Меню

Как стабилизировать преобразователь напряжения

Как стабилизировать преобразователь напряжения

  • Усилители мощности
  • Светодиоды
  • Блоки питания
  • Начинающим
  • Радиопередатчики
  • Разное
  • Ремонт
  • Шокеры
  • Компьютер
  • Микроконтроллеры
  • Разработки
  • Обзоры и тесты
  • Обратная связь
  • Форум
    • Усилители мощности
    • Шокеры
    • Качеры, катушки Тэсла
    • Блоки питания
    • Светодиоды
    • Начинающим
    • Жучки
    • Микроконтроллеры
    • Устройства на ARDUINO
    • Программирование
    • Радиоприемники
    • Датчики и ИМ
    • Вопросы и ответы
  • Online расчёты
  • Умный дом
  • Видео
  • RSS
  • Приём статей
    • Усилители мощности
    • Светодиоды
    • Блоки питания
    • Начинающим
    • Радиопередатчики
    • Разное
    • Ремонт
    • Шокеры
    • Компьютер
    • Микроконтроллеры
    • Разработки
    • Обзоры и тесты
    • Обратная связь
  • Форум
    • Усилители мощности
    • Шокеры
    • Качеры, катушки Тэсла
    • Блоки питания
    • Светодиоды
    • Начинающим
    • Жучки
    • Микроконтроллеры
    • Устройства на ARDUINO
    • Программирование
    • Радиоприемники
    • Датчики и ИМ
    • Вопросы и ответы
  • Online расчёты
  • Умный дом
  • Видео
  • RSS
  • Приём статей
  • Стабилизированный преобразователь 12-220В

    С развитием альтернативных систем получения электроэнергии преобразователи напряжения получают широкую популярность. С их помощью в полевых условиях от аккумулятора можно получить сетевое напряжение и питать любые сетевые приборы. В данной статье представлен вариант преобразователя напряжения 12-220 с постоянным и стабилизированным выходным напряжением, что даст возможность подключать к нему любые сетевые потребители кроме асинхронных двигателей и приборов в состав которых входит железный сетевой трансформатор. К такому преобразователю можно подключать любые разновидности осветительных приборов, адаптеры питания современной электроники, компьютеры и прочие потребители.

    У инвертора отсутствует защита от коротких замыканий и разряда аккумулятора. Единственной защитой от коротких замыканий является входной предохранитель.

    Характеристики преобразователя следующие:

    • Диапазон входных напряжений — от 10 до 14,5-15 вольт, больше подавать не стоит;
    • Выходное напряжение 220 вольт постоянное, стабилизированное;
    • Выходная мощность около 300 ватт, можно снять и 400, но не долго, т. к. трансформатор будет нагреваться;
    • Ток холостого хода преобразователя при питании 12 Вольт всего 80-100мА.

    Схема и принцип работы

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, принципиальная схема

    Преобразователь напряжения построен на основе ШИМ контроллера SG3525, которая управляет мощными силовыми ключами IRF3205 .

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, SG3525

    Благодаря тому, что микросхема ШИМ имеет мощный выходной каскад, нет необходимости в применении дополнительных повторителей для управления силовых ключей.

    Стабилизация выходного напряжения организована следующим образом: В составе микросхемы SG3525 имеется усилитель ошибки, который и был задействован в схеме обратной связи по напряжению. На неинвертирующий вход усилителя ошибки через делитель поступает опорное напряжение, которое сформировано внутренним опорным источником микросхемы. На инверсный вход усилителя ошибки также поступает напряжение с вывода опорного источника, но не напрямую, а через транзистор оптопары. Светодиод оптопары подключен последовательно через стабилитроны и подстроечный резистор к выходу преобразователя.

    Читайте также:  Трехфазный стабилизатор напряжения 220 вольт

    Работает это следующим образом: Если на выходном конденсаторе С8 напряжение больше 220 вольт, то откроются стабилитроны, т.к. в сумме их напряжение стабилизации составляет 220 вольт, начнёт светиться светодиод оптопары и сработает внутренний транзистор, по его переходу на первый вход усилителя ошибки поступет опорное напряжение, оно больше того значения, которое на втором выводе усилителя ошибки. В этом случае микросхема будет уменьшать длительность импульсов до тех пор, пока напряжение на выходном конденсаторе не будет снижено до уровня 220 Вольт.

