Convertitore 12/220 volt. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Convertitori di tensione, raddrizzatori, inverter

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Le nostre reti elettriche rurali mi hanno fatto intraprendere la creazione di un convertitore di tensione (PN). Ho esaminato la letteratura disponibile, ho provato diverse opzioni, ho optato per lo schema fornito in [1].

Nel convertitore (Fig. 1), un caricabatterie (caricatore) per batterie può essere realizzato secondo qualsiasi schema, ad esempio descritto in [2]: tutto dipende dalle capacità del radioamatore. La cosa principale è che la memoria funziona in modalità automatica e non consente il sovraccarico delle batterie. È auspicabile avere uno stabilizzatore di tensione (SN). È inoltre necessario disporre di un dispositivo di protezione di emergenza per UZ [3] che, quando la tensione di rete (Uc) supera la norma, disconnette il carico e accende il convertitore di tensione. Relè K1 - per una tensione nominale di 220 V, i suoi contatti devono commutare una corrente di 2 ... 10 A.

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Il convertitore di tensione (Fig. 2) è collegato alla batteria (6ST-55, 6ST-132) tramite una macchina SA1 monofase modificata. La protezione termica viene rimossa al suo interno a causa della resistenza piuttosto elevata del suo nodo. È possibile utilizzare un relè automobilistico (12 V, 30 A) con un fusibile per la commutazione.

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Se accendi l'avvolgimento del relè attraverso un diodo (Fig. 3), otterrai protezione contro l'inversione di polarità. La sezione dei fili tra batteria e PN, nel PN stesso tra i collettori VT1, VT2 e T1, deve essere di almeno 9 mmq.

La scheda di controllo (PU) è presa da [1], ma con qualche raffinatezza. Il circuito stampato è mostrato in Figura 4. Nel prototipo è stato osservato l'effetto delle auto-oscillazioni sotto carico. Se Ua scende al di sotto di 10,5 V, la PN viene disattivata. Inoltre, senza carico, Ua aumenta, il PN si riaccende e si spegne nuovamente. Per eliminare tali auto-oscillazioni, ho inserito un "latch" su DD2.2 e VT5, che assicura che l'alimentazione dell'oscillatore principale (MG) sia disattivata. Affinché i transistor di uscita possano commutare senza correnti passanti, ha introdotto una pausa tra gli impulsi di uscita utilizzando le catene R6-C6 e R7-C7. I transistor VT1 e VT2 proteggono i transistor di uscita dalla rottura durante il sovraccarico (cortocircuito) dell'uscita. Schmitt attiva DD1.3, DD1.4 DD1.5, DD1.6 formano impulsi rettangolari, DD2.1 fornisce la stessa durata per entrambi i bracci del convertitore. Le coppie di transistor VT6, VT8 e VT7, VT9 sono amplificatori di corrente per transistor di uscita (VT1 e VT2 in Fig. 2).

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Gli impulsi con una frequenza di 50 Hz vengono inviati alle basi di questi transistor, che collegano alternativamente l'avvolgimento primario T1 alla batteria. Gli impulsi di corrente inversa attraverso i diodi di ritorno VD6 e VD7 vengono "scaricati" nel condensatore C1, che dovrebbe essere il più grande possibile. Può essere assemblato sotto forma di un blocco di 10 ... .25 condensatori con una capacità di 4700 microfarad con una tensione di esercizio di 16 ... 25 V.

All'uscita T1 - una tensione alternata di forma rettangolare. Il valore di ampiezza di una tensione rettangolare è compreso tra l'ampiezza e il valore medio di una tensione sinusoidale, quindi un voltmetro convenzionale mostrerà una tensione maggiore. E poiché quasi tutti i carichi sono accesi tramite un ponte a diodi con condensatore di filtraggio, la tensione reale viene misurata da un voltmetro realizzato secondo lo stesso schema (Fig. 5). Il rapporto di trasformazione (Ktr) del trasformatore di potenza T1 (Fig. 2) è 21...22. Dipende dai transistor di potenza Uke_us VT1 e VT2 e dalla caduta di tensione sui resistori di emettitore R6 e R7. Teoricamente non era possibile calcolarlo, inoltre non ho trovato nulla di adatto in letteratura. L'ho raccolto sperimentalmente dopo aver riavvolto ripetutamente il trasformatore. Diametro del filo di avvolgimento: più grande è, meglio è. Se solo la "finestra" del trasformatore lo consentisse, il nucleo del trasformatore a forma di U sarebbe più conveniente: ha più spazio per gli avvolgimenti. Il riscaldamento del trasformatore nel circuito del convertitore dovrebbe essere minimo: si tratta di perdite di tensione.

