Схема электронный трансформатор для зарядного устройства: Как из электронного трансформатора сделать блок питания

Содержание

Как из электронного трансформатора сделать блок питания

Как из электронного трансформатора сделать блок питания

Электронные трансформаторы являются простым сетевым импульсным блоком питания. Это самый дешевый блок питания. Зарядное устройство для телефона стоит дороже.

Кажется, что сделать импульсный блок питания из электронного трансформатора достаточно просто: поставить на выход выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор, при необходимости стабилизатор напряжения и подключить нагрузку. Однако это не совсем так.

Дело в том, что преобразователь не запускается без нагрузки или нагрузка не достаточна: если к выходу выпрямителя подключить светодиод, разумеется, с ограничительным резистором, то удастся увидеть, лишь только одну вспышку светодиода при включении.

Чтобы увидеть еще одну вспышку, потребуется выключить и включить преобразователь в сеть. Чтобы вспышка превратилась в постоянное свечение надо подключить к выпрямителю дополнительную нагрузку, которая будет просто отбирать полезную мощность, превращая ее в тепло.

Поэтому такая схема применяется в том случае, когда нагрузка постоянна, например, двигатель постоянного тока или электромагнит, управление которыми будет возможно только по первичной цепи.

Если для нагрузки необходимо напряжение более, чем 12В, которое выдают электронные трансформаторы потребуется перемотка выходного трансформатора, хотя есть и менее трудоемкий вариант.

Вариант изготовления импульсного блока питания без разборки электронного трансформатора

Схема такого блока питания показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Двухполярный блок питания для усилителя

Блок питания изготовлен на основе электронного трансформатора мощностью 105Вт. Для изготовления такого блока питания понадобится изготовить несколько дополнительных элементов: сетевой фильтр, согласующий трансформатор Т1, выходной дроссель L2, выпрямительный мост VD1-VD4.

Блок питания в течение нескольких лет эксплуатируется с УНЧ мощностью 2х20Вт без нареканий. При номинальном напряжении сети 220В и токе нагрузки 0,1А выходное напряжение блока 2х25В, а при увеличении тока до 2А напряжение падает до 2х20В, что вполне достаточно для нормальной работы усилителя.

Согласующий трансформатор Т1 выполнен на кольце К30х18х7 из феррита марки М2000НМ. Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,8мм, сложенного вдвое и свитого жгутом. Вторичная обмотка содержит 2х22 витка со средней точкой, тем же проводом, также сложенным вдвое. Чтобы обмотка получилась симметричной, мотать следует сразу в два провода – жгута. После обмотки для получения средней точки соединить начало одной обмотки с концом другой.

Также самостоятельно придется изготовить дроссель L2 для его изготовления понадобится такое же ферритовое кольцо, как и для трансформатора Т1. Обе обмотки намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,8мм и содержат по 10 витков.

Выпрямительный мост собран на диодах КД213, можно применить также КД2997 или импортные, важно лишь, чтобы диоды были рассчитаны на рабочую частоту не менее 100КГц. Если вместо них поставить, например, КД242, то они будут только греться, а требуемого напряжения получить от них не удастся. Диоды следует установить на радиатор площадью не менее 60 — 70см2, используя при этом изолирующие слюдяные прокладки.

Электролитические конденсаторы C4, C5 составлены из трех параллельно соединенных конденсаторов емкостью по 2200 микрофарад каждый. Обычно так делается во всех импульсных источниках питания для того, чтобы снизить общую индуктивность электролитических конденсаторов. Кроме этого полезно также параллельно им установить керамические конденсаторы емкостью 0.33 — 0,5мкФ, которые будут сглаживать высокочастотные колебания.

На входе блока питания полезно установить входной сетевой фильтр, хотя будет работать и без него. В качестве дросселя входного фильтра использован готовый дроссель ДФ50ГЦ, применявшийся в телевизорах 3УСЦТ.

Все узлы блока монтируют на плате из изоляционного материала навесным монтажом, используя для этого выводы деталей. Всю конструкцию следует поместить в экранирующий корпус из латуни или жести, предусмотрев в нем отверстия для охлаждения.

Правильно собранный источник питания в наладке не нуждается, начинает работать сразу. Хотя, прежде чем ставить блок в готовую конструкцию следует его проверить.

Для этого на выход блока подключается нагрузка – резисторы сопротивлением 240Ом, мощностью не менее 5Вт. Включать блок без нагрузки не рекомендуется.

Еще один способ доработки электронного трансформатора

Случаются ситуации, что хочется применить подобный импульсный блок питания, но нагрузка оказывается очень «вредной». Потребление тока либо очень мало, либо меняется в широких пределах, и блок питания не запускается.

Подобная ситуация возникла, когда попытались в светильник или люстру со встроенными электронными трансформаторами, вместо галогенных ламп поставить светодиодные. Люстра просто отказалась с ними работать. Что же делать в таком случае, как заставить все это работать?

Чтобы разобраться с этим вопросом давайте, посмотрим на рисунок 2, на котором показана упрощенная схема электронного трансформатора.

Рисунок 2. Упрощенная схема электронного трансформатора

Обратим внимание на обмотку управляющего трансформатора Т1, подчеркнутую красной полосой. Эта обмотка обеспечивает обратную связь по току: если тока через нагрузку нет, или он просто мал, то трансформатор просто не заводится. Некоторые граждане, купившие это устройство, подключают к нему лампочку мощностью 2,5Вт, а потом несут обратно в магазин, мол, не работает.

И все же достаточно простым способом можно не только заставить работать устройство практически без нагрузки, да еще и сделать в нем защиту от короткого замыкания. Способ подобной доработки показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Доработка электронного трансформатора. Упрощенная схема.

Для того, чтобы электронный трансформатор мог работать без нагрузки или с минимальной нагрузкой следует обратную связь по току заменить обратной связью по напряжению. Для этого следует убрать обмотку обратной связи по току (подчеркнутую красным на рисунке 2), а вместо нее запаять в плату проволочную перемычку, естественно, помимо ферритового кольца.

Далее на управляющий трансформатор Тр1, это тот, который на маленьком кольце, наматывается обмотка из 2 — 3 витков. А на выходной трансформатор один виток, и далее получившиеся дополнительные обмотки соединяется, как указано на схеме. Если преобразователь не заведется, то надо поменять фазировку одной из обмоток.

Резистор в цепи обратной связи подбирается в пределах 3 — 10Ом, мощностью не менее 1Вт. Он определяет глубину обратной связи, которая определяет ток, при котором произойдет срыв генерации. Собственно это и есть ток срабатывания защиты от КЗ. Чем больше сопротивление этого резистора, тем при меньшем токе нагрузки будет происходить срыв генерации, т.е. срабатывание защиты от КЗ.

Из всех приведенных доработок, эта, пожалуй, самая лучшая. Но это не помешает дополнить ее еще одним трансформатором как в схеме по рисунку 1.

Ранее ЭлектроВести писали, что «ДТЭК Одесские электросети» к концу 2021 построит новую высоковольтную подстанцию закрытого типа класса напряжения 110/20 кВ (Одесса, микрорайон Чубаевка).

По материалам: electrik.info.

ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ МОБИЛЬНОГО ИЗ ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА


   Электронный трансформатор — это ИБП, который в основном предназначен для питания галогенных ламп.

Очень широко применялся и применяется для офисного освещения. Из магазина был куплен блок электронного трансформатора с мощностью 20 ватт. Производитель — китаец, фирма — TASCHIBRA (наверное, китайский бренд). Этот блок был куплен всего за пару долларов. Далее он был разобран, для оценки внутренней схемы. На сей раз китайцы потрудились на славу. Ну а если честно, все как в обычных блоках, только схема маломощная. По сути — двухтактный импульсный преобразователь, рабочая частота 17-25 кГц по заявлению производителя. Плата достаточно компактная. Выходная мощность устройства 50 ватт, в реальности не более 30. Схема оказалась более устойчивой, чем его дедушка с мощностью 150 ватт (тоже был куплен в том же магазине для испытаний). Принципиальная схема трансформатора.

   Теперь зададим себе такой вопрос — сколько стоит зарядное устройство для мобильного телефона? Оригинальные стоят достаточно дорого, в отдельных случаях до 10 — 20 долларов, китайские можно приобрести за 5$. Одновременно давайте не забудем, что этот блок мы купили за 1$, если брать оптом от 50 шт, то цена 0,7$, если заказать с Китая, то вообще копейки. Что нужно сделать, чтобы этот блок превратился в зарядное устройство для мобильника? Ровным счетом нужно добавить всего три компонента — диод, конденсатор и стабилизатор.

   На выходе трансформатора у нас образуется переменное напряжение с большой частотой, для начала его нужно выпрямить. В схеме можно использовать всего один диод, конечно на выходе напряжение будет не совсем постоянным, но такой метод применяется для выпрямления напряжения во всех ИБП. 

   Диод можно брать буквально любой импульсный с током 1 ампер и более — FR107, FR207 и им подобные. Конденсатор с напряжением 10 — 25 вольт от 47 до 1000 мкФ. Стабилизатор подойдет любой с напряжением 5 вольт, можно также использовать стабилитроны с напряжением стабилизации 5 — 6,5 вольт, оптимальное — 5,6 вольт.

   Как видите, схема устройства и технология переделки очень проста, с такой ничтожной доработкой мы получаем вполне хорошее ЗУ для своего мобильника.


Поделитесь полезными схемами

УСТРОЙСТВО ВИП СИГНАЛА

    Схема из себя представляет достаточно мощный двухтактный преобразователь напряжения. Сигнал поступает с пульта управления на маломощный усилитель низкой частоты, который выполнен на микросхеме LM386.


СИГНАЛИЗАЦИЯ ИЗ МОБИЛЬНОГО ТЕЛЕФОНА

   Схема устройства показана на рисунке. В его состав входит сетевой блок питания, собранный на трансформаторе Т1, мостовом выпрямителе, сглаживающем конденсаторе С4 и стабилизаторе напряжения DA1. Индикатором наличия выходного напряжения стабилизатора служит светодиод HL2. Это напряжение поступает на сотовый телефон и обеспечивает постоянную подзарядку его аккумулятора.


ТАЙМЕР ПОДАЧИ ВОДЫ

   Автоматический электронный таймер для подачи воды в бассейн — схема на микроконтроллере для самостоятельной сборки.



ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12 220

   Из 12 вольт в 220 вольт 50 герц — преобразователь для ветростанции. Наверное все помнят нашу статью ветрогенератора. Конечно установка мощная, но напряжение постоянное и во вторыx напряжение маленькое. В связи с этим представляю вашему вниманию преобразователь напряжения при помощи которого мы сможем получить переменное 220 вольт от постоянного 12.


Два автоматических зарядных устройства из готовых модулей

Тема устройств, предназначенных для зарядки аккумуляторов и их батарей, практически неисчерпаема. На страницах журнала неоднократно публиковались описания множества их самых разных конструкций. Автор предлагает ещё две, собранные из готовых модулей, приобретённых в Интернет-магазинах, что значительно упростило и ускорило их изготовление.

Основа предлагаемых зарядных устройств — готовый модуль преобразователя входного нестабилизированного постоянного напряжения в стабилизированное, построенный на микросхеме LM2596 [1, синтаксис оригинала сохранён]. Фотоснимок этого модуля, среди функций которого есть и зарядка аккумулятора, показан на рис. 1. Максимальный ток его нагрузки — 3 А, выходное напряжение — регулируемое от 1,25 до 28 В. Заранееуста-новленные пороговые значения напряжения и тока нагрузки модуля в процессе зарядки не превышаются.

Рис. 1. Модуль преобразователя входного нестабилизированного постоянного напряжения в стабилизированное, построенный на микросхеме LM2596

 

Благодаря тому что этот преобразователь импульсный, а в качестве блока его питания применён доработанный «электронный трансформатор», оба предлагаемых зарядных устройства имеют небольшие габариты и массу.

Первое из них предназначено для зарядки литий-ионных и свинцово-кислотных, в том числе гелевых, аккумуляторов и батарей небольшой ёмкости (далее — батарей). Я собрал его в корпусе от зарядного устройства для шуруповёрта (рис. 2). Оно обеспечивает начальный ток зарядки, значение которого в амперах равно 0,1…0,2 C, где С — численное значение ёмкости батареи в ампер-часах. Когда напряжение на зажимах батареи достигает 14,4…14,6 В, устройство переходит в режим зарядки с ограничением по напряжению. Назовём его режимом дозарядки. В нём батарея достигает своей полной ёмкости.

Рис. 2. Корпус от зарядного устройства для шуруповёрта

 

Второе зарядное устройство предназначено для автомобильных стартёрных аккумуляторных батарей. Оно выгодно отличается от многих других тем, что автоматически заряжает батарею до её полной ёмкости. В начале зарядки через батарею течёт ток, гораздо больший максимального для упомянутого выше модуля, что уменьшает продолжительность зарядки.

Понятно, что в этом варианте для охлаждения микросхемы требуется большой теплоотвод, значит, и корпус зарядного устройства должен быть больше. Отлично подходит корпус блока питания компьютера с уже имеющимися в нём вентилятором и сетевым фильтром.

Схема первого варианта зарядного устройства изображена на рис. 3. Она настолько проста, что подробно описывать её не требуется, всё и так понятно. Переменное напряжение повышенной частоты поступает с выхода электронного трансформатора U1 на выпрямительный мост из диодов КД213Б (VD1 — VD4), способных работать на этой частоте. Керамические конденсаторы C1 и C2 подавляют очень короткие импульсные помехи. Причём именно с двумя отдельными конденсаторами удалось добиться практически полного их исчезновения. Затем выпрямленное и отфильтрованное напряжение поступает на модуль U2.

Рис. 3. Схема первого варианта зарядного устройства

 

Естественно, в полноценном зарядном устройстве нельзя обойтись без вольтметра и амперметра. Для увеличения их информативности и уменьшения габаритов применены цифровые электронные приборы. Напряжение питания вольтметра PV1 поступает с плюсового зажима заряжаемой батареи. Это сделано для того, чтобы при соединении выключенного зарядного устройства с батареей вольтметр получил от неё питание и показал, во-первых, что батарея подключена в правильной полярности и, во-вторых, напряжение батареи, по которому можно судить о её состоянии. Напряжение питания амперметра взято с входа модуля U2, что обеспечивает индикацию включения зарядного устройства в сеть.

Никакой специальной защиты от неправильного подключения батареи я делать не стал, чтобы не увеличивать габариты устройства. Поэтому подключать её следует только к выключенному зарядному устройству, обращая особое внимание на правильную полярность. Поскольку на выходе модуля U2 имеется мощный диод Шоттки, включённый в обратном направлении, при неправильной полярности батареи должна перегореть плавкая вставка FU2. Что будет при неправильном подключении батареи к включённому зарядному устройству, я сказать не могу, поскольку такой эксперимент проводить не стал.

Как уже было сказано, в зарядном устройстве применён доработанный электронный трансформатор мощностью 80 Вт (U1). Его транзисторам теплоотводы не требуются. Но нужно домотать вторичную обмотку его внутреннего силового трансформатора, чтобы получить требуемое выходное напряжение. Число витков этой обмотки зависит от того, на какое напряжение будет рассчитано зарядное устройство. Максимально допустимое входное напряжение модуля U2 — 35 В.

Следует также заменить в электронном трансформаторе обратную связь по току обратной связью по напряжению, чтобы он мог работать при небольшой нагрузке. Подробно такая замена описана в [2] и [3]. Сделав её, включите электронный трансформатор в сеть и измерьте напряжение на его выходе без нагрузки. Если оно отсутствует, измените направление намотки дополнительных витков на одном из внутренних трансформаторов. После этой переделки электронный трансформатор уверенно запускается даже без нагрузки и перестаёт бояться короткого замыкания на выходе, что неоспоримое достоинство.

Отличие предлагаемой замены обратной связи по току обратной связью по напряжению от описанной в [2] и [3] — число витков дополнительной обмотки обратной связи III на внутреннем силовом трансформаторе T2 (см. рис. 2 в [3]). Ранее предлагалось делать на нём два витка, поэтому на резисторе Roc (см. рис. 2 в [3]) рассеивалась довольно большая мощность. Но эксперименты показали, что число этих витков можно уменьшить. Соответственно уменьшится и мощность, рассеиваемая на резисторе Roc. Теперь эта обмотка имеет всего один виток, а резистор применён с мощностью рассеяния всего 0,125 Вт. Причём это никак не повлияло ни на запуск электронного трансформатора без нагрузки, ни на допустимый ток его нагрузки.

