ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ - ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

В. ГРИЧКО, г. Краснодар

В наши дни нередки случаи отключения электроэнергии. В такой ситуации пригодится описываемое в статье комбинированное устройство. В режиме преобразователя оно питается от автомобильной стартерной батареи аккумуляторов напряжением 12 В, а в режиме зарядного устройства — от сети 220 В. Предусмотрена возможность регулирования выходного напряжения ступенчато и плавно в довольно широком интервале с контролем потребляемого тока по встроенному амперметру. Это позволяет экономить энергию аккумулятора при питании электрических ламп в режиме ночников. В режиме зарядного устройства возможны ступенчатая регулировка тока зарядки и его контроль по тому же прибору.

Устройство, схема которого изображена на рис. 1, представляет собой преобразователь постоянного напряжения аккумуляторной батареи (12 В) в переменное 220 В и предназначено для питания электрических ламп или бытовых электро- и радиоприборов мощностью до 100 Вт. Частота выходного напряжения — 50 Гц, ток холостого хода — 1 А, максимальный ток, потребляемый от аккумуляторной батареи, — 10 А. КПД при максимальном выходном напряжении и нагрузке 100 Вт — 80%. При наличии напряжения в сети устройство используют для зарядки аккумуляторной батареи.

Преобразователь содержит задающий генератор на элементах DD1.1, DD1.2, счетный триггер DD2.1, одновибратор DD2.2, формирователь импульсов управления на элементах D01.3, DD1.4 и двухтактный усилитель мощности на транзисторах VT1—VT6. Нагрузка подключается через повышающий трансформатор Т1.

Каждый импульс задающего генератора изменяет состояние триггеров микросхемы DD2. Сигналы с прямого и инверсного выходов DD2.1 и прямого выхода DD2.2 поступают на входы элементов. DD1.3, DD1.4, и на их выходах поочередно появляются импульсы напряжения, открывающие транзисторы VT1 и VT2. На DD2.2 собран одновибратор, включаемый по входу С и формирующий импульс длительностью, определяемой интегрирующей цепью R3R4C2. Этим ограничивается длительность открытого состояния транзисторов VT1, VT2 и соответственно VT3, VT5 и VT4, VT6. В результате создается временной "зазор", исключающий одновременное нахождение транзисторов в открытом состоянии, т. е. сквозной ток. Изменением этого "зазора" от 0,4 до 3,2 мс переменным резистором R3 выходное напряжение преобразователя регулируется в пределах примерно 40 В. При этом, конечно, изменяются форма выходного напряжения и спектр помех, создаваемых устройством.

Через токоограничительные резисторы R5, R6 и форсирующие конденсаторы СЗ, С4 импульсы с выходов элементов DD1.3, DD1.4 поступают на базы транзисторов VT1, VT2, управляющих работой выходных транзисторов, подключенных к ним по схеме Шиклаи. (Такая комбинация транзисторов n-p-n и p-n-р ведет себя как один транзистор структуры n-p-n с большим коэффициентом передачи тока базы). Резисторы R7, R8 служат для увеличения скорости закрывания транзисторов. Диоды VD1, VD2 позволяют включать преобразователь без нагрузки, защищают устройство при несоблюдении полярности подключения аккумулятора и работают в качестве выпрямителя при зарядке аккумуляторной батареи GB1. Диод VD3 выполняет функцию развязки по питанию микросхем и может быть заменен резистором сопротивлением 50... 100 Ом.

Трансформатор Т1 повышает напряжение в режиме преобразователя и понижает в режиме зарядного устройства. Конденсатор С8 служит для уменьшения выбросов напряжения в цепи зарядки, С9 сглаживает выбросы при работе в режиме преобразователя. Светодиоды HL1 и HL2 индицируют режимы работы устройства.

Переключателем Q1 выбирают режим работы устройства, переключателем Q2 регулируют выходное напряжение в пределах 225...255 В (при минимальном временном "зазоре" и холостом ходе) в режиме преобразователя и зарядный ток до 6 А (при замкнутых контактах выключателя Q3).

Микросхемы, транзисторы VT1, VT2, резисторы R1, R2, R4—R6, конденсаторы С1 —С7 и диод VD3 смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, изготовленной по чертежу на рис. 2 (штриховыми линиями показаны проволочные перемычки, соединяющие печатные проводники на противоположной стороне платы). Силовая часть выполнена навесным монтажом. Транзисторы VT3—VT6 и диоды VD1, VD2 установлены на общем теплоотводе площадью 600 см2. Каких-либо особых требований к этим элементам устройства не предъявляется (в частности, не требуется и подбор транзисторов по какому-либо параметру).

Конденсаторы С1 и С2 должны быть с малым ТКЕ (например, К73-17), остальные — любых типов. Амперметр РА1 — с пределами измерения 10 А и нулем в середине шкалы (10 А-0 - 10 А).

Трансформатор Т1 изготавливают на базе ТС-180 от унифицированного телевизора. Все его вторичные обмотки удаляют, а сетевую используют в качестве выходной (в режиме преобразователя). Секции 2-3 и 2'-3' сетевой обмотки (обозначения на трансформаторе) также удаляют, а на их место наматывают новые обмотки 2-5 и 2'-5' (по 51 витку про-

вода ПЭВ-2 0,64), сделав отводы от 17 и 34-го витков (3,4 и 3', 4'). На месте вторичных обмоток наматывают две первичные (9-10 и 9'-10') по 36 витков провода ПЭВ-1 1,8. Обмотки наматывают в одну сторону, после чего соединяют их концы (это и будет средняя точка). Для лучшего охлаждения никакой внешней изоляции этих обмоток делать не следует.

Первое включение устройства рекомендуется делать без нагрузки и с предохранителем FU1 2 А. При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже оно начинает работать сразу. Налаживание сводится к установке частоты задающего генератора (подбором резистора R2), равной 100 Гц. Если преобразователь не будет использоваться для питания приборов, содержащих электродвигатели переменного тока (проигрыватели, катушечные магнитофоны и т. п.), частоту преобразования рекомендуется выбрать более высокой, например, 80 Гц (частота задающего генератора — 160 Гц), что облегчит режим работы трансформаторов питания подключаемых устройств. Возможно, потребуется подбор резисторов R5, R6 (автору это не потребовалось), чтобы выходные транзисторы надежно входили в насыщение.

Для повышения КПД устройства в выходном каскаде усилителя мощности (VT3—VT6) можно использовать полевые или германиевые биполярные транзисторы.

Наш баннер
Вы можете поставить наш баннер на своем сайте или блоге, чтобы помочь развитию проекта.
Каталог радиолюбительских схем
Получить код
Навигация
  • Вся информация на сайте структурирована по темам.
  • Каждый тема имеет свою общую страницу с ссылками на материалы.
  • Выбранный материал открывается в новом окне, которое вы можете после просмотра закрыть.
Друзья сайта
Статьи