    Если же выходное напряжение по причине снижения входного напряжения или же подключения мощной нагрузки просело ниже 220 вольт, микросхема шим будет увеличивать длительность импульсов пока напряжение на конденсаторе С8 не будет в пределах ранее указанного значения.

    Преобразователь снабжен системой плавного пуска. То есть после подачи питания выходное напряжение появляется не мгновенно, а плавно нарастает.

    Для того, чтобы микросхема шим смога разрядить емкость затворов силовых ключей, а это нужно для того, чтобы ключи успели полностью закрылись, иначе будет их перегрев, введено так называемое мертвое время или dead time. Когда транзисторы верхнего плеча закрылись идет пауза, в это время все ключи закрыты, лишь после этой небольшой паузы сработают ключи нижнего плеча.

    Длительность dead-time зависит от резистора R6, в даташите на микросхему можно посмотреть сколько будет длиться мертвое время при определенном сопротивлении резистора.

    Силовой трансформатор, его намоточные данные зависит от рабочей частоты преобразователя (которая задаётся резистором R5 и конденсатором C4), а так же характеристик сердечника. Расчет трансформатора делается по специализированным программам.

    Сердечник взят от штатного блока питания АТХ450. Чтобы разобрать трансформатор, его необходимо прокипятить, чтобы клей ослабил. После остывания убираем все заводские обмотки.

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, трансформаторСтабилизированный преобразователь 12-220В, разобранный трансформатор

    Первичная обмотка содержит 4+4 витка, намотана так называемы литцендратом (жгутом из большого количества параллельных проводков, притом каждый провод имеет лаковую изоляцию). Делается это для минимизации влияния скин эффекта т.е увеличения добротности обмотки при работе на высоких частотах, а также для удобности намотки, такой провод гораздо удобнее уложить чем более толстый.

    Читайте также:  Схема мостового преобразователя напряжения

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, проводСтабилизированный преобразователь 12-220В, провод первичной обмотки

    После намотки ставим изоляцию в несколько слоев, например каптоновым скотчем, и мотаем вторичную обмотку.

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, намотка первичной обмоткиСтабилизированный преобразователь 12-220В, изоляция первичной обмотки

    Вторичная обмотка намотана проводом 0,71мм, 100 витков.

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, намотка вторичной обмоткиСтабилизированный преобразователь 12-220В, изоляция вторичной обмотки

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, трансформатор готов к сборкеСтабилизированный преобразователь 12-220В, готовый трансформатор

    Силовые транзисторы устанавливают на общий радиатор, не забываем изолировать ключи теплопроводящими прокладками и пластиковыми втулками.

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, радиатор для транзисторов

    Первое включение желательно сделать через ограничительную лампу, чтобы не спалить ключи в случае ошибок в монтаже.

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, изготовление платыСтабилизированный преобразователь 12-220В, плата готова к сборке

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, собранная платаСтабилизированный преобразователь 12-220В, SG3525

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, собранный преобразовательСтабилизированный преобразователь 12-220В, SG3525

    Стабилизированный преобразователь 12-220В, собранный преобразователь

    Небольшое видео о сборке преобразователя

    Источник

    

    Стабилизированный преобразователь 12/220 В

    Устройство предназначено для питания аппаратуры, рассчитанной на переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц, от бортовой сети автомобиля или от аккумуляторной батареи напряжением 12 В.

    Основные технические параметры преобразователя:

    Преобразователь напряжения , схема которого показана на рис. 1, содержит задающий генератор на микросхеме DA1, стабилизатор его питания (DA2), разрядные полевые транзисторы VT1-VT4, мощные транзисторы VT5 и VT6, коммутирующие ток в первичной обмотке трансформатора Т1, узел защиты по току на реле К1, узел стабилизации выходного напряжения на микросхеме DA3.