Как уже было сказано, необходимо добавить несколько витков в обмотку II трансформатора T2. Эти добавочные витки нужно наматывать не обмоточным, а обычным изолированным многожильным монтажным проводом с сечением по меди не менее 1,0…1,5 мм2. Их число зависит от того, на какое максимальное выходное напряжение будет рассчитано зарядное устройство. Методика расчёта числа витков вторичной обмотки подробно описана в [3] на с. 39.

В завершение доработки необходимо параллельно выходу имеющегося в электронном трансформаторе высоковольтного выпрямительного моста подключить в нужной полярности оксидный конденсатор ёмкостью 10. ..50 мкФ на 400 В. Можно использовать несколько конденсаторов из неисправных КЛЛ, соединив их параллельно.

На плате модуля U2 имеются три подстроечных резистора и три светодиода. Подстроечным резистором «CV», находящимся на рис. 1 справа, устанавливают нужное выходное напряжение модуля. Подстроечным резистором «СС», находящимся слева, устанавливают порог ограничения выходного тока (0…3 А). Средний подстроечный резистор «CH» предназначен для установки напряжения включения индикатора зарядки. Но в рассматриваемых зарядных устройствах эта функция модуля не используется.

Светодиод «СС», сигнализирующий о срабатывании ограничителя выходного тока, расположен рядом с контактной площадкой «OUT+». Светодиод «ОК», находящийся рядом с контактной площадкой «OUT-«, светится, когда на вход модуля подано напряжение. Между ними расположен светодиод «CH» — индикатор превышения выходным напряжением значения, заданного одноимённым подстроечным резистором. Из сказанного понятно, что модуль U2 можно настроить на зарядку практически любого аккумулятора или их батареи.

К сожалению, микросхема LM2596 этого модуля не имеет полноценного теплоотвода. Её металлизированная нижняя поверхность просто припаяна к медной фольге на печатной плате. Для улучшения теплоотвода под микросхемой в плате имеется множество металлизированных отверстий, соединяющих слои фольги на обеих её сторонах. Однако эксперименты показали, что для длительной работы микросхемы при токе нагрузи более 1 А этого явно недостаточно.

Чтобы понизить температуру корпуса при большом токе нагрузки, микросхему необходимо установить на теплоотвод. Но отпаять её от платы обычным паяльником не получится, для этого нужна паяльная станция. Если её нет, выполнить эту операцию может любая фирма, занимающаяся ремонтом компьютеров или сотовых телефонов.

С днища выпаянной микросхемы удалите мелким плоским напильником остатки припоя, мешающие хорошему тепловому контакту микросхемы с новым теплоотводом. Поскольку она не имеет крепёжного фланца с отверстием для крепления, прижимать её к теплоотводу придётся с помощью двух винтов и специально сделанной металлической накладки. Подходящий ребристый теплоотвод можно найти на старой материнской плате компьютера. Именно такие я применил в обеих описываемых конструкциях.

Поскольку стабилизатор LM2596 импульсный и работает на частоте около 150 кГц, провода, соединяющие микросхему с платой модуля U2, должны быть как можно короче. Например, два имеющихся у меня экземпляра этой микросхемы категорически отказывались работать уже при длине соединительных проводов 3…4 см. После нескольких проб я остановился на другом варианте. Выводы микросхемы удлинил отрезками выводов старых транзисторов серий МП25, МП26, МП38-МП42, которые изготовлены из сплава, хорошо проводящего электричество, но плохо проводящего тепло. Можно, конечно, использовать обычный одножильный монтажный провод, но тогда высока вероятность, что во время пайки к контактной площадке платы он отпаяется от вывода микросхемы.

Ещё одна доработка модуля U2 — перенос установленных на его плате подстроечных резисторов на переднюю панель зарядного устройства. В этом случае длина соединительных проводов никакого значения не имеет. Можно перенести на переднюю панель и светодиоды, разместив их рядом с соответствующими подстроечными резисторами. Подстроечный резистор «CH» и одноимённый светодиод можно оставить на плате. В рассматриваемых конструкциях они не используются. Фотоснимок переделанного стабилизатора с теплоотводом приведён на рис. 4.

Рис. 4. Переделанный стабилизатор с теплоотводом

 

Необходимо учесть, что выводы модуля стабилизатора «IN-» и «OUT-» соединять между собой нельзя, хотя сопротивление между ними практически равно нулю. Дело в том, что между ними в модуле включён резистор датчика тока сопротивлением около 0,015 Ом.

Вместо диодов КД213Б можно использовать диоды той же серии и серии 2Д213 или другие выпрямительные диоды на повышенную частоту, а также диоды Шоттки. Все они должны иметь допустимое обратное напряжение не менее 30 В и максимальный выпрямленный ток не менее 10 А. Диоды КД213Б и аналогичные желательно снабдить хотя бы небольшими теплоотводами. Диодам Шоттки, имеющим значительно меньшее прямое падение напряжения, теплоотводы, как правило, не нужны. Прекрасно подходят выпрямительные диодные сборки из неисправных блоков питания компьютеров. Я применял без теплоотводов сборку SBL3040 с допустимым обратным напряжением 40 В и допустимым прямым током 30 А.

Конденсаторы C1 и C2 — керамические любого типа. Оксидный конденсатор C3 должен иметь низкое ЭПС, поскольку работает на повышенной частоте. В отсутствие прибора для измерения этого параметра проверьте температуру конденсатора C3 через 20.30 мин работы устройства под полной нагрузкой. Если она заметно повысилась, лучше заменить его другим. При наличии свободного места вместо одного конденсатора C3 лучше применить два вдвое меньшей ёмкости, соединив их параллельно.

Вольтметр PV1 и амперметр PA1 — электронные цифровые. Они тоже приобретены в Интернет-магазине. Размеры, форма символов и цвет свечения их индикаторов могут быть любыми. Желательно, чтобы вольтметр при измерении напряжения 99,9 В и менее отображал на индикаторе десятые доли вольта. Амперметр пригоден с пределами измерения тока до 5 А или до 10 А. Можно, конечно, применить и стрелочные приборы.

Изготовленное зарядное устройство первоначально включите в сеть, не присоединив к нему подлежащую зарядке батарею. По вольтметру PV1 установите необходимое конечное напряжение зарядки. Затем, соединив выходные зажимы XT1 и XT2 между собой, по показаниям амперметра PA1 установите порог ограничения зарядного тока.

Как уже было сказано, защиты от подключения батареи в неправильной полярности устройство не имеет. Поэтому, повторюсь, подключать батарею следует только к выключенному зарядному устройству, обращая особое внимание на полярность. И лишь убедившись, что вольтметр PV1 заработал и показал напряжение батареи, включать устройство в сеть.

При работе даже с глубоко разряженной батареей её зарядный ток не превысит установленного при описанной выше регулировке значения. По мере зарядки батареи напряжение на ней станет повышаться, а зарядный ток понижаться. Когда она полностью зарядится (напряжение достигнет установленного при регулировке), зарядный ток станет равным нулю. Естественно, речь идёт об исправной батарее.

Описанным устройством можно заряжать и свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторные батареи, но в зависимости от ёмкости батареи и степени её разряженности это может занять длительное время. Учитывая небольшой допустимый ток зарядки (всего 3А), это устройство подходит в основном для дозарядки автомобильных батарей до их полной ёмкости.

Как известно, практически все автоматические зарядные устройства настраивают на прекращение зарядки при напряжении на зажимах батареи 14,2…14,4 В. Так, например, написано в статье [4]. Но при этом батарея заряжается примерно на 80 %, оставаясь недозаряженной. Поэтому после зарядки до этого напряжения ей необходим этап дозарядки. Это мало кто делает, хотя регулярная зарядка до полной ёмкости существенно продлевает срок службы свинцово-кислотной батареи. На этом этапе необходимо ограничить выходное напряжение зарядного устройства до 13,8 В. При таком напряжении батарея сама определит, какой ток ей нужен. Причём по мере зарядки ток будет уменьшаться, пока полностью не прекратится. Это означает, что батарея заряжена на 100 %.

Не забывайте, что всё сказанное справедливо только для исправной батареи, не присоединённой к электрической системе автомобиля. Данные о зависимости процента зарядки аккумуляторной батареи от напряжения на её зажимах взяты из [5].

Для зарядки именно автомобильных батарей разработан ещё один вариант зарядного устройства на тех же самых модулях. В нём зарядка происходит в два этапа. Первый — основная зарядка с ограничением зарядного тока сверху, второй — дозарядка, описанная выше.

На первом этапе оно подаёт на батарею повышенное напряжение, минуя ограничитель тока. Он ограничен лишь свойствами электронного трансформатора. По достижении 80 % заряда, когда напряжение на батарее достигнет 14,4…14,6 В, срабатывает компаратор и подключает батарею к выходу модуля стабилизатора, который настроен на напряжение 13,8 В.

Этот принцип зарядки автомобильной батареи взят из статьи [5]. Процитирую её: «Алгоритм зарядки состоит из трёх этапов. На первом этапе, когда батарея частично или полностью разряжена, допустимо проводить зарядку относительно большим током, достигающим 0,1…0,2 С. Однако зарядный ток должен быть ограничен сверху указанным значением. По мере накопления заряда возрастает напряжение на зажимах батареи. Это напряжение должно быть под контролем. В момент достижения уровня 14,4…14,6 В первый этап завершён. На втором этапе необходимо поддерживать постоянным достигнутое напряжение и контролировать зарядный ток, который будет снижаться. В момент, когда батарея наберёт не менее 80 % заряда и зарядный ток упадёт до 0,02 С, необходимо перейти к третьему, заключительному этапу — уменьшить напряжение и поддерживать его на уровне не выше 13,8 В. Зарядный ток, снижаясь, достигнет значения 0,002…0,001 С и стабилизируется на этом уровне. Такой ток для батареи не опасен: считается, что он компенсирует саморазрядку, а поддерживаемый уровень напряжения не допустит перезарядки. В таком режиме батарея может находиться неограниченное время без вреда для себя».

Экспериментальная зарядка нескольких экземпляров автомобильных батарей с ограничением по напряжению до 13,8 В подтвердила, что при полностью заряженной батарее зарядный ток становится близким к нулю. Именно такой результат эксперимента и ожидался. Сложно представить, что у исправной батареи ёмкостью 55 А·ч ток саморазрядки был бы 55…110 мА.

Для упрощения зарядного устройства было решено второй этап (зарядку при постоянном напряжении) пропустить и сразу переходить к третьему этапу — уменьшить напряжение и под-держиватьего не выше 13,8 В. Конечно, такое упрощение несколько увеличивает общую продолжительность зарядки.

Схема второго варианта зарядного устройства изображена на рис. 5. В начале зарядки оно даёт большой зарядный ток, а когда напряжение на зажимах батареи достигнет 14,4…14,6 В, переходит в режим зарядки с ограничением по напряжению. В нём батарея дозаря-жается до своей полной ёмкости. Переключение между режимами обеспечивает компаратор на параллельном стабилизаторе DA1, симисторе VS1 и реле K1. Компаратор настроен на срабатывание при напряжении 14,4…14,6 В.

Рис. 5. Схема второго варианта зарядного устройства

 

Чтобы исключить возможность повреждения модуля U2 при неправильном подключении батареи даже к выключенному зарядному устройству, этот вариант снабжён простейшей, но довольно эффективной защитой. Кроме плавкой вставки FU2, в нём имеются реле K2 и диод VD6. Когда к выходным зажимам XT 1 и XT2 ничего не подключено либо подключена батарея в неправильной полярности, реле K2 не срабатывает и не соединяет контактами K2.1 плюсовой зажим XT1 с выходом собственно зарядного устройства. О неправильной полярности сигнализирует светодиод HL1 красного свечения. Диоды VD5 и VD7 устраняют выбросы ЭДС самоиндукции на обмотках реле.

При правильном соединении выключенного зарядного устройства с исправной батареей, напряжение на которой не менее 8 В, реле K2 сработает и своими контактами K2. 1 замкнёт цепь зарядки. При этом включатся амперметр PA1 и вольтметр PV1, а также вентилятор М1. Вольтметр покажет напряжение батареи. После этого зарядное устройство можно включить в сеть.

В начале зарядки батарея через нормально замкнутые контакты K1.1 напрямую подключена к выходу электронного трансформатора U1. Последний имеет падающую нагрузочную характеристику, поэтому не может выдать в нагрузку ток больше определённого значения. В случае превышения этого значения напряжение на выходе электронного трансформатора понижается, соответственно уменьшается и ток нагрузки.

Число витков вторичной обмотки силового трансформатора электронного трансформатора должно быть подобрано так, чтобы при номинальном (230 В) напряжении в питающей сети ток зарядки находился в середине интервала 0,1…0,2 С.

Если батарея полностью или частично разряжена, напряжение на её зажимах ниже 14,4…14,6 В. При этом компаратор, настроенный именно на это напряжение, не срабатывает, и обмотка реле K1 остаётся обесточенной. По мере зарядки батареи зарядный ток уменьшается, а напряжение на её зажимах растёт. По достижения 14,4…14,6 В срабатывают компаратор и реле K1, вследствие чего контакты K1.1 отключают батарею от выхода электронного трансформатора U1 и подключают её к выходу модуля U2, настроенного на выходное напряжение 13,8 В и ток 2,9…3 А. Этим зарядное устройство переводится из режима предварительной зарядки в режим дозарядки батареи.

Основной элемент компаратора — параллельный стабилизатор напряжения TL431ACZT (отечественный аналог — КР142ЕН19). Он обладает хорошими пороговыми свойствами, высокой точностью и стабильностью порога срабатывания, а также хорошей термостабильностью. Но даже введение положительной обратной связи через резистор R3 не позволило добиться чёткого переключения, поскольку напряжение на батарее растёт слишком медленно. И только применение в качестве ключа, управляющего реле K1, симистора, а не транзистора, позволило обеспечить чёткое срабатывание этого реле. Как только напряжение на батарее достигает заданного значения, симистор VS1 открывается и больше уже не закрывается до выключения питания.

Применён именно симистор, потому что он, в отличие от тиристора, открывается отрицательным относительно электрода 1 напряжением на управляющем электроде. Это позволило создать компаратор с минимумом деталей и отличными характеристиками.

Как и в первом варианте, питание вольтметра и амперметра поступает с разных точек. Напряжение питания вольтметра PV1 — непосредственно с выхода электронного трансформатора U1, чтобы вольтметр мог работать, когда к зарядному устройству не подключена батарея. Напряжение питания амперметра PV1 поступает с обмотки реле защиты K2. Это значит, что амперметр не заработает, пока аккумулятор не будет подключён правильно. Понятно, что отсутствие свечения индикатора амперметра будет свидетельствовать либо о неправильной полярности подключённой батареи (в этом случае будет светиться светодиод HL1), либо она подключена правильно, но её напряжение слишком мало, что свидетельствует о том, что батарея очень глубоко разряжена либо неисправна. Естественно, в такой ситуации реле K2 не сработает и не подключит батарею к зарядному устройству, чтобы не повредить его.

Приступая к изготовлению второго варианта зарядного устройства, необходимо решить, какой максимальный ток при заданном напряжении оно должно обеспечивать. От этого зависит число витков вторичной обмотки трансформатора T2 в электронном трансформаторе.

Эксперименты показали, что крутизна спада нагрузочной характеристики электронного трансформатора в основном зависит от его мощности и диаметра провода, которым намотана вторичная обмотка. На этот параметр влияет и ёмкость оксидного конденсатора, подключённого в электронном трансформаторе к выходу высоковольтного выпрямительного моста. Чем больше мощность трансформатора, диаметр провода и ёмкость оксидного конденсатора, тем более пологой будет нагрузочная характеристика. Значит, тем большие напряжение и ток будут на выходе выпрямительного моста VD1-VD4 при одном и том же сопротивлении нагрузки.

Приблизительно ток зарядки первого этапа устанавливают, подбирая число витков вторичной обмотки трансформатора T1. В некоторых пределах его можно корректировать, изменяя ёмкость упомянутого выше оксидного конденсатора. Довольно точно подобрать её можно, соединяя параллельно несколько конденсаторов разной ёмкости, взятых из неисправных балластов КЛЛ. Но сильно увлекаться увеличением ёмкости не стоит, потому что при этом возрастает вероятность перегорания плавкой вставки FU1 от броска зарядного тока. Иногда даже выходят из строя диоды высоковольтного выпрямителя.