Per un'anima a forma di W con una sezione trasversale di 3,5 cmq, avvolgimenti primari Ia e Ib - 20 spire di filo piatto 4,5x2 (9 mmq) ciascuno. L'avvolgimento secondario (di rete) contiene 460 spire di filo Ø 0 mm con tre prese ogni 1,0 spire. Ktr risulta essere 20, 20, 21, 22, ma è meglio fare 23 tocchi dopo 6 turni. È pericoloso riavvolgere un vecchio trasformatore: l'isolamento del filo si danneggia facilmente, quindi l'avvolgimento primario può essere avvolto sul secondario durante la rilavorazione.

I transistor bipolari o ad effetto di campo possono essere utilizzati come transistor di potenza, accendendoli in blocchi di più pezzi (Fig. 6) - a seconda della corrente richiesta dell'avvolgimento primario. Per un circuito basato su transistor bipolari (Fig. 6a) Imax = 160 ... 200 A e la selezione dei transistor può essere omessa. Lo svantaggio del circuito è una grande caduta di tensione attraverso i transistor, quindi devono essere installati su un radiatore (Ktr = 22). Il circuito in Fig. 6b utilizza diversi transistor ad effetto di campo. I vantaggi di questo circuito sono una bassa caduta di tensione attraverso i transistor e perdite di potenza molto basse per il controllo (Ktr = 21).

Per l'illuminazione di emergenza, è meglio prendere le lampadine dell'auto e condurre un cablaggio separato. Ci sono due opzioni nello schema PN. Il primo è un ponticello tra i morsetti 1 e 2 (Fig. 2), la luce si accende tramite l'interruttore S1. Il secondo (ponticello tra i morsetti 2 e 3) - allo spegnimento dell'illuminazione principale si accende immediatamente quella di emergenza.

Durante il funzionamento della PN proposta, non ho provato a trasformare una tensione rettangolare in una tensione sinusoidale, poiché avevo i carichi principali con moduli di alimentazione a commutazione. E ho controllato quelli a bassa potenza. Funzionano normalmente e i trasformatori non si scaldano, iniziano solo a "bussare". Principali consumatori -. TV e videoregistratore - dovevano essere finalizzati. Sulla TV, ho attivato il circuito di smagnetizzazione tramite l'interruttore e, invece del resistore limitatore di corrente standard, ho installato un termistore (TR10-430-0,8) nell'MP. Ho anche installato un termistore (TR10-1200-0,4) nel videoregistratore [4]. Una caratteristica di questi termistori è una grande resistenza (il primo numero nella marcatura è la resistenza, il secondo è la corrente) allo stato freddo. Quando la corrente scorre, si riscaldano e la resistenza diminuisce (unità di ohm). Ciò elimina i picchi di corrente durante la carica dei condensatori e consente di impostare i fusibili su una corrente inferiore. E, soprattutto, il convertitore "estrae" la connessione di una TV fredda. Se la TV si spegneva senza modifiche per almeno alcuni secondi, era impossibile accenderla quando si lavorava dalla PN.

La potenza di carico totale del PN è di circa 200 watt. La tensione della batteria è 10,5 ... 13,8 V. La tensione all'uscita del PN è 180 ... 242 V. Per migliorare ulteriormente il circuito, è opportuno installare uno stabilizzatore di tensione.

Letteratura

1. Radio, 1996, n. 12, p.48.
2. RadioAmator, 1997, n. 5, p.17.
3. ZAS-0.5-01-2N.
4. Radio, 1996, n. 1, p.61.
5. Radioamatore, 1997, n. 8, p.25.

Autore: P. Bryantsev, villaggio di Ivanovka, regione di Tyumen; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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