    Генератор вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой около 50 Гц с защитными паузами, исключающими одновременное открывание коммутирующих транзисторов VT5 и VT6. Когда на выходе Q1 (или Q2) появляется низкий уровень, открываются транзисторы VT1 и VT3 (или VT2 и VT4), вызывая быструю разрядку затворных емкостей, а значит, и форсированное закрывание транзисторов VT5 и VT6. Собственно преобразователь собран по двухтактной схеме и особенностей не имеет. Рассмотрим более подробно работу узла стабилизации выходного напряжения.

    Если напряжение на выходе преобразователя по какой-либо причине превысит установленное значение, напряжение на резисторе R12 превысит 2,5 В, ток через стабилизатор DA3 резко возрастет. Это, в свою очередь, вызовет освещение фотодиода оптрона U1 и появление сигнала высокого уровня на входе FV (вывод 2) микросхемы DA1.

    Ее выходы Q1 и Q2 переключатся в состояние низкого уровня, транзисторы VT5 и VT6 быстро закроются и ток в полуобмотках I.1 и I.2 прекратится, вызывая уменьшение выходного напряжения. Если же выходное переменное напряжение по какой-либо причине снизится, освещение фотодиода оптрона прекратится, микросхема DA1 перейдет в активное состояние с появлением на ее выходах противофазных импульсов. В устройстве также имеется узел защиты по току, собранный на реле К1. Если ток, протекающий через обмотку реле, превысит установленное значение, замкнутся контакты геркона К1.1. На входе FC (вывод 1) микросхемы DA1 появится высокий уровень, и выходы микросхемы переключатся в состояние низкого уровня, вызывая быстрое закрывание транзисторов VT5 и VT6 и резкое уменьшение потребляемого тока. После этого, несмотря на то что контакты геркона К1.1 будут разомкнуты, микросхема DA1 останется в заблокированном состоянии (низкий уровень на выходах).

    Читайте также:  Значение напряжения асимметрии фаз

    Для запуска преобразователя необходим перепад напряжения на входе IN (вывод 3) DA1, что достигается либо кратковременным отключением питания, либо кратковременным замыканием конденсатора С1. Для этого можно установить кнопку без фиксации, контакты которой подключить параллельно конденсатору С1 (на схеме рис. 1 не показана).

    Поскольку выходное напряжение — меандр, для его сглаживания и приближения к синусоидальной форме установлен конденсатор С8. Светодиод HL1 выполняет функцию индикатора наличия выходного напряжения преобразователя.

    Трансформатор Т1 выполнен на основе промышленного ТС-180 от блока питания лампового телевизора. Все его вторичные обмотки удаляют, а сетевую на напряжение 220 В оставляют. Она служит выходной обмоткой преобразователя. Полуобмотки I.1 и I.2 наматывают проводом ПЭВ-2 1,8. Они содержат по 35 витков. Начало одной обмотки соединяют с концом другой и получают среднюю точку первичной обмотки. Реле узла токовой защиты — самодельное. Обмотка реле содержит 1-2 витка (подбирают исходя из необходимого тока срабатывания защиты) изолированного провода, рассчитанного на протекание тока 20. 30 А. Провод наматывают на корпусе геркона КЭМ2 или любого другого с замыкающими контактами.

    Детали устройства, кроме трансформатора Т1, диодного моста VD4 и конденсатора С8, расположены на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5. 2 мм, чертеж которой показан на рис. 2. Транзисторы VT5, VT6 впаяны в плату и привинчены через слюдяные прокладки к металлической пластине размерами 40×30 мм, служащей теплоотводом. Винты, крепящие транзисторы, изолированы от пластины фторопластовыми трубками и стеклотекстолитовыми шайбами. Выводы обмоток I припаяны к контактным лепесткам, привинченным к фланцам транзисторов.

    Сечение токоведущих дорожек, по которым протекает большой ток, увеличивают напаиванием на них дополнительных проводников и валиков из припоя. Подбором резистора R3 устанавливают необходимую частоту выходного напряжения преобразователя, а подбором резистора R12 — амплитуду выходного напряжения, равную 215. 220 В, при минимальном питающем напряжении (10 В).

    Источник