О доработке электронного трансформатора рассказано при описании первого варианта зарядного устройства. Но поскольку во втором варианте этот трансформатор должен обеспечивать больший выходной ток, его транзисторы необходимо снабдить небольшими теплоотводами с площадью охлаждающей поверхности 5…10 см2. Вторичную обмотку нужно доматывать более толстым проводом с сечением «по меди» не менее 2…3 мм2.

Как и в первом варианте, число витков определяют по методике, приведённой в [3]. Обмотка должна быть рассчитана на напряжение 16…18 В. В отличие от первого варианта, число её витков придётся уточнять экспериментально при налаживании зарядного устройства. Поскольку сматывать лишние витки легче, чем доматывать недостающие, лучше намотать их немного больше, чем рассчитано.

Модуль U2 доработан точно так же, как в первом варианте. Рекомендации по выбору диодов VD1-VD4 тоже остались прежними. Но без теплоотводов они обойтись уже не смогут. Поскольку эти теплоотводы обдувает вентилятор M1, их размеры могут быть небольшими. Для каждого диода КД213Б достаточно пластины размерами 50×80 мм.

Из диодов и пластин я собрал «сэндвич», показанный на рис. 6. Внешние пластины отводят тепло от диодов, соединённых катодами. Они, как известно, у диодов КД213Б соединены с металлическими теплоотводящими поверхностями их корпусов. Это позволило упростить изготовление «сэндвича» и не применять изолирующие прокладки для головок стягивающих его винтов и гаек. Отверстия для стягивающих винтов в трёх внутренних пластинах делают немного большего диаметра, чтобы на эти винты можно было надеть изолирующие трубки, окрашенные на рис. 6 в красный цвет.

Рис. 6.  «Сэндвич», собранный из диодов и пластин

 

Поскольку второй вариант зарядного устройства предназначен для зарядки именно автомобильных аккумуляторных батарей, имеющих почти одинаковые параметры, регулировать его в процессе эксплуатации, вероятно, не потребуется. Поэтому подстроечные резисторы из платы модуля U2 можно не выпаивать и не выносить их на переднюю панель.

Симистор MAC97A6 может быть заменён на MAZ00607. Диоды 1 N4007 взяты из балластов неисправных КЛЛ. Их можно заменить любыми выпрямительными диодами, например, серий КД102, КД105, КД209, и даже диодами Д226Б. Подстроечный резистор R2 лучше применить многооборотный СП5-2 или СП5-14. Точно установить напряжение срабатывания компаратора обычным подстроечным резистором очень сложно. Светодиод L-502URC можно заменить любым красного свечения, желательно повышенной яркости.

Реле K1 и K2 — автомобильные с обмотками на 12 В, контакты которых выдерживают ток 20 А и более. Такие реле можно приобрести в любом магазине автозапчастей. Реле K1 обязательно должно быть пятивыводным (с контактами на переключение). Реле K2 может быть и четырёхвыводным (с нормально разомкнутыми контактами). Характеристики отечественных автомобильных реле можно найти в [6].

Как уже было сказано, это зарядное устройство собрано в корпусе от блока питания компьютера. В качестве M1 применён вентилятор, который там установлен. Использован и имеющийся в блоке входной сетевой фильтр. На схеме рис. 5 он не показан.

Приступая к доработке электронного трансформатора, прежде всего, необходимо подобрать точное число витков вторичной обмотки его силового трансформатора. Для этого к выходу диодного моста VD1-VD4 подключите мощный реостат сопротивлением 5…10 Ом, чтобы можно было плавно регулировать ток нагрузки электронного трансформатора. Последовательно с реостатом включите амперметр, а параллельно реостату — вольтметр.

Движок реостата установите в положение максимального сопротивления и включите электронный трансформатор в сеть. Наблюдая за выходным током и напряжением, уменьшайте сопротивление реостата. Необходимо, чтобы при напряжении на реостате 14,4…14,6 В ток через него был равен 0,1 С. Если ток больше, отмотайте один виток и вновь проведите измерение. Если же он меньше, виток необходимо домотать.

Намного удобнее вместо реостата применить электронную нагрузку, описанную, например, в [7] и [8]. Она уже имеет встроенный амперметр и вольтметр и должна работать в режиме нагрузочного резистора.

Налаживание компаратора сводится к установке напряжения его срабатывания. Для этого движок подстроечного резистора R2 установите в нижнее по схеме положение. К выходу зарядного устройства подключите реостат или электронную нагрузку и уменьшайте их сопротивление до тех пор, пока напряжение не станет равным 14,4…14,6 В. Здесь важно учесть, что это напряжение нужно контролировать вольтметром, подключённым непосредственно к нагрузке, а не по собственному вольтметру зарядного устройства PV1.

Это необходимо, чтобы исключить погрешность, которую вносят провода, соединяющие выход зарядного устройства с батареей. Дело в том, что при токе порядка нескольких ампер падение напряжения на этих проводах может быть довольно существенным и достигать 0,2…1 В (в зависимости от их сечения и длины). Понятно, что провода, соединяющие зарядное устройство с батареей, должны быть как можно короче и иметь как можно большее сечение. Тогда показания вольтметра PV1 будут близки к реальному напряжению на батарее.

Установив указанное выше напряжение, перемещайте движок подстроечного резистора R2 до срабатывания реле K1. Оставьте его в этом положении.

Далее включите зарядное устройство в сеть без подключённой к нему батареи. Сразу же сработает реле K1, поскольку напряжение холостого хода электронного трансформатора выше 14.4…14.6 В. Вольтметр покажет напряжение, на которое настроен модуль U2. Установите его равным 13,8 В. Естественно, реле K2 без батареи не сработает, поэтому и амперметр РА1 работать не будет ввиду отсутствия напряжения питания. Поэтому для регулировки ограничителя тока нужно использовать внешний амперметр с пределом измерения не менее 5 А.

Плюсовой вывод амперметра соедините с выводом «OUT+» модуля U2, а минусовый вывод — с выходным зажимом XT2. Подстрочным резистором «CC» модуля U2 установите показания амперметра 2,9…3 А.

Приступая к работе с зарядным устройством, не включайте его в сеть, а сначала подключите к нему, соблюдая полярность, подлежащую зарядке батарею. Если она исправна и не разряжена до напряжения менее 8 В, реле K2 сработает и своими контактами подключит батарею к зарядному устройству. При этом включатся вентилятор М1 и амперметр РА1, а вольтметр PV1 покажет напряжение батареи. Затем включите зарядное устройство в сеть.

Если батарея разряжена лишь частично, то напряжение на её зажимах — менее 14,4…14,6 В. В этом случае компаратор не сработает, а обмотка реле K1 останется обесточенной. Начнётся первый этап зарядки. Зарядный ток будет ограничен электронным трансформатором на уровне, установленном при его налаживании. По мере зарядки батареи напряжение на её зажимах станет повышаться, а зарядный ток падать. Когда батарея зарядится примерно до 80 %, напряжение на её зажимах достигнет 14.4…14.6 В. Сработает компаратор, поэтому реле K1 подключит батарею к выходу модуля U2, настроенного на напряжение 13,8 В и ограничение тока на уровне 2,9…3 А. Начнётся этап дозарядки. С течением времени зарядный ток будет постепенно снижаться и при исправной батарее уменьшится до нуля. В таком состоянии батарея может находиться сколь угодно долго, даже будучи подключённой к зарядному устройству. Ничего плохого с ней не произойдёт.

В случае подключения к зарядному устройству малоразряженной батареи при включении зарядного устройства в сеть напряжение на её зажимах станет выше 14,4…14,6 В. Компаратор немедленно сработает, и зарядка сразу начнётся со второго режима.

Как уже было сказано, при подключении к зарядному устройству глубоко разряженной (либо неисправной) батареи, напряжение которой менее напряжения срабатывания реле K2, ничего не произойдёт, поскольку это реле не сработает и не замкнёт цепь зарядки.

Если батарея исправна, но очень сильно разряжена, можно попытаться восстановить её, пропустив первый режим и начав зарядку со второго режима. Для этого батарею (внимательно следя за полярностью!) необходимо соединить с уже включённым зарядным устройством. Зарядка начнётся при токе 2,9…3 А. Если батарея исправна, через некоторое время напряжение на её зажимах, а с ним и показания вольтметра PV1 начнут повышаться.

Когда напряжение батареи достигнет 9…10 В, можно начать её нормальную зарядку. Предварительно нужно отключить зарядное устройство от сети и понаблюдать за показаниями вольтметра. Если напряжение батареи не упало ниже 8 В (это приблизительное напряжение срабатывания реле K2), отключите её от зарядного устройства, а затем снова подключите к нему, на этот раз выключенному. После этого включите зарядное устройство в сеть. Зарядка продолжится с первого этапа.

Не стоит забывать, что применённая защита предохраняет зарядное устройство от неправильной полярности подключения батареи только к выключенному устройству (до срабатывания реле K2). Если батарея уже подключена и зарядка началась, отключать и вновь подключать её к зарядному устройству допустимо только в правильной полярности.

Повторяю, если в этом случае перепутать полярность, есть вероятность того, что модуль U2 выйдет из строя раньше, чем сгорит плавкая вставка FU2. А вот короткого замыкания на выходе зарядное устройство не боится, поскольку при отключении батареи немедленно переходит в режим с ограничением тока.

В качестве рекомендации по совершенствованию описанной конструкции можно предложить подключить вентилятор охлаждения М1 не просто параллельно обмотке защитного реле K2, а через автомат включения вентилятора обдува, подобный описанному в статье [9]. Его датчик температуры нужно закрепить на теплоотводе диодного моста, нагревающегося больше остальных деталей, в соответствии с рекомендациями, приведёнными в указанной статье.

Литература

1. LM2596 светодиодный драйвер DC-DC понижающий Регулируемая CC/CV Питание модуль. — URL: https://ru.aliexpress.com/ item/33001803603.html?spm=a2g0o.detail. 1000015.1. 1 2d93ee94yPEjY&scm = 1007. 14452.136271.0&scm_id = 1007.14452.13 6271.0&scm-url = 1 007.14452.136271. 0&pvid = b7570d99-2714-4541-afac-bbdcb1107d53&s=p (07.10.2019).

2. Дымов А. Приставка — регулятор для паяльника. — Радио, 2017, №1, с. 29-31; № 2, с. 28-30.

3. Карпачев А. Освещение помещений последовательно соединёнными светодиодными лампами. — Радио, 2018, № 10, с. 37-40.

4. Костицин В. Автоматическое устройство для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. — Радио, 2008, № 3, с. 42.

5. Голов С. Автоматическое зарядное устройство для свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. — Радио, 2004, № 12, с. 29-31.

6. Банников В. Малогабаритные автомобильные электромагнитные реле. — Радио, 1994, №9, с. 42; № 10, с. 41.

7. Карпачев А. Амперметр — датчик тока в электронной нагрузке. — Радио, 2017, № 9, с. 25-27.

8. Карпачев А. Доработка электронной нагрузки. — Радио, 2018, № 12, с. 16, 17.

9. Нечаев И. Автомат включения вентилятора обдува. — Радио, 2001, № 6, с. 60.

Автор: А. Карпачев, г. Железногорск Курской обл.

Мощное Зарядное устройство для аккумуляторов 40-180 Ампер/час — Зарядные устройства (для авто) — Источники питания

Недавно потребовалось собрать зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Для этой цели решил использовать компактный электронный трансформатор на 150 ватт. Но после этого выяснилось, что заказчик собирался использовать ЗУ для зарядки мощных кислотных аккумуляторов на 180 Ампер. Мощности штатной схемы электронного трансформатора на 150 ватт явно маловато для этих целей, даже по примитивным подсчетам нужна схема раза в два мощнее. Выходной ток такого трансформатора составляет не более 15 Ампер (в лучшем случае), но при долговременной работе с такой нагрузкой трансформатор может не выдержать.

 


 


Конечно, можно использовать мощные сетевые трансформаторы, но последние стоят немало денег и весят немало, так, что ЭТ было лучшим решением в этой ситуации. Было решено приобрести два аналогичных трансформатора и умощнить заводскую схему, дополнить защитой от КЗ и выпрямителем.

 


К умощнению подлежат — импульсный трансформатор, конденсаторы полумоста и ключевые транзисторы. В стандартной схеме использовались биполярные транзисторы MJE 13007, которые были заменены более мощными типа MJE 13009 (можно найти в компьютерных блоках питания).


Трансформаторы были разобраны и склеены друг к другу. Сетевая обмотка растянута по всему кольцу, намотана проводом 0,6-0,8 мм. Обмотка содержит 85 витков.


Вторичная обмотка состоит из 8-и витков, рабочая частота схемы порядка 30 кГц, потому количество витков этой обмотки всего 8. Обмотка намотана сразу 10-ю жилами провода с диаметром 0,8 мм. Далее нужно заменить конденсаторы полумоста. В штатной схеме использованы пленочные конденсаторы с емкость 0,47 мкФ с напряжением 630 Вольт. Конденсаторы были заменены на 1 мкФ с напряжением 400 Вольт.


 


Был заменен также выпрямитель, вместо диодов на полтора Ампер поставил на 2. Можно использовать буквально любые диоды с током 2 А и с обратным напряжением не менее 400 Вольт. Для этой цели отлично подходят импульсные диоды FR107 (хотя можно ставить и обычные выпрямительные).

Предохранитель можно заменить резистором 1,5-4,7 Ом, он также защитит схему от бросков напряжения. Данный резистор стоит подобрать с мощностью не менее 1 ватт…

В качестве выпрямителя использованы два диода серии SR2040 (высокочастотный диод Шоттки), но пришлось идти на альтернативу. В одном корпусе целых 2 диода на 20 Ампер каждый, использованы 2 сборки, диоды все подключены параллельно, такая сборка может выдерживать ток до 80 Ампер. Можно обойтись и одной сборкой, но в ходе работы будет жутко перегреваться, потому пришлось использовать две сборки.

После выпрямителя не нужно ставить никаких фильтров, поскольку схема будет использована в качестве ЗУ. Схема защиты достаточно проста.

Силовой компонент — мощный N-канальный полевой транзистор серии IRF3205. С945 можно заменить любым аналогичным транзистором (С9018, С9014, КТ3102 и другие).


Транзисторы и диоды укреплены на теплоотводы, которые тоже можно найти в компьютерных блоках питания. Для полноценного охлаждения следует использовать кулер.

Схема работает очень хорошо, и главное компактно, а самое интересное то, что выходной ток этого малыша составляет порядка 30 Ампер…

Каталог радиолюбительских схем. Как стабилизировать «электронный трансформатор»

Каталог радиолюбительских схем. Как стабилизировать «электронный трансформатор»

Как стабилизировать «электронный трансформатор»

А.Е. Шуфотинский г. Кривой Рог
РА 1’2010
Как известно, «электронный трансформатор» оправдывает свое название. Величина эффективного напряжения на выходе почти линейно зависит от входного напряжения, и этот факт не позволяет использовать возможности низковольтных нагрузок в полной мере, в том числе и галогеновых ламп, но это поправимо.
В схему самого «электронного трансформатора» на выходе сетевого моста нужно добавить оксидный конденсатор С доп (рис.1) емкостью (в микрофарадах) примерно соответствующей мощности будущего устройства (в ваттах). Если мощность будущего устройства больше мощности исходного, то желательно заменить транзисторы более мощными и снабдить их радиаторами. Индуктивность L1 представляет собой катушку из нескольких витков обмоточного провода на ферритовом стержневом магнитопроводе диаметром 4…10 мм. Если вторичную обмотку трансформатора перемотать (или добавить такую же), можно использовать диодную спарку, например, СТВ-34.
Напряжение устройства без обратной связи должно быть примерно вдвое больше необходимого стабилизированного, а величина последнего ограничена только способностями быстродействующих диодов.
В роли «электронного трансформатора» может выступать преобразователь отработанной энергосберегающей лампы или электронный балласт (известно, что колбы у них выходят со строя значительно чаще), причем мощность последней может быть много меньше мощности будущего блока питания, надо только заменить резонансный дроссель трансформатором и установить (если нужно) транзисторы на радиаторы, а конденсатор С доп там уже есть.
Первый способ — внешняя стабилизация (рис.1). Компенсация изменения напряжения на выходе от входного напряжения и величины нагрузки производится с помощью симисторного регулятора. При мощности устройства не более 100 Вт, можно обойтись без симистора VS1, подключив фазовый регулятор DA1 непосредственно в разрыв сетевого провода, а при использовании «начинки» от лампы, нет необходимости в термисторе TR1. Магнитопроводом трансформатора может служить ферритовое кольцо, ферритовый горшок или магнитопровод ТВС (без зазора).


