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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Caricatore di impulsi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche Il dispositivo si basa su un convertitore di impulsi semiponte push-pull (inverter) su potenti transistor VT4 e VT5, controllato da un controller di larghezza di impulso DA1 sul lato a bassa tensione. Tali convertitori, resistenti all'aumento della tensione di alimentazione e al cambiamento della resistenza di carico, si sono dimostrati efficaci negli alimentatori dei computer moderni. Poiché il controller SHI K1114EU4 contiene due amplificatori di errore, non sono necessari microcircuiti aggiuntivi per controllare la corrente di carica e la tensione di uscita.
I diodi ad alta velocità VD14, VD15 proteggono la giunzione del collettore dei transistor VT4, VT5 dalla tensione inversa sull'avvolgimento I del trasformatore T2 e deviano l'energia di emissione verso la fonte di alimentazione. I diodi devono avere un tempo minimo di accensione. Il termistore R9 limita la corrente di carica dei condensatori C7, C8 quando il dispositivo è collegato alla rete. Il filtro di rete C1, C2, C5, L1 viene utilizzato per sopprimere i disturbi dal convertitore. I circuiti R19, R21, C12, VD9 e R20, R22, C13, VD10 servono ad accelerare il processo di chiusura dei transistor di commutazione applicando una tensione negativa al loro circuito di base. Ciò riduce le perdite di commutazione e