і своїми контактами підключає навантаження безпосередньо до мережі. Транзистор оптопари VU1 відкритий, і через R14 подає логічну "1" на вхід блокування. Перетворювач при цьому заблокований.

При зникненні напруги мережі відпускає реле К2, перемикаючи навантаження на вихід перетворювача. Закривається транзистор оптопари, і з'являється логічний "О" на виводі 5 DD1.3. Худа на виході DD1.3-"1", позитивний імпульс відкриває транзистор VT5, розряджається С5, з входу блокування пропадає "1", і перетворювач запускається.

Вимикач S1 "Увімкнути" дозволяє виключати перетворювач в тому випадку, коли при відсутності напруги в мережі резервне живлення не вимагається; "+" живлення надходить через вимикач S1 і R14 на вхід блокування. При розмиканні контактів вимикача S1 відбувається запуск перетворювача – так само як і після зникнення напруги в мережі.

Матеріали взяті з сайту www.nov.rfnet.ru