Негативом устройства является его недостаточное быстродействие, которое зависит, в первую очередь, от емкости СЗ, но если использовать стабилизатор в качестве зарядного устройства (и как стабилизатор тока, и как стабилизатор напряжения — для ускоренной зарядки аккумуляторов) или как источник высокого напряжения (для люстры Чижевского), то этот недостаток не мешает. Надо заметить, что конденсатор СЗ довольно критичная деталь — при недостаточной емкости устройство ведет себя непредсказуемо и даже возбуждается, а при большой — заметно «тормозит», при наладке, возможно, понадобится зашунтировать его резистором величиной несколько килоом.
Несмотря на относительную сложность устройства, у него есть неоспоримое преимущество: можно обойтись без вмешательства в схему самого электронного трансформатора, да и в роли модернизируемого последнего можно использовать обычный трансформатор и даже «черный ящик», питаемый от сети и выдающий какое-то напряжение любой формы.
Второй способ — внутренняя стабилизация (рис.2). Обратная связь вводится непосредственно в «электронный трансформатор»: на магнитопровод управляющего трансформатора Т1 наматывают дополнительную обмотку из , 4-6 витков (как правило, место для этого есть), которую подключают к основным электродам оптронного симистора, а сигнал обратной связи (аналогично вышеописанной схеме) подают на фотодиод симистора. Можно для этой цели применить и обычный симистор, но у него заметная асимметричность входной характеристики, поэтому требуется тщательный подбор прибора.
Третий способ (рис.3). Вместо симистора лучше использовать пару встречно-последовательно-включенных полевых транзисторов со встроенными диодами.
Описанные схемы обладают весьма высокой стабильностью, как по питающему напряжению, так и по току нагрузки. Для построения многоканальных блоков питания эти схемы тоже подходят: один канал (питающий самые ответственные каскады) контролируем обратной связью, а остальные (даже очень мощные) «пляшут» вокруг него.
Если мощность будущего блока питания невелика, вместо термистора ТR1 можно использовать ставшие ненужными резонансные дроссели из схем энергосберегающих ламп, которые, кроме ограничения зарядного тока, вместе с конденсаторами С1 и С2 (рис.2) послужат фильтрами радиопомех.
Все схемы электронных трансформаторов и электронных балластов строятся по схемам с обратной связью по току, поэтому их нельзя использовать с минимальной нагрузкой, так как они не запускаются. Чтобы использовать модернизированные схемы с малой нагрузкой, нужно организовать обратную связь по напряжению (рис.4), используя ту же обмотку управляющего трансформатора и намотав дополнительную обмотку (3-6 витков) на силовой трансформатор. В этом случае, кроме расширения возможностей блока питания, появляется очень ценное качество устройства — защита от перегрузок и коротких замыканий на выходе — при резком уменьшении напряжения на вторичных обмотках трансформатора срываются колебания автогенератора. После устранения нарушения, устройство, как правило, возобновляет свою работу автоматически.
Первое включение устройства необходимо производить при выведенном потенциометре обратной связи — движок внизу (по схеме), через лампу накаливания 220 В/25 Вт. Если лампа не
загорится в полный накал, то все в порядке — можно включать без нее (если источник маломощный, то лампа светиться не должна вообще).
На рис.5 показана практическая схема мощного (порядка 200 Вт, что далеко не предел) блока питания, основой которого служит электронный трансформатор мощностью всего 50 Вт.


Заменены только диодный мост, транзисторы и тороидальный трансформатор более мощными. Транзисторы установлены на радиаторы с площадью поверхности 100 кв. см каждый, диодная спарка — на радиаторе с площадью поверхности 200 см2. На схеме не отображен второй канал (не регулируемый), который можно назвать условно стабилизированный. Цепочка R7C7 служит для защиты от перенапряжения при отсутствии нагрузки. С помощью подстроенного резистора R6 производят точную установку выходного напряжения.
Входной дроссель L1 представляет собой 5 витков спаренного изолированного гибкого провода, намотанного на ферритовом кольце с наружным диаметром 12 мм. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце с наружным диаметром 10 мм и содержит соответственно 3, 3, 9 и 5 витков монтажного изолированного провода. Трансформатор Т2 намотан на магнитопроводе от ТВС-110ПЦ15 (без зазора), первичная обмотка содержит 50 витков гибкого изолированного провода сечением 0,5 кв. мм. Вторичные обмотки тоже можно намотать гибким изолированным проводом подходящего сечения (в данном случае — 2×4 и 7 витков провода сечением 2,5 кв. мм). С тем же успехом в качестве Т2 можно применить ферритовое кольцо (например, два сложенных вместе размерами 45x28x8 мм) или ферритовый горшок диаметром 48 мм.


Характеристики устройства показаны на рис.6, а (зависимость выходного напряжения от входного) и на рис.6, б (зависимость выходного напряжения от тока нагрузки). Пунктиром обозначено напряжение второго канала. Для уменьшения уровня пульсаций на выходе устройства (на частоте регулирования канала обратной связи) можно добавить еще одно звено LC-фильтра на выходе (рис.4). Для желающих повторить конструкцию необходимо напомнить о безопасности: схема имеет гальваническую связь с сетью — любые манипуляции с паяльником производят после отключения от сети, а потенциометр обязательно должен быть с изолированной ручкой.
Литература
1.  Цибульский В. Экономичный блок питания // Радио. -1981.-№10. -С.56.
2.  Барабошкин Д. Усовершенствованный экономичный блок питания // Радио. — 1985. — №6. -С.51.
3.  Нечаев    И.    Регуляторы мощности на КР1182ПМ1 // Радио. — 2000. — №3. — С.53.
4.  Титаренко А. «Сага» о регуляторах мощности//Радиоаматор. — 2002. — №2. — С.39.
5. Справочный лист «Оптотриаки» // Радиоаматор. — 2003. -№1.-С.ЗО.
6.  Гайно Е., Москатов Е. Импульсный источник питания // Радио. — 2005. — №3. — С.30.

Источник материала





РадиоКот :: Электронный трансформатор — регулировка мощности

РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >

Электронный трансформатор — регулировка мощности

 Электронный трансформатор — регулировка мощности.

В данной статье расскажу о давно набравшем популярность среди радиолюбителей устройстве, о котором упоминалось в радиожурналах ещё в 70-е годы. Уже в то время многие радиолюбители использовали для питания своих конструкций, таких как усилители мощности, автогенераторные импульсные источники питания (ИИП). Широкое распространение среди радиолюбителей получил автогенераторный полу-мостовой инвертор (Полумост). При использовании пропорционально-токового управления высоковольтными биполярными транзисторами, достигается хороший КПД преобразователя. В наше время такой автогенераторный полумост нашёл своё применение как замена крупногабаритного сетевого трансформатора. Данное устройство можно найти в любом хозяйственном или магазине электротоваров. Скрывается же наш простейший ИИП под названием –Электронный трансформатор.

            Многие радиолюбителей конструируют на основе такого простейшего импульсника различные блоки питания, зарядные устройства, различные индукционные нагреватели, используют вместо привычного сетевого трансформатора для питания низковольтных паяльников и естественно для питания низковольтных ламп накаливания.

            Чаще всего блок питания на основе такого устройства делается путём подключения к выходу электронного трансформатора двух-полупериодного или мостового выпрямителя на ультра-быстрых диодах, или диодах Шоттки.

 

 

                После получения постоянного напряжения на выходе получившегося импульсного блока питания можно подключать различную нагрузку. Для запуска без нагрузки вводят ОС по напряжению, но не каждому хватает терпения и смекалки для настройки стабильной работы этой ОС.

Иногда может потребоваться регулировка выходного напряжения, например :

-регулировка оборотов микро-дрели

-регулировка температуры низковольтного паяльника

-регулировка яркости ламп накаливания (диммирование)

-регулировка тока заряда АКБ

Данные функции вполне реально осуществить на любом электронном трансформаторе (Feron, Taschibra и т.д.) и при любой мощности этого простого, дешёвого и компактного импульсника.

Давайте рассмотрим схему большинства таких электронных трансформаторов.

На транзисторах Q1 и Q2, конденсаторах C1, C2, также на силовом трансформаторе и коммутирующем T1, собран полу-мостовой автогенераторный инвертор. Выпрямленное сетевое напряжение поступает на делитель из конденсаторов C1,C2 и силовые транзисторы. Попеременно открываясь транзисторы поочерёдно проводят ток. Первичная обмотка силового трансформатора подключена к делителю из конденсаторов и к средней точке соединения транзисторов. При подаче запускающего импульса от цепи автозапуска, транзистор Q2 открывается и ток от конденсаторного делителя течёт через первичную обмотку силового трансформатора и транзистор Q2. После Q2закрывается, при этом открывается транзистор Q1, ток протекает от конденсаторного делителя, через первичную обмотку силового тр. И транзистор Q1. В конце каждого полупериода сети инвертор отключается и происходит перезапуск от дополнительной цепи.

На элементах R2,R3,D5,C3,D6 собрана цепь авто-запуска, которая в начале каждого полупериода сети запускает полу-мостовой автогенераторный ИИП. Конденсатор C3 заряжается до напряжения пробоя симметричного динистора D6, которое равно 32в. При достижении этого напряжения динистор DB3 открывается, C3 разряжается через динистор на базу Q2, происходит запуск схемы.

                Изменяя время формирования запускающего импульса, можно добиться запуска инвертора как вначале, середине, так и к концу полу-периода .  Тем самым становится возможной регулировка выходной мощности данного блока питания. Принцип регулировки здесь как и у симисторного регулятора мощности.(Фазовый метод регулировки).

В таком виде схема запуска не пригодна для корректной регулировки, её нужно немного изменить. Однако мне попался электронный трансформатор с более подходящей для регулировки схемой запуска. Потребовалось заменить резистор 470к на 100к и последовательно с ним припаял переменный резистор на 680к, конденсатор 10нф заменил на 68нф 250в.

Наткнулся случайно на данную схему, заработало всё с первого раза.

Жирным шрифтом указал используемые в своёт эл.трансе транзисторы и номинал  используемого потенциометра.

Первый запуск как всегда делаем через лампу накаливания на 60вт и с мелкой нагрузкой. Без нагрузки страховочная лампа светиться недолжна.

Регулировка получилась плавной, галогенные лампочки можно регулировать от тусклого свечения нити, до максимума накала. Также переделка позволяет сделать простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, с добавлением всего лишь выпрямителя на ультра-быстрых диодах или на сборке Шоттки.

Также есть видео, в котором переделываю данный электронный трансформатор под регулировку мощности + демонстрация данного устройства в работе (https://youtu.be/J7LbjTdBvAw).

Надеюсь многим придётся по душе данная переделка, которая совмещает в себе лёгкость и компактность электронного трансформатора,его мощьность и функцию симисторного регулятора мощности на борту.

 


Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

ИБП из электронного трансформатора | Техника и Программы

September 29, 2012 by admin Комментировать »

Я вообще не особенно любитель изготавливать блоки питания, если только он сам по себе не является целью всей конструкции. Однако на протяжении уже около 4х лет, в качестве блока питания или даже ЗУ для автомобильного аккумулятора я использую обычный электронный трансформатор для галогенных ламп. Подобный транс можно приобрести в любом магазине электро товаров.

В интернете уже есть кое какие статьи по переделке таких трансов в блок питания, кто то даже усиленно исследует этот девайс Да и в журнале Радио за какой то год есть статья по этой теме. Ну и я решил вставить свои пять копеек
Вообще все просто до нельзя, изготовить более простой и надежный ИБП да и еще купив детали для него в любом хоз магазине я думаю нереально
Итак, схема…. Схема это обычный автогенератор, имеющий обратную связь по току. Т.е. если нагрузки на выходе нет то и по сути весь электронный трансформатор не работает. Причем нагрузка должна быть довольно приличной. Бывали такие случаи, когда меня просили подобный девайс поремонтировать, мол не работает. При этом подключали к нему лампочку 0.25 Вт и делали вывод – устройство не фурычит, наипали в магазине
Опять же при увеличении нагрузки, весь наш трансик успешно превращается в угли. Очевидно, что все это как то не особо подходит для наших целей. Нам бы сделать так, чтобы все работало на холостом ходу, да и еще бы имело защиту от КЗ. Как ни странно, все это можно реализовать модернизировав простенькую схемотехнику электронного трансформатора. Причем сам ответ как это сделать лежит на поверхности.
Всего то нужно заменить ОС (обратную связь) по току, обратной связью по напряжению.

Красным цветом на схеме обозначены необходимые изменения. Сама схема может иметь некоторые вариации… например отсутствовать диод VD1. Токовую обмотку ОС, W3 удаляем и на ее место ставим перемычку. Наматываем на основном трансформаторе TV1 обмотку обратной связи Woc1 – 1 – виток, Woc2 – 2-3 витка на трансформаторе обратной связи Toc (маленькое колечко, кто не в курсе ). Следует соблюдать начало с концом обмоток, ну если не правильно то просто нет генерации. Резистором R4 регулируется глубина ОС, которая в свою очередь влияет на ток при которым происходит срыв генерации автогенератора, откуда мы собственно и получаем защиту от КЗ. При увеличении резистора R4, соответственно, при меньшем выходном токе будет происходить срыв генерации. Вместо резистора R4 можно поставить пленочный конденсатор, это даже более предпочтительно, если кого то раздражает нагрев R4. Величину конденсатора можно выбрать в пределах от 10n до 330n. Подбирается опытным путем.
Вторичку можно намотать со средней точкой, или же обычную. Тогда потребуются 4 диода в выпрямителе. Диоды разумеется с барьером Шотки. Сколько мотать, ориентируемся по вторичке которая была. Я ее как правило полностью удаляю. Дроссель L не обязателен, но весьма желателен. Величина не критична 10… 100 мкГн. Ну и по высокой стороне устанавливаем электролит C4, это улучшит качество выходного напряжения при нагрузке (не будет пульсаций, до определенного предела конечно). Выковырять подобный маленький электролит можно например из энергосберегающей лампочки. Да и еще забыл, нужно на ноги электролита (паралельно) поставить разрядный резистор 220К, мощностью 1Вт. НА схеме нарисовать забыл (дорисовывать лень ), он способствует ускоренной разрядке электролита, и без него преобразователь после выключения и быстрого повторного включения может не запускаться. Это связано с запускающим диаком DB3.
На выход выпрямителя, если требуется, лепим стабилизаторы напряжения… короче кто на что горазд)
Ну и весьма желательно поставить сетевой фильтр L1, C7, C6. Помех от подобных девайсов в сети море, вообще не понятно как китаезы проходят нормы по эл. совместимости. Судя по всему никак… Так что, ставим фильтр.
ПС: на фотке нет сетевого фильтра, на момент написания статьи он где то ехал по бескрайним просторам нашей страны в виде посылки…..

2.5 — Electronic Security Devices, Inc.

Зарядный модуль линейного источника питания 2,5 А

12/24 В пост. тока по выбору

LP(S)-2.5 становится источником бесперебойного питания 12 или 24 В постоянного тока 2,5 А постоянного тока при использовании с соответствующим трансформатором и резервным свинцово-кислотным аккумулятором. Эти блоки питания представляют собой коммерческие устройства, предназначенные для круглосуточной работы охранного оборудования.На выходе чистый, непрерывный, линейный постоянный ток, который можно использовать для питания самых чувствительных устройств безопасности. Эти устройства могут быть подключены параллельно для получения двойного выходного тока. Выбор 12 В или 24 В с помощью перемычки программирования 12/24 устанавливает выход постоянного тока, напряжение заряда батареи и точки срабатывания для реле контроля. Зарядное устройство точно зарядит герметичную, гелевую или жидкостную свинцово-кислотную батарею. Максимальный ток заряда батареи (батарей) ограничен максимальным значением 200 мА, чтобы обеспечить максимальный выход постоянного тока при использовании подключаемого трансформатора.Выход постоянного тока защищен от короткого замыкания и перегрузки электронной схемой и автоматическим выключателем PTC на 3 А на выходе постоянного тока. Поскольку LP(S)-2.5 может использовать всю доступную мощность трансформатора 50 ВА, важно, чтобы при использовании втычного трансформатора использовался автоматический выключатель с автоматическим возвратом в исходное положение вместо стационарного несменного предохранителя. Подробную информацию о рейтингах см. в спецификациях ниже. В отличие от LP(S)-2, в котором используется предохранитель для батареи, LP(S)-2.5 нельзя использовать для питания устройств с высоким пусковым током, которые потребляют более 3А, таких как устройства аварийного выхода.Для проверки резервной батареи Рекомендуется регулярно проверять выходное напряжение и силу тока при отключенном питании переменного тока.

Технические характеристики/Инструкции

Входной трансформатор переменного тока

  • Клеммы 1 и 2, обозначенные AC
  • Клеммы 1 и 2, обозначенные …………………………….. AC
  • Максимальное напряжение ………………………………………………. .. 28 В переменного тока
  • 12 В постоянного тока на 2.Для выхода постоянного тока 5 А требуется …….. 16 В переменного тока при 56 ВА
  • 12 В постоянного тока при 2,20 А постоянного тока Для выхода требуется …….. 16 В переменного тока при 50 ВА
  • 12 В постоянного тока при 1,75 А постоянного тока. Для выхода требуется …… 16 В переменного тока при 40 ВА
  • 24 В пост. тока при 2,5 А пост. тока Для выхода требуется …….. 24 В перем. тока при 76 ВА
  • 24 В пост. тока при 1,4 А пост. тока Для выхода требуется …….. 24 В перем. тока при 50 ВА
  • Примечание. При выборе для выхода 12 В постоянного тока и использовании
  • Трансформатор 24 В переменного тока, ограничьте выходной ток до значения менее
  • 900 мА.во избежание перегрева блока питания.
  • Светодиодный индикатор переменного тока ……………………………….. Красный светодиод
  • Переключатель выходного напряжения постоянного тока …………….. 12/24 Перемычка
  • ВНИМАНИЕ! Выберите напряжение перед подключением.
  • сделано.
  • ВЫХОД ПОСТОЯННОГО ТОКА
  • Клеммы 3 и 4, идентифицированные ……………………………….. DC
  • Выходное напряжение пост. тока Номинальное ………………… 12 В пост. тока/24 В пост. тока
  • Выходное напряжение Типичное значение ………………. 13,65 В пост. тока/27,30 В пост. тока
  • С подходящим трансформатором
  • Номинальный непрерывный выходной постоянный ток ………………………….. 2 А
  • Максимальный выходной сигнал постоянного тока ………………………………… … 3А
  • Максимальное ограничение заряда батареи …………………. 200 мА
  • Максимальный выходной ток удержания …………………. 3 А
  • Пульсации при нагрузке 80 % ……………………………….. 30 мВ пик-пик Тип
  • Ограничение тока короткого замыкания ……………………………… Да
  • Защита от обратного подключения аккумуляторной батареи ………………… Да
  • Долговременная стабильность в течение 1 года .03 В постоянного тока

Параллельные устройства для большей мощности

Гирлянда соединяет все штифты вместе. Контакты 1 на 1, 2 на 2, 3 на 3
и контакты 4 на 4. Очень важно соблюдать одинаковую полярность контактов
. Используйте только одно соединение порта батареи
и реле неисправности, если применимо.Номинал ВА для трансформатора
должен быть по крайней мере удвоен.

LPS-2.5 Контролируемые функции Trbl & Bat Disconnect:

  • Выход неисправности: 3-контактная клеммная колодка — сигнализирует о низком заряде батареи и сбое переменного тока.
  • Точка срабатывания неисправности ……………………………….. 12,2/24,4 В пост. тока

Трехпозиционная клеммная колодка с маркировкой NO, C, NC.
показаны в нормальном состоянии, под напряжением, без проблем.

Отключение аккумулятора

  • Напряжение отключения аккумуляторной батареи ………………… 9,9 В пост. тока/19,8 В пост. тока
  • Реле отсечки батареи обычно находится под напряжением для обеспечения отказоустойчивости.

Зарядка аккумулятора: (штекер разъема с маркировкой [–Bat+])

Зарядное устройство точно настроено для плавающего заряда 12 В или 24 В герметичных, гелевых или жидкостных свинцово-кислотных аккумуляторов. Две батареи 12 В соединены последовательно для получения 24 В. Для подключения модуля к аккумулятору предоставляется 15-дюймовый аккумуляторный кабель.Красный (+) 12 В постоянного тока, черный (–) отрицательный.

  • Дополнительный кабель 12” для соединения двух
  • Аккумуляторы 12 В последовательно для 24 В ………………………….. 24SW
  • Дополнительный кабель для батареи 36 дюймов (1) P/N: …… WA-36IBAT
  • Диапазон производительности в ампер-часах ………………… 4AH-100AH ​​
  • Скорость перезарядки ………………………………. 100 мА
  • Часов для перезарядки = Емкость батареи Ач / Сила тока в амперах

Чтобы выбрать аккумулятор(ы), см. таблицу выбора резервного питания www.securitypower.com/an3batby.pdf.

Окружающая среда:

  • Влажность ………………………….. 95 % без конденсации
  • Ts Температура хранения ……………………….. -40°C – 85°C
  • Ot Диапазон рабочих температур 100% рейтинг:
  • Только модуль Ot ………………………….. -20°C – 36°C
  • Не монтируется в корпус ……………. -20°C – 26°C
  •  Каждые 1,4 % снижения нагрузки увеличивают O на: ……1oC

Механические характеристики:

  • Межцентровое расстояние между клеммными колодками с самозажимными винтами, готовыми к прокладке проводов ……………………………. 375”
  • Размер модуля ………………. 3 ¾”В x 3 11/16”Ш x 1 5/8”Г
  • Монтажные отверстия Межцентровое расстояние …..3 5/16” Ш 3 7/16” В
  • «ES» Размер корпуса ………………………….. 8 дюймов (Ш x 9 дюймов) x 3,5 дюйма (Г)
  • «E» Размер корпуса ………………………. 14” Ш x 9” В x 3,5” Г
  • Модуль
  • ЛПС-2,5 ………………………………………… …… 3,2 унции
  • Корпус 8×9 ……………………………………….. ……. 3,8 фунта
  • Трансформатор 100 ВА ……………………………………… 2,8
  • фунтов
  • Подключаемый трансформатор 50 ВА ………………………….. 1,7 фунта

Безопасность

  • LP-2.5/LPS-2.5 соответствует требованиям безопасности ……… UL1950 и EN60950 Не содержит свинца, соответствует требованиям Директивы об ограничении использования опасных веществ (RoHs)

Технические продажи / Инструкции

  • ЛП-2.5 Линейный источник питания 12/24 В постоянного тока, 2,5 А Модуль зарядного устройства LP-2.5 Показан
  • LP(S)-2,5 12/24 В пост. тока при 2,5 А Зарядное устройство контролируемого источника питания
  • Модуль
  • (S) может быть добавлен в любую конфигурацию
  • LP-5 12/24 В пост. тока при 4 А Два LP-2,5, соединенных вместе
  • LP-2.5EST12, установленный в корпусе 8 x 9 дюймов с UL 16 В переменного тока, 50 ВА
  • Вилка трансформатора класса II
  • LP-2.5EST24, установленный в корпусе 8 x 9 дюймов с UL 24 В переменного тока, 50 ВА
  • Вилка трансформатора класса II
  • ЛП-2.Модуль 5T12 с вилкой UL 16 В перем. тока, 50 ВА, вилка класса II, вилка
  • Трансформатор
  • Модуль LP-2.5T24 с вилкой UL 24 В перем. тока, 50 ВА, вилка класса II, вилка
  • Трансформатор
  • LP-2.5EX12D4, установленный в корпусе 14 x 8 дюймов согласно UL
  • .
  • Трансформатор открытого типа 16 В перем. тока 56 ВА и 4 выхода с предохранителями
  • LP-2.5EX24D4, установленный в корпусе 14 x 8 дюймов, 24 В переменного тока, 100 ВА
  • Характеристики LP-2.5 и LPS-2.5:
  • 12/24 В постоянного тока @ 2.Перемычка 5A по выбору
  • Устройства могут быть подключены параллельно для удвоения выходного тока (LP-5)
  • Автоматические выключатели PTC
  • защищают аккумулятор и выход
  • Защищенный перевернутый аккумулятор
  • Электронное ограничение тока
  • Точная регулировка мощности для зарядки
  • Герметичные свинцово-кислотные или гелевые аккумуляторы
  • Аккумулятор в рабочем состоянии, нет переключения при сбое питания переменного тока
  • Вход и выход защищены от перенапряжения
  • Светодиодный индикатор питания
  • Самозажимные клеммные винты с готовыми проводами
  • 18-дюймовые выводы аккумулятора с быстроразъемным разъемом
  • ЛПС-2.5 контролируемых функций:
  • Контакты реле неисправности «C» Обозначает
  • Низкий заряд батареи и сбой питания переменного тока
  • Реле отключения аккумулятора отключает аккумулятор(ы), когда
  • Истощение, предотвращение глубокого разряда

%PDF-1.4 % 2925 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 2925 76 0000000016 00000 н 0000002810 00000 н 0000002993 00000 н 0000003053 00000 н 0000003191 00000 н 0000003395 00000 н 0000003447 00000 н 0000003551 00000 н 0000004355 00000 н 0000004998 00000 н 0000005632 00000 н 0000005900 00000 н 0000006150 00000 н 0000006554 00000 н 0000049961 00000 н 0000081912 00000 н 0000082113 00000 н 0000088422 00000 н 0000088672 00000 н 0000149507 00000 н 0000160032 00000 н 0000160092 00000 н 0000160205 00000 н 0000160296 00000 н 0000160448 00000 н 0000160652 00000 н 0000160756 00000 н 0000160938 00000 н 0000161116 00000 н 0000161320 00000 н 0000161450 00000 н 0000161642 00000 н 0000161870 00000 н 0000162004 00000 н 0000162196 00000 н 0000162322 00000 н 0000162514 00000 н 0000162692 00000 н 0000162812 00000 н 0000162996 00000 н 0000163180 00000 н 0000163282 00000 н 0000163384 00000 н 0000163514 00000 н 0000163644 00000 н 0000163798 00000 н 0000163960 00000 н 0000164154 00000 н 0000164292 00000 н 0000164410 00000 н 0000164566 00000 н 0000164742 00000 н 0000164870 00000 н 0000165018 00000 н 0000165208 00000 н 0000165324 00000 н 0000165474 00000 н 0000165660 00000 н 0000165772 00000 н 0000165960 00000 н 0000166136 00000 н 0000166292 00000 н 0000166452 00000 н 0000166608 00000 н 0000166776 00000 н 0000166972 00000 н 0000167164 00000 н 0000167372 00000 н 0000167538 00000 н 0000167754 00000 н 0000167896 00000 н 0000168052 00000 н 0000168262 00000 н 0000168370 00000 н 0000168534 00000 н 0000001816 00000 н трейлер ]/предыдущая 1763097>> startxref 0 %%EOF 3000 0 объект >поток hвязьT]hYf2NMmK,:vKU4O Fl [[email protected])h R#*.ʶ?A3;0{s`

Устройство защитного отключения – обзор

На рис. 10.48 показаны основные характеристики аппарата для точечной сварки. Тремя основными узлами являются структурная рама, система приложения усилия и электрическая система. Рама обеспечивает прочность и жесткость, чтобы реагировать на силу электрода без чрезмерного изгиба машины. Электрическая цепь на низковольтной вторичной стороне трансформатора может составлять часть рамы или, в случае сварочного пистолета, обеспечивать большую часть прочности конструкции.Система приложения усилия обычно пневматическая. Регулируемое давление воздуха подается в цилиндр для обеспечения усилия электрода. Серводвигатели все чаще используются для обеспечения программируемого управления положением электрода, скоростью приближения и усилием. Гидравлические системы иногда используются для компактных машин с большим усилием, а пружины используются для очень маленьких машин с ручным или ножным управлением. Электрическая система состоит из сварочного трансформатора и блока таймера/контроллера.

Рисунок 10.48. Машина для точечной сварки на пьедестале

10.2.1.1 Типы машин

Машины на пьедестале или на столе являются стационарными типами, а заготовки подаются в машины вручную или механически с помощью карусели или устройства захвата и размещения. Пистолетные сварочные аппараты используются для сварки неподвижных, часто более крупных конструкций, а пистолет управляется либо вручную, будучи подвешенным к системе противовеса, либо с помощью робота. Трансформатор может быть удален от пистолета-распылителя, соединен кабелем с тяжелым водяным охлаждением или встроен в сам пистолет-распылитель.В последнем случае трансформатор может быть существенно меньшего размера из-за уменьшенного вторичного сопротивления, а ток подается при сетевом напряжении по кабелям меньшего размера. Это позволяет орудию быть более маневренным, несмотря на его больший вес, часто от 60 до 100 кг. Современные выключатели дифференциального тока обеспечивают необходимую защиту при ручном управлении встроенными трансформаторными пушками.

Мультисварочные аппараты можно использовать для сварки компонентов на специальной машине, где каждая точка сваривается отдельной парой электродов.Один электрод управляется собственным цилиндром, а противоположный электрод фиксируется. Рама обеспечивает структурную поддержку и реагирует на силу электрода. Можно использовать несколько трансформаторов, каждый из которых обычно обслуживает две или более пар электродов от двухвитковой вторичной обмотки с отдельными выходами. Если от одного соединения трансформатора подается питание более чем на одну пару электродов, машина настраивается таким образом, чтобы одновременно выполнялась только одна сварка, а остальные электроды оставались открытыми. Чтобы также предотвратить слишком высокий ток сети из-за одновременного срабатывания трансформаторов, время сварки последовательно или каскадно.Когда две пары электродов подключены к одному трансформатору, важно, чтобы цепи были одинаковыми, чтобы полное сопротивление и, следовательно, потребляемый ток были одинаковыми в каждой цепи.

10.2.1.2 Источники питания для контактной сварки

Наиболее распространенный источник питания состоит из однофазного переменного тока. трансформатор, см. Рисунок 10.49 . Это преобразует первичное напряжение сети в низкое (2–20 В) вторичное сварочное напряжение. Коэффициент витков трансформатора — это число витков первичного проводника, деленное на число витков тяжелого вторичного проводника (обычно 1 или 2).Это соотношение, на которое уменьшается напряжение и увеличивается сетевой ток. Вторичное напряжение холостого хода можно считать номинально постоянным, поэтому ток, потребляемый сварочной цепью, зависит от полного сопротивления цепи в соответствии с законом Ома. Эта цепь практически полностью закорочена с сопротивлением в районе 10 90 258 -3 90 259 Ом. Таким образом, при низком вторичном напряжении может быть выработан сварочный ток в несколько тысяч ампер.

Рисунок 10.49. Однофазный переменный ток источник питания.а) сварочный контур; (b) Форма кривой тока, пунктирная линия иллюстрирует управление фазовым сдвигом уровня тока

Мощность машины обычно указывается в кВА при рабочем цикле 50%. Это относится к мощности, которая может потребляться трансформатором в течение длительного периода времени, когда ток течет в течение 50% этого времени, не вызывая перегрева трансформатора.

Максимально допустимый ток на первичной обмотке трансформатора при рабочем цикле 50 % равен номинальной мощности в кВА, деленной на напряжение сети.На практике машины для контактной сварки в течение короткого времени могут потреблять гораздо более высокие уровни первичного тока, и это допустимо при условии учета фактического рабочего цикла (ток во времени/общее время), выраженного в процентах.

Допустимая мощность при рабочем цикле x % может быть рассчитана следующим образом:

Однофазная мощность переменного тока. Трансформаторы кожухосердечного типа имеют компактную конструкцию, а изоляция отверждена, чтобы обеспечить прочный блок, способный выдерживать механические и электрические нагрузки, типичные для оборудования для контактной сварки.Водяное охлаждение может быть обеспечено на вторичных проводниках низкого напряжения, что улучшит их тепловые характеристики. Ряд стандартов охватывает специальные требования к трансформаторам, такие как ISO5826 (BS7125) и BS EN ISO 7284. Многие трансформаторы имеют ступенчатые переключатели, так что вторичное напряжение может быть изменено для обеспечения ступенчатых изменений в диапазоне сварочного тока. Точная регулировка тока осуществляется с помощью фазового сдвига с помощью таймера/контроллера.

Доступный сварочный ток, а не мощность в кВА, определяет пригодность аппарата для сварки конкретного компонента.Хотя максимальный ток короткого замыкания может быть известен для конкретного аппарата, доступный сварочный ток будет намного ниже. Это происходит из-за дополнительного сопротивления свариваемого компонента и связанного с ним электрода или инструмента. На импеданс вторичной цепи также влияет индуктивная составляющая, связанная с областью горловины машины. Ток уменьшается, если эта площадь увеличена, и тем более, если в горловине есть сталь. Таким образом, расстояние между плечами и прокладка перемычек или гибких соединений важны для минимизации потерь.

Доступен ряд альтернативных типов источников питания, а именно:

Вторичный выпрямленный постоянный ток. Этот тип используется для приложений с высокой мощностью, поскольку в нем используется сбалансированное трехфазное питание и выпрямленный постоянный ток. сварочный ток не зависит от индуктивных потерь мощности переменного тока. ток, см. Рисунок 10.50 . Однофазный машины есть, но гораздо реже.

Рисунок 10.50. Трехфазный вторичный выпрямленный постоянный ток источник питания (а) Сварочная цепь.1 — сетевое питание, 2 — тиристорный регулятор тока, 3 — сварочный трансформатор, 4 — вторичное выпрямление, 5 — сварочные электроды (б) Форма кривой первичного тока. (c) Форма волны сварочного тока.

Преобразователь частоты постоянного тока Первичное выпрямление трехфазной сети позволяет избежать необходимости выпрямления высоких сварочных токов. Кратковременный постоянный ток. затем импульс (менее 0,2 с) подается на сварочный трансформатор. постоянный ток полярность изменяется для каждого импульса, чтобы избежать насыщения трансформатора. Этот тип оборудования широко используется для приложений с высокой мощностью, таких как высококачественная сварка алюминиевых сплавов.

Сварочные аппараты с инвертором Сварочные аппараты с инвертором средней частоты используются для обеспечения возможности использования более эффективных и легких сварочных трансформаторов, как правило, для роботов-пистолетов. Трехфазное питание сначала выпрямляется, а затем прерывается транзисторным блоком для получения средней частоты, обычно до 1000 Гц переменного тока. Этот переменный ток при напряжении около 600 В затем преобразуется в сварочном трансформаторе в низкое напряжение/высокий ток той же частоты. Это немедленно исправлено, чтобы дать постоянный ток. сварочный ток. Эти расходные материалы находят все более широкое применение в роботизированной точечной сварке в автомобильной промышленности, а также в миниатюрных устройствах, где можно добиться точного управления формой импульса тока.

Разряд конденсатора Кратковременный разряд постоянного тока Импульс, обычно менее 10 мс, достигается разрядкой батареи конденсаторов через сварочный трансформатор. Для зарядки трансформаторов требуется низкая мощность. Такое оборудование является обычным для миниатюрных приложений, но большие машины доступны для операций сварки больших выступов. Часто это портальные машины, обладающие высокой мощностью и быстродействующим напором с малой инерцией. Подвод тепла относительно низок по сравнению с a.в. или постоянный ток источники питания.

Транзисторные источники питания Как правило, это небольшие или миниатюрные источники питания, примерно до 5 кА. Ток чистый постоянный. и импульс может быть точно сформирован для точного управления резистивным нагревом сложных комбинаций или конфигураций материалов, особенно в электрических и электронных приложениях.

В некоторых случаях, особенно в миниатюрных приложениях из разнородных материалов, постоянный ток. используется ток, и его полярность может быть использована для изменения теплового баланса в сварном шве.Нагрев может быть смещен в сторону одного электрода из-за эффекта Пельтье.

10.2.1.4 Электроды для контактной сварки

Электроды для контактной сварки играют важную роль в достижении хорошего и стабильного качества сварки. Используемые материалы обычно представляют собой медные сплавы с внутренним водяным охлаждением, которые обеспечивают сочетание высокой электро- и теплопроводности вместе с механической прочностью. Это необходимо для того, чтобы выдерживать электродные усилия и определенное количество ударов электродов при начальном контакте.Размеры электродов для точечной сварки регулируются различными стандартами ISO.

Электродные материалы для сварки сопротивлением соответствуют стандарту ISO 5182. Сплавы класса 1 с наивысшей проводимостью, такие как Cu/0,1%Zr, используются для точечной сварки сталей с покрытием и алюминиевых сплавов. Более твердые сплавы класса 2 с проводимостью от 75 до 80% IACS (Международный стандарт отожженной меди), такие как Cu/1%Cr, обычно используются для сталей. Сплавы класса 3 с содержанием IACS от 30 до 45% обеспечивают дополнительную твердость при точечной сварке нержавеющих сталей и штампах для рельефной сварки, хотя вставки из вольфрама/30% меди также часто используются при рельефной сварке.Тугоплавкие металлы, такие как молибден или вольфрам, также используются для определенных применений.

Диаметр контактной поверхности электрода при точечной сварке должен быть приблизительно равен 5√t, где t – толщина отдельного листа в миллиметрах (до 3 мм). Это позволяет получить сварной шов одинакового диаметра. Для поддержания качества сварного шва площадь контакта электродов и профиль должны поддерживаться за счет периодической зачистки электродов или их замены на повторно обработанные электроды. По возможности для максимальной надежности следует использовать инструмент для правки электродов или формовочный инструмент.Автоматическое перевязочное оборудование может использоваться в роботизированных приложениях. Как правило, несколько сотен точек для алюминиевых сплавов, несколько тысяч для сталей с покрытием и несколько тысяч для сталей без покрытия возможны до того, как потребуется техническое обслуживание электрода.

Высокочастотный трансформатор, трансформатор серии PQ3813, используемый в силовой цепи в зарядном устройстве, высокочастотный трансформатор PQ3813, синфазный дроссель

· Доступны различные типы трансформаторов, PQ, CI, UI, EFD, EP, ER, EPC, POT, RM & EE
· Высокочастотный трансформатор, подходящий для преобразователя EL/CCFL или DC/DC
· Принимаются конструкции заказчика
· Импульсный силовой трансформатор
· Импульсный трансформатор
· Телекоммуникационный трансформатор
· Трансформатор звуковой частоты
· Изолированный и согласующий трансформатор
· Трансформатор зажигания
· Трансформатор датчика тока EE5
· Трансформатор ADSL
· Трансформатор серии EFD
· Трансформатор серии ER
· Трансформатор серии RM
· Трансформатор серии EP
· Трансформатор серии EPC
· Трансформатор серии EE
· Введение трансформаторов нашего основного продукта:
· EC, EE.Высокочастотный переключающий трансформатор типа EI и PQ
· Переключающий трансформатор с магнитным экраном типа EP
· Фильтр связи типа RM, силовой трансформатор AUX
· Фильтр линейности типа ET, FT
· Фильтр T (кольцевого) и переключающий трансформатор
· G ( в форме банки) переключающий трансформатор
· Трансформатор типа DR (I)
· T (кольцевой) железный силовой сердечник, индуктор фильтра постоянного тока
· Применение: импульсные источники питания, зарядные устройства, сигнализация, ТВ и ЭЛТ-мониторы, ИБП, VCD/DVD проигрыватели, аудио- и видеооборудование, аппараты OA, инвертор

· Типовой продукт:
o PQ 2020 2016 2625 3230 3535 4040 5050
o EI, серия EE: EI, EE-5.0, 8.3, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 30, 33, 35, 40, 42, 50, 55, 60
o Серия EF: EF-4539, 16, 20, 25 и 32
o Серия ERL: ERL-28, 35, 39, 42, 49
o Серия ETD: ETD-29, 34, 39, 44, 49, 54 и 59
o EFD-15, 20, 25, 30Внедрение трансформаторов наш основной продукт
o Высокочастотный переключающий трансформатор типа EC, EE.EI и PQ
o Переключающий трансформатор с магнитным экраном типа EP
o Фильтр связи типа RM, вспомогательный силовой трансформатор и переключающий трансформатор
o G (в форме банки) переключающий трансформатор
o трансформатор типа DR (I)
o T (кольцо) железный силовой сердечник, дроссель фильтра постоянного тока

· Серия RM: RM-4, 5, 6, 8, 10 , 12, 14
· Характеристика: используется в установках с высокой плотностью монтажа с хорошим качеством экранирования
· Применения: волновой фильтр несущей, присоединение к силовому трансформатору — силовой трансформатор
· Приемлемы индивидуальные конструкции
 

Простые бестрансформаторные схемы электропитания

Я часто делаю небольших проектов .Для них требуется небольшой блок питания . Но я не могу найти маленькие трансформаторы. Обычный трансформатор большой и тяжелый, для моего проекта не подходит.

Но я осматриваю свой дом в небольшой бытовой технике в Китае. Даже в большинстве светодиодных лампочек. В них используется бестрансформаторная схема питания .

Они используют конденсатор вместо более крупного трансформатора . Таким образом, блоки питания меньше и легче.

Сегодня мы изучим эти бестрансформаторные схемы питания .Таким образом, вы можете выбрать, как вы хотите.

Надеюсь, он будет вам полезен. Имеется три следующих контура.

СМ. Ниже!

Сеть переменного тока

Во-первых, нам нужно знать, что сеть переменного тока имеет высокое напряжение 220В или 110В. Он имеет гораздо более высокое номинальное напряжение, чем аккумулятор. А также имеют разные формы сигнала.

Называется переменным током (AC). Обычно генерируется вращением катушки в магнитном поле.

Сеть 50 Гц или 60 Гц (в США).

Опасно!

Не прикасайтесь к каким-либо частям этих цепей. Потому что вас могут ударить электрическим током . Хотя это делает низкое напряжение. Мы не можем коснуться всего этого. Потому что в нем не используется изолированный трансформатор .

Почему сеть переменного тока опасна?

Наше тело может работать только от 60В до 80В. Итак, любые перенапряжения, способные вызвать мгновенную смерть.

Измерение сети переменного тока

В норме мы знаем напряжение в 0.707 раз больше пикового напряжения. Это называется среднеквадратичным значением напряжения. А пиковое напряжение (или ток) в 1,41 раза превышает среднеквадратичное значение.

Например, действующее значение напряжения 220 В равно 311 Впик-пик. Это очень высокое напряжение.

Сеть переменного тока опасна. Потому что напряжение слишком высокое.
На самом деле это 311 В для 220 В переменного тока. или 345В для 240В.

Посмотрите на изображение


Линия поднимается на 311 В, затем опускается на 311 В ниже «земли» 50 раз в секунду (частота 50 Гц). Затем это создаст ПОТОК через ваше тело, и это убьет вас очень быстро.

Основная цепь питания постоянного тока

См. ниже. Это схема питания трансформатора.

Основная цепь нерегулируемого питания, 12В 0,2А. Кроме того, мы назвали схему половинного выпрямителя.

Мы используем трансформатор для перехода от высокого напряжения переменного тока к более низкому напряжению. См. в его символе. Изоляция находится между первичной и вторичной обмотками.

И две линии указывают на магнитную цепь, которая существует между двумя обмотками.

Силовой трансформатор Четко разделите катушки.Поэтому мы совершенно безопасны для поражения электрическим током. Но при использовании конденсатора вместо небольшого трансформатора

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С КОНДЕНСАТОРОМ

Если нейтраль подключена к 0 В питания. Это не проблема.

Но что произойдет, если провода поменять местами.
Линия будет подключаться к 0V подобно отверстию розетки в стене.

Если дотронуться до него. Вы получите шок.

Опасности

ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ С КОНДЕНСАТОРОМ

Давайте узнаем об опасностях ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ С КОНДЕНСАТОРОМ.И как это работает.

Какое выходное напряжение?

В нормальной цепи с подключением нагрузки выходное напряжение
источника питания с конденсаторным питанием падает только до 12В или 35В. is

Но…

При снятии нагрузки напряжение питания возрастает до 180В, 311В или 340В. Это еще одна причина, почему они так ОПАСНЫ.

Простой расчет конденсатора

Все наши расчеты сделаны с кратными конденсаторами 0,1 мкФ.
Это упрощает вычисления.
Конденсатор 0,1 мкФ будет пропускать 7 мА при подключении к мосту. Или 3,5 мА, если только один диод (полувыпрямитель).

Все значения уменьшаются вдвое для 110 В переменного тока.

Например. Вы используете 0,33 мкФ. Он будет проходить 7 мА x 0,33 мкФ = 23,1 мА. Или это блок питания с КОНДЕНСАТОРОМ, для которого требуется диод и красный светодиод.

Эти два элемента называются ЗАГРУЗКА.

Конденсатор пропускает (заряжает) ток в одном направлении при повышении напряжения в сети.А затем он пропускает ток (разряжается) в противоположном направлении, когда сеть падает.

Синусоидальный сигнал, как указано выше.

При повышении напряжения в сети и увеличении выходной мощности источника питания. А когда 1,7в. Загорается красный светодиод, и это напряжение больше не повышается.

Итак, теперь конденсатор будет хранить или заряжать напряжение около 309В. (сеть переменного тока – VLED).

При падении напряжения сети. Выход источника питания будет отрицательным. А когда 0.7В минус. диод предотвращает падение напряжения.

Затем конденсатор разряжается и начинает заряжаться в обратном направлении до 309В.

Красный светодиод обозначает НАГРУЗКУ в одном направлении, а диод — нагрузку в другом направлении.

Полупериодный бестрансформаторный блок питания

Посмотрите на схему ниже. Это базовый полуволновой источник питания с конденсаторным питанием, показанный на схеме.

Каждые 0,1 мкФ емкости обеспечивают среднеквадратичное значение 7 мА.
В полуволновом питании конденсатор выдает 3.5 мА СКЗ. Потому что ток теряется в нижнем диоде, когда он разряжает конденсатор.

Использование стабилитрона

См. схему. Это всего лишь один стабилитрон вместо двух предыдущих. Это умный дизайн.

Почему?

Зенеровский диод эффективно выходит из строя в обоих направлениях.
Сверху, это 12В стабилитрон пробивает катод. А
В обратную сторону пробивается на 0,7В.

Максимальное напряжение нагрузки 12 В. И стабилитрон разрядит конденсатор.Чтобы подготовиться к следующему циклу.

Принцип работы

Выходной ток 16 мА. Потому что конденсатор 0,47 мкФ.

Когда подключаем нагрузку. Некоторый ток будет вытягиваться из стабилитрона и проходить через НАГРУЗКУ.

Интересный момент.

  • Уменьшить сопротивление нагрузки. Тогда через нагрузку будет протекать больший ток. Пока не достигнет 16 мА. Весь ток от конденсатора будет протекать только через нагрузку. Нет тока на диод Ценнера.
  • Увеличивайте нагрузку до тех пор, пока напряжение на ней не упадет до 11В, 10В, 9В…. Но ток останется на уровне 16мА. В конце концов, напряжение снизится до 1 В при 16 мА.
  • Но если нет нагрузки, весь ток от конденсатора будет проходить через стабилитрон.

Какой номинал стабилитрона?

Стабилитрон имеет номинальную мощность, аналогичную резистору. Это количество тепла, от которого он избавится, не перегреваясь. Если он перегрет.В конце концов, он может быть поврежден. Мы должны правильно подобрать и настроить схему.

Часто мы видим 500мВт и 1Вт.

Мы можем легко узнать рассеиваемую мощность.

Его мощность V x I

  • Во-первых, V — это напряжение стабилитрона. Это 12В.


На каждые 0,1 мкФ схема будет выдавать 3,5 мА
Предположим, конденсатор 0,47 мкФ = 16 мА

Рассеиваемая мощность стабилитрона будет 12×16 = 200 мВт.
Мы можем использовать A 500 мВт.Не будет слишком жарко.

Полупериодный источник питания с конденсаторным питанием и электролитическим фильтром

Как и другие источники питания постоянного тока. Если нам нужно низкое напряжение пульсаций. Нам нужно добавить электролитический конденсаторный фильтр.

Смотри:

Нам нужно добавить диод для предотвращения электролитического разряда во второй половине цикла.

Мы видим, что однополупериодный бестрансформаторный блок питания имеет то преимущество, что он прост, но дает малый ток. Мы должны выбрать лучшую мостовую схему.Читать дальше.

Использование специального конденсатора

Мы должны использовать специальный тип конденсатора. И он должен быть рассчитан на тип 400 В переменного тока. И должны быть построены из материалов и изоляции, чтобы не взорваться.

Эти специальные типы конденсаторов имеют обозначение X2.
Подойдет любой конденсатор. Но у некоторых произойдет короткое замыкание или взрыв без видимой причины.

X2 Конденсатор

Поскольку конденсатор заряжается и разряжается 100 или 120 раз в секунду.

Существует определенная нагрузка на фольгу и изоляцию.почему он должен быть сильно построен.

Хотя теоретически в конденсаторе нет потерь энергии, он немного нагревается из-за потерь.

Зарядка и разрядка сгруппированы как пульсирующий ток, и этот ток всегда вызывает небольшой нагрев.

Добавление

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ РЕЗИСТОРЫ

Когда цепь включена. Мы не знаем, напряжение в сети нулевое, маленькое положительное значение или полные 311В.

Если 311В. Во-первых, для зарядки конденсатора будет протекать очень большой ток.Это повредит светодиод.

Чем мы можем помочь?

Ограничить этот ток. Мы добавляем резистор 470 Ом последовательно с линией переменного тока.

6 Светодиодный дисплей для сети переменного тока

См. схему: 6 Светодиодный дисплей для сети переменного тока.
Если мы сможем добавить больше светодиодов в схему. Они ВСЕ будут светиться.

Мы не можем добавить сотни светодиодов. Потому что, когда мы добавляем еще один светодиод, напряжение на комбинации увеличивается на 1,7 В.

А когда сумма станет 311в. НИ ОДИН из светодиодов не загорится.

Это связано с тем, что разница между напряжением сети и напряжением светодиода равна нулю.

Использование одного диода — не лучший вариант. Потому что светодиоды загораются только для каждого полупериода.

Светодиоды включаются и выключаются очень быстро, а также мерцают. Это лучшая схема, если использовать МОСТ.

Мостовой бестрансформаторный блок питания

Работает как обычная мостовая схема питания постоянного тока. Мост представляет собой набор из 4 диодов. Форма выходного сигнала называется пульсирующим постоянным током или «постоянным током с пульсациями».

В мостовой схеме можно использовать нижний конденсатор. Потому что это двухполупериодный выпрямитель.

Почему?

При использовании 0,1 мкФ выходной ток составляет 7 мА. Если мы используем 0,47 мкФ. Выходной ток есть? (0,47 мкФ x 7 мА) / 0,1 мкФ = 32,9 мА

Мост выдает 2 импульса энергии в течение каждого цикла. И это приведет к 100 миганиям каждую секунду (50 Гц).
А если добавить еще светодиодов. Они все будут освещать.

Устранить мерцание

Если мы хотим устранить мерцание.На выходе нужен электролитический конденсатор. Это будет сохранять энергию во время пика и отдавать ее, когда напряжение сети низкое.

См. осциллограмму на схеме. Напряжение остается достаточно высоким, чтобы светодиод постоянно светился.

100 белых светодиодов на сети переменного тока

Вот 100 белых светодиодов Дисплей на сети переменного тока. Эта схема проста и очень умна. Т.к. никакие выпрямительные диоды не нужны. Мы используем светодиоды в качестве выпрямителей.

Как?

Нам нужно использовать не менее 50 светодиодов в каждой цепочке и резистор 1K.Чтобы предотвратить их повреждение от перенапряжения. Если схема включается на пике сигнала.

Резистор предназначен для приема сильного импульсного тока через одну из цепочек светодиодов, если цепь включается, когда сеть находится на пике.

Хотя мы можем добавить больше светодиодов в каждую цепочку, ток упадет очень незначительно, пока в конце концов, когда у вас будет 90 светодиодов в каждой цепочке, ток не станет равным нулю.

Для 50 светодиодов в каждой цепочке общее характеристическое напряжение составит 180В.Каждый светодиод требует от 3,3 В до 3,6 В.

Каждый светодиод потребляет пиковый ток менее 7 мА в течение полупериода свечения.

В любом случае, посмотрите на резистор 1K. Он сбросит 7v. Поскольку среднеквадратический ток составляет 7 мА (7 мА x 1000 Ом = 7 В).

Его мощность составляет 7 В x 7 мА = 49 мВт

Для зарядки и разрядки конденсатора у вас должны быть светодиоды в обоих направлениях.

5-ти светодиодный дисплей с лучшей схемой питания от конденсатора

Эта схема является лучшим источником питания от конденсатора для 5-ти светодиодного дисплея.

Он использует 4 диода (диоды моста) для получения наилучшего тока от конденсатора 0,22 мкФ и электролита, чтобы сгладить любое мерцание.

38 Светодиодная лампа с бестрансформаторным питанием

Это пример практического использования светодиодных ламп. Это лампа с 38 светодиодами, использующая источник питания с конденсатором для освещения 38 белых светодиодов.

Суммарное напряжение на светодиодах составляет 38 x 3,6 = 138 В. Конденсатор 0,33 мкФ будет выдавать около 20 мА. При мощности около 4,4 Вт (220 В x 20 мА)

Бестрансформаторный блок питания с регулируемым напряжением

Схема трансформаторного блока питания постоянного тока с регулируемым напряжением.

См. в схеме. В этой продуманной конструкции используются 4 диода в мостовой схеме для получения источника питания с фиксированным напряжением, способным выдавать ток 35 мА.

Все диоды (каждого типа диодов) являются стабилитронами. Все они ломаются при определенном напряжении. Дело в том, что силовой диод выходит из строя при 100в или 400в и его стабилитронная характеристика не годится.

Но если поставить 2 стабилитрона в мост с двумя обычными силовыми диодами, то при напряжении стабилитрона мост выйдет из строя.

Вот что мы сделали.Если мы используем 18-вольтовые стабилитроны, на выходе будет регулируемый источник питания 17v4.

Когда входное напряжение положительное наверху, левый стабилитрон D1 обеспечивает ограничение 18 В. А, другой стабилитрон (D2) дает падение 0,6в.

Это позволяет правильному стабилитрону пропускать ток так же, как обычный диод.

Выход 17 на 4. То же самое с другим полупериодом.

Ток устанавливается номиналом конденсаторов C1 и C2 (параллельно). От мостового выпрямителя ток составляет 7 мА на каждый 0.1 мкФ. Итак, у нас есть емкость 1u. Таким образом, схема будет подавать 70 мА. но он будет подавать только 35 мА, прежде чем выходной сигнал упадет.

Конденсаторы C1 и C2 должны соответствовать классу X1 или X2.

Резистор R1, 10 Ом, представляет собой предохранительный резистор.

Проблема с этим блоком питания в том, что он убьет вас, так как ток будет течь через диод и будет смертельным. если вам нужно коснуться отрицательной шины (или положительной шины) и любого заземленного устройства, такого как тостер, чтобы вас убили.

Единственное решение с этой схемой заключено в коробку без выходов.

Регулируемый бестрансформаторный источник питания постоянного тока 9 В

Это источник питания постоянного тока 9 В без трансформатора. Это простая схема и небольшой размер.

По вышеуказанному принципу. Пробуем установить эту схему.

Выходное напряжение совпадает с падением напряжения на стабилитроне -ZD1.

Ток можно найти 7 мА тока для конденсатора 0,1 мкФ. Должно быть 70 мА.Но некоторое падение тока R4 через R6 (параллельно). Выход на 35 мА ниже фиксированного напряжения 9 В. Таким образом, мы можем использовать это вместо батареи 9 В.

Если вам нравится эта схема, посмотрите: Сирена переменного тока без трансформатора

Вывод

Мы видим, что бестрансформаторные блоки питания очень полезны и популярны. Особенно в светодиодных лампах. Но хотелось бы подчеркнуть безопасность. Всегда приходи первым.

Примечание:
Хотя раньше я использовал именно этот тип схемы питания.В технике китайского производства.

Многие друзья заинтересовались этим. Так что я учился во многих местах. Я нашел, что г-н Колин Митчелл описал это очень легко для понимания.
Спасибо. Источник http://www.talkingelectronics.com/

Читать дальше: Бестрансформаторный источник питания 5 В

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь, чтобы электроника Обучение было легким .

Тестирование для оценки влияния тока короткого замыкания аккумулятора и зарядного устройства на неисправность в системе распределения постоянного тока (NUREG/CR-7229)

На этой странице:

Загрузить документ полностью

Информация о публикации

Рукопись завершена: ноябрь 2016 г.
Дата публикации: февраль 2017 г.

7 Подготовлено: Gunther
P. Joshi
Y. Celebi
J. Higgins
R. Weidner
K. Uhlir 1

Brookhaven National Laboratory
Nuclear Science and Technology Department
Upton, New York 11973

Консультанты , Inc.


Woodridge, IL 60517

M. Gutierrez, представитель NRC по контрактам, и
L. Ramadan, технический наблюдатель NRC

Office of Nuclear Regulatory Research
US Nuclear Regulatory Commission
Washington DC 20555-0001

Уведомление о доступности

Abstract

25 сентября 2011 г. на АЭС Палисейдс и аккумулятор, и зарядное устройство на одном силовом подразделении постоянного тока класса 1E отключились из-за перегрузки по току, когда произошла неисправность в нижестоящей панели постоянного тока (см. Информационное уведомление NRC 2013- 17).Реакция на неисправность в системе распределения постоянного тока на атомной электростанции (АЭС) может иметь значительное влияние, как видно из этого события. Следовательно, необходимо иметь надлежащие расчеты отказов постоянного тока для разработки эффективной защиты от отказов системы постоянного тока с координацией, которая минимизирует воздействие на систему безопасности в случае отказа. В связи с этим Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) заключила контракт с Брукхейвенской национальной лабораторией (BNL) на исследование взаимодействия между батареей и зарядным устройством в условиях неисправности на испытательном стенде BNL для батарей.В частности, BNL провела тесты, чтобы определить, являются ли вклады отдельных токов короткого замыкания батареи и зарядного устройства батареи независимыми друг от друга в типичной конфигурации системы постоянного тока АЭС. Эта информация необходима для обеспечения понимания характеристик неисправности аккумуляторов и зарядных устройств по отдельности и параллельно, как описано в Стандарте Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 946-2004, «Рекомендуемая практика IEEE для проектирования устройств постоянного тока». Вспомогательные энергосистемы для генерирующих станций.«Результаты, проведенные в BNL, предоставляют эмпирические данные для поддержки усовершенствований отраслевых стандартов и надзора NRC за системами распределения постоянного тока. Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) и один трансформатор с управляемым феррорезонансом (CF).Условие неисправности применялось к каждой батарее и зарядному устройству по отдельности, а также к комбинациям каждой батареи, подключенной параллельно с зарядным устройством, для определения общей реакции на неисправность в этих конфигурации.

В этом отчете обсуждаются потенциальные последствия подхода к координации защиты в системах распределения постоянного тока АЭС и то, как неисправность в системе распределения постоянного тока может повлиять на работу станции. Тестирование показало, что при настройке защитных устройств системы распределения постоянного тока необходимо учитывать влияние зарядного устройства и импеданса цепи постоянного тока на неисправность. Неправильные настройки этих защитных устройств могут привести к нежелательным реакциям системы.

Страница Последнее рассмотрение/обновление Среда, 24 марта 2021 г.

Анализ схемы типового электронного трансформатора

Схема самозапускающегося полумостового генератора
В этом посте я проведу анализ конструкции базового электронного трансформатора, обычно используемого для обеспечения питания 12 В для галогенного освещения. В частности, схема общего самозапускающегося полумостового генератора .Я не буду вдаваться в фактический расчет значений компонентов, а расскажу больше о том, почему схема устроена так, как она есть, и о назначении каждого компонента в схеме. Глядя на окончательную схему цепи, довольно сложно, но это действительно элегантно простая схема для объяснения. Понимание этого откроет вам целый мир, поскольку вы увидите, что элементы этой схемы встроены во многие другие схемы, например, внутри для управления светодиодами и компактными люминесцентными лампами . К концу этого поста вы должны быть знакомы с соображениями проектирования этой конкретной схемы.


Содержимое
Общий обзор электронного трансформатора

Что такое Н-мост и для чего он нужен?

Что такое полумостовая схема?

Как работает полумостовая схема?

Как работает осциллятор?

Как инициализируется или запускается осциллятор?

Что такое мостовой выпрямитель?

Зачем нужен фильтр помех и для чего он нужен?

Дополнительные защитные компоненты


Общий обзор электронного трансформатора
В моем предыдущем посте «Трансформаторы, электронные трансформаторы и импульсные источники питания» я обсудил их различия и затронул каждую из их операций.Полезно понять, в чем их отличия, хотя бы для того, чтобы защитить себя от напора продавца, «дающего покрупнее».

Есть много способов генерировать более высокую частоту, но наиболее часто используемый метод — это элегантная схема, называемая самозапускающейся схемой полумостового генератора. Основными активными элементами являются два силовых транзистора, которые попеременно коммутируют выпрямленную сеть через выходной трансформатор. Благодаря расположению транзисторов он получил название «полумост».Это только одна сторона H-моста, а с другой стороны два конденсатора. Вот блок-схема, показывающая схему черного ящика внутренних рабочих строительных блоков электронного трансформатора. Я позволил себе гиперссылки компонентов на диаграмме. Если вам не терпится и вы хотите перейти к конкретному разделу этой статьи, нажмите на нужный блок.

Модель задней коробки электронного трансформатора

Не паникуйте!  «Схема полумостового генератора с автоматическим запуском» представляет собой элегантную простую схему, которая в слегка измененных формах используется во многих ситуациях, например, в электронных балластах для люминесцентных ламп.Если вы сможете следовать следующей логике в посте ниже, вы сможете ошеломить своих друзей своими обширными знаниями. Однако имейте в виду, не используйте эти новые знания на инженере-электронщике, так как он, вероятно, будет достаточно заинтересован, чтобы задавать неудобные вопросы, потенциально разрушающие иллюзию, которую вы только что создали.

Что такое H-Bridge и для чего он нужен?

Понимание работы схемы «Н-мост» упростит понимание схемы «полумост».К счастью, это очень простая концепция. По сути, он используется как метод для приведения в движение двигателя постоянного тока (DC) вперед и назад с помощью переключателя от одностороннего источника постоянного тока. «H» в мосте H — это не аббревиатура или аббревиатура, а буквальное представление схемы подключения. Как вы можете видеть ниже, это немного похоже на заглавную букву «H». По сути, это четыре переключателя, которые позволяют направлять ток через нагрузку, чаще всего через двигатель постоянного тока. Я полагаю, что причина термина «мост» в его названии заключается в том, что он находится между положительной и отрицательной шинами питания постоянного тока.

Н-мостовая схема с 4 переключателями и двигателем постоянного тока

Такое расположение позволяет переключать постоянный ток, позволяя двигателю вращаться вперед и назад. Каждый переключатель должен переключаться в противоположных парах, чтобы изменить путь тока через двигатель, как показано на диаграммах ниже.

Путь тока через пары переключателей, позволяющий управлять направлением вращения двигателя

Так что никаких драм!   Вместо использования механических переключателей, таких как реле, можно использовать твердотельные переключатели, такие как транзисторы, расположенные таким же образом.

  • Твердое состояние означает, что это физический компонент без движущихся частей.
Поскольку эта схема будет использоваться для питания трансформатора, который используется для питания низковольтного галогена, я также покажу на следующих диаграммах двигатель, замененный схематическим изображением трансформатора и лампочки. H-мост был разработан для передачи большого тока через двигатель постоянного тока, что позволяет ему работать в обоих направлениях. Нетрудно понять, как эту схему можно использовать для управления трансформатором, поскольку трансформатору требуется переменный ток.
H Мостовая схема с твердотельными ключами с различной нагрузкой

Мостовая схема H просто объясняется в этом посте, но она предлагает больше преимуществ, чем просто запуск двигателя постоянного тока вперед и назад, например, индуктивное отключение, но объяснение этого выходит за рамки этого поста.

Что такое полумостовая схема?

Энергетические потребности трансформатора гораздо скромнее, и для сочетания дешевизны и эффекта ограничения энергии, проходящей через трансформатор, два твердотельных ключа на основе транзисторов могут быть заменены конденсаторами.Поскольку это больше не полная буква «H», теперь она называется «полумостовой» схемой.

9

Схема половины мостового моста схема с выходной трансформаторным трансформатором и светом

Эта договоренность имеет дополнительный эффект:

  1. , добавление сложности схемы управления, потому что она требуется только для контроля два переключателя, а не четыре.

  2. Предотвращает повреждение транзисторов, когда цепь не колеблется, так как другой конец трансформатора подключен к двум конденсаторам, которые естественным образом блокируют путь постоянного тока.

  3. Предотвращает чрезмерное потребление тока, так как между шинами питания отсутствует прямой путь тока.

  4. Избыточная неиспользованная энергия в трансформаторе перерабатывается в конденсаторы и не пытается повредить транзисторы.
Емкость конденсаторов достаточно велика только для того, чтобы удерживать энергию любого одного цикла, и поэтому не вызывает проблем с коэффициентом мощности нелинейной выпрямленной нагрузки.
  • Я написал статью о коэффициенте мощности и объяснил два типа коэффициента мощности.Тип коэффициента мощности, который будет иметь электронный трансформатор, представляет собой тип нагрузки с нелинейным выпрямлением, при котором скачок мощности вызывает чрезмерные гармоники. Поскольку емкость мала, а зарядка и разрядка происходят в каждом цикле с частотой от 20 000 до 100 000 Гц, коэффициент мощности практически не поддается обнаружению.

Как работает полумостовая схема?

Я сделал следующие диаграммы, чтобы показать, как ток проходит через трансформатор, когда транзисторы переключаются попеременно.Есть только два состояния, которые нас интересуют для этого объяснения.

  1. Один, когда биполярный транзистор T1 выключен, а T2 включен.

  2. Другое состояние наоборот.
  3. Путь тока через полумост во время работыТакже транзистор Т1 включен и проводит ток. Когда транзистор T2 включается, транзистор T1 также переходит в состояние разомкнутой цепи (выключается) и, таким образом, больше не может проводить ток. Напряжение на транзисторной стороне трансформатора падает до отрицательного напряжения питания шины постоянного тока (достаточно близко). Это заставляет конденсатор C1, который ранее был разряжен, заряжаться, поскольку теперь на нем появляется постоянное напряжение. Одновременно конденсатор С2, который ранее был заряжен, теперь будет разряжаться, но снова через трансформатор.Чистый эффект заключается в том, что ток, равный току зарядки и разрядки, будет проходить через трансформатор, см. первую диаграмму выше. Стрелки обозначают текущий путь в цепи.
  4. После зарядки конденсатора C1 и разрядки конденсатора C2. Транзистор T2 размыкается, тем самым прекращая протекание тока, а T1 включается, позволяя току проходить через него. Это изменение заставит транзисторную сторону трансформатора перейти от отрицательной шины питания постоянного тока к положительной шине питания постоянного тока (достаточно близко).Это означает, что конденсатор С2, ранее разряженный, начнет заряжаться. Когда напряжение между C1 и C2 возрастает, заряженный конденсатор C1 должен будет разряжать свою энергию, направляя свой ток обратно к источнику постоянного тока (см. 2-ю диаграмму выше). Результатом этого разряда является протекание тока от конденсатора С1 через транзистор Т1. Чистый эффект заключается в том, что ток, протекающий через трансформатор, представляет собой сумму токов зарядки и разрядки через C2 и C1 соответственно, см. вторую диаграмму выше.В этот момент мы готовы вернуться в исходную точку, так как конденсатор C2 будет заряжен, а C1 разряжен.

Как описано в моем предыдущем посте, энергия, содержащаяся в магнитном потоке каждого цикла, ничтожно мала по сравнению со стандартным силовым трансформатором. Мощность определяется существенно более высокой частотой передачи. Следовательно, индуктивный тип коэффициента мощности (вызванный остаточным избыточным потоком) также очень мал, и, как правило, электронный трансформатор можно безопасно использовать с диммером заднего фронта.Обычно это означает, что его можно использовать со всеми диммерами.
  •  Убедитесь, что вы следуете инструкциям производителя по выбору диммеров.

Выбор C1 и C2 следует рассматривать в свете того, что выходной трансформатор является катушкой индуктивности и, следовательно, имеет свойство, называемое «сопротивлением». Это свойство может быть воспринято как желание индуктора поддерживать уровень тока, проходящего через него, поэтому он не хочет меняться.
  • На самом деле это вызвано созданием и разрушением магнитного потока.Как описано в моем предыдущем посте о трансформаторах, этот поток является временным накопителем энергии. Будьте уверены, у индуктора нет эмоций.

Если транзисторы не изменяются в идеальном унисоне, может быть точка, где выходной трансформатор мгновенно подключается с одной стороны из-за высокого сопротивления. Из-за свойства нежелания это позволит внезапно изменить напряжение на трансформаторе, поскольку он пытается поддерживать ток, проходящий через него. Если это так, то напряжение между конденсаторами C1 и C2 может быть больше или меньше, чем шина питания постоянного тока источника постоянного тока, что эффективно вызывает сверхположительное или отрицательное напряжение в этом узле.Это означает, что при выборе физической конструкции конденсатора для C1 и C2 необходимо учитывать эту ситуацию, когда полярность напряжения меняется на противоположную.
  • Электролитические конденсаторы — плохой выбор, поскольку они не выдерживают обратного напряжения. Обычно выбирают колпачок из керамики или полиэстера с комфортным номинальным напряжением 400 В (при условии, что сеть переменного тока 240 В).

Из-за того же свойства нежелания существует также опасность того, что трансформатор может попытаться включить биполярные транзисторы в обратном направлении, поэтому для защиты от этого потенциального риска в схему часто добавляют предохранительные диоды обратного хода.На диаграмме ниже D1 и D2 — это обратные диоды.
  • В ранних электронных трансформаторах их не было, но я заметил, что они чаще встречаются в более поздних моделях.
Полумост с дополнительными защитными диодами обратного хода альтернативный безопасный путь прохождения тока через эти диоды.Я заметил, что эти обратноходовые диоды являются обычным явлением, если вы ищете в Интернете схемы электронных трансформаторов, но C1 и C2 должны смягчить переход T1 и T2, если они выбраны правильно. Поэтому для следующего анализа схемы я не включил их в свои схемы.

  • Когда я говорю супер положительный или отрицательный, я имею в виду, что напряжение стало выше или ниже, чем соответствующие шины постоянного напряжения. Фактически это означает, что ток пытается пройти через транзистор в обратном направлении.Диод установлен в обратном направлении по сравнению с источником постоянного тока, но на самом деле это правильное направление, позволяющее этому неконтролируемому току и, следовательно, возрастающему напряжению обходить транзистор.

Как работает осциллятор?

Транзисторы управляются отрицательной обратной связью, что обеспечивает генератор с малым числом компонентов. Это устройство с обратной связью является причиной того, что его называют «автоколебательным», или, точнее, «автоколебательным генератором».» Конструкция используется для создания поля в трансформаторе для переключения базы на транзисторе, тем самым изменяя его состояние. Первоначально это должно было быть через дополнительные обмотки на основном выходном силовом трансформаторе. Из-за того, что требуется только небольшой ток и простота , второй крошечный тор используется только с одним витком на первичной обмотке. См. схему ниже. второй миниатюрный тороидальный трансформатор, используемый для создания переключения.Маленькая точка на схеме представляет направление обмотки и, следовательно, ток, протекающий через тороидальный трансформатор TR2 относительно каждой обмотки.

  • Энергия индуцируется в первичной обмотке TR2, которая электрически соединена с главным тороидальным выходным трансформатором TR1. Это индуцирует ток в двух других отдельных вторичных обмотках трансформатора TR2, питая базу транзисторов T1 и T2. Точки показывают, что ток инвертирован, поэтому транзистор всегда находится в состоянии, противоположном друг другу, поэтому Т1 и Т2 переключаются попеременно.

  • Когда компоненты соединены электрически последовательно, это называется «последовательным соединением», поэтому ток через один проходит через другой в равной степени.

Возьмем случай, когда транзистор T1 «закрыт», поэтому напряжение во вторичной обмотке трансформатора TR2, соединенной с базой T1, равно нулю или отрицательно. Поскольку состояния транзисторов симметрично противоположны, другая вторичная обмотка TR2, которая подключена к базе транзистора T2, должна быть положительной, тем самым включив его. Это вызывает протекание противоположного тока через трансформаторы TR1 и TR2.Когда ток течет в этом новом направлении через первичную обмотку TR2, он индуцирует противоположное напряжение во вторичной обмотке, открывая транзистор T1 и выключая T2. Это изменение заставляет ток течь в противоположном направлении через трансформаторы TR2 и TR1, что снова меняет состояние транзисторов на противоположное. Это зачатки колебаний, известные как «самовозбуждающиеся колебания».
  • Это действие обеспечивает самоподдерживающиеся колебания. Резисторы ограничивают ток от TR2 к базам транзисторов.

  • Наличие отдельного переключающего тора TR2 позволяет изменять магнитные свойства переключающего тора по сравнению с основным выходным трансформатором TR1, даже если они имеют одинаковый ток. Такое свойство называется «квадратным гистерезисом» и является неотъемлемым свойством сердечника трансформатора. Этот гистерезис, по существу, представляет собой остаточную магнитную поляризацию материала сердечника, проявляющуюся как частичное и переходное магнитное поле. Гистерезис с прямоугольной петлей фактически означает, что магнитный сердечник блокирует переход изменения потока до тех пор, пока он не достигнет определенного уровня (порогового уровня).Ток в первичной обмотке должен стать достаточно высоким, чтобы создать поток, достаточный для превышения порогового уровня. Как только пороговое значение будет достигнуто, поток в сердечнике внезапно изменится, что приведет к скачкообразному выходному сигналу во вторичных обмотках, а не к хорошей синусоиде. Преимущество этого заключается в том, что переключающие транзисторы Т1 и Т2 переводятся в состояния «включено» и «выключено» попеременно и быстро, а не постепенно.

    • Свойство гистерезиса прямоугольного контура означает, что вторичный выход трансформатора действует больше как переключатель, чем просто соединение первичной обмотки со вторичной, как в большинстве трансформаторов.

  • Это также причина, по которой вы часто будете видеть минимальную нагрузку , указанную на электронном трансформаторе, указанном производителем. По существу, если через трансформатор TR2 не поступает достаточно энергии, не будет достаточно энергии для переключения состояний транзисторов T1 и T2.

Вы часто будете видеть схемы, включающие дополнительные конденсаторы, такие как схема ниже.
Half Bridge с выделением компонентов самовозбуждающегося генератора и конденсаторов

Честно говоря, я не уверен, что C3 и C4 делают в этой ситуации.На первый взгляд и зная, что эта схема будет колебаться с частотой примерно 20-100 кГц, конденсаторы будут пропускать больший ток через базу транзисторов на более высоких частотах. Потенциально допускает переключение на более высокую частоту? Обратите внимание, что также будет отставание по фазе между первичным током, индуцированным в TR2, и генерируемым током в двух вторичных обмотках TR2. Это ограничит максимальную частоту колебаний. Конденсаторы также можно использовать для создания резонанса между индуктивной обмоткой TR2, помогая достичь оптимальной резонансной частоты, но я не уверен, что это действительно так.

Как инициализируется или запускается осциллятор?

Предыдущее объяснение работы автогенератора довольно простое, но оно предполагает, что схема уже колеблется. Когда схема первоначально включается, она не будет находиться в состоянии, когда она колеблется, и требуется какой-то метод для ее отключения.

  • Первоначально при включении питания через трансформатор TR2 не протекает ток, поэтому нет возможности запустить или вызвать автоколебания.
Подсветка полумоста запуск компоненты

Это, вероятно, самая сложная часть схемы для объяснения. При инициализации и при повышении напряжения постоянного тока конденсатор C3 будет заряжаться через резистор R3. По мере роста напряжения диод переменного тока (DIAC) VD2, подключенный к базе транзистора T2, достигает напряжения срабатывания и переходит из начального высокого сопротивления в проводящее состояние.Как только VD2 становится проводящим, транзистор T2 включается, начиная цикл колебаний. Как только транзистор T2 начнет открываться, конденсатор C3 разрядится через диод D1, и DIAC VD2 выключится и вернется в состояние высокого сопротивления. Поскольку колебание быстрое, резистор R3 выбран таким образом, что конденсатор C3 не может достаточно зарядиться, прежде чем снова разрядится через комбинацию транзистора T2 и диода D1. Это гарантирует, что DIAC VD2 не сработает снова, что может привести к нарушению самоподдерживающихся колебаний.

  • Примечание. Cap C2 также будет частично заряжаться через R3, D1, TR2, TR1 и C1. Это означает, что значение резистора необходимо выбирать тщательно, чтобы обеспечить достаточно быструю зарядку конденсатора C3, чтобы VD2 мог своевременно достичь напряжения срабатывания.
  • Это эффективно описывает «самозапускающуюся» часть схемы «полумостового генератора». Аналогия состоит в том, что это похоже на перетягивание гитарной струны. Начальный щипок позволяет гитарной струне свободно колебаться с желаемой частотой, а нота на струне не зависит от скорости или силы начального щипка.

Что такое мостовой выпрямитель?

Приведенное выше объяснение предполагает источник постоянного тока, но мы знаем, что электронный трансформатор питается от бытовой сети переменного тока (AC). Для простоты сеть, питающая транзисторы, сначала выпрямляется с помощью мостового выпрямителя, обычно состоящего из четырех отдельных диодов (он не получает часть названия «мост» от этого фрагмента схемы). Необработанная выпрямленная сеть подается непосредственно на силовые транзисторы без потрудился иметь какой-либо сглаживающий конденсатор.

  • Стандартным решением является мостовой выпрямитель. Это часто изображается в виде ромба из диодов, но я изменил это на своей диаграмме по эстетическим соображениям, но они электрически идентичны.
Самозапускающийся полумостовой генератор с указанием компонентов мостового выпрямителя

Выпрямленная мощность сети не накапливается в сглаживающем конденсаторе в качестве резервуара, как в большинстве источников питания.Таким образом, несмотря на то, что он выпрямлен, он проходит нулевую фазу дважды за цикл. В этот момент автоколебания прекращаются, так как в цепи нет энергии для их поддержания. Самозапускающаяся часть схемы, описанная ранее, позволяет повторно запускать автоколебания дважды за сетевой цикл.

Отсутствие сглаживающего конденсатора имеет важное значение для диммирования, поскольку диммер работает, отключая питание во время основного цикла. Если бы был сглаживающий конденсатор, это сделало бы / могло бы сделать возможность диммирования неэффективной.

Зачем нужен фильтр помех и для чего он нужен?

Чтобы закончить объяснение основной схемы, добавлен сетевой фильтр помех. Это действительно для устранения шума переключения, создаваемого электронным трансформатором, а не для изменения коэффициента мощности. Существует много конструкций для этой части, но я опишу одну, которую я предпочитаю, в которой используется трансформатор, включенный в линию, для подавления энергии шума, эффективно индуцируя ее как энергию синфазного сигнала.

  • Примечание: для устранения шума энергия должна быть либо рассеяна, либо погашена, либо потреблена.Конденсаторы позволяют подавлять высокие частоты, а трансформатор позволяет комбинировать рассеивание и подавление.
  • Обратите внимание, что если трансформатор подключен неправильно, вы можете усилить шум сети. В отличие от отдельных катушек индуктивности, в этом расположении имеет правильную ориентацию проводки.
Самозапускающийся полумостовой генератор с выделением компонентов сетевого фильтра помех

Дополнительные защитные компоненты

Как транзисторы обычно находятся в двух состояниях, либо полностью «включено», либо полностью «выключено», они не склонны потреблять энергию сами по себе.

  • Потребляемая мощность описывается уравнением I 2 R. «R», представляющее сопротивление, равно 0 или ∞ (бесконечность) в любом состоянии транзистора. Когда он равен ∞, ток, протекающий через транзистор, обозначен буквой «I», равен 0 А (разомкнутая цепь). Все, что умножается на ноль, равно нулю, поэтому в результате мощность, потребляемая транзисторами, «близка» к нулю.
В действительности нет ничего идеального, и сопротивление транзистора должно находиться между нулевым и бесконечным сопротивлением, и в течение этого короткого периода он имеет мгновенное сопротивление и, следовательно, выделяет тепло.К счастью, этим можно пренебречь, но обычно имеется встроенная схема тепловой защиты, предотвращающая любое потенциальное тепловое повреждение.
  • Термический компонент обычно должен быть на проводах достаточной длины, чтобы обеспечить наилучший тепловой контакт с компонентами, которые он должен защищать. В данном случае это транзисторы. Хотя есть два транзистора, можно «предполагать», что они будут выделять одинаковое количество тепла, поэтому необходимо установить только один тепловой компонент.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    2022 © Все права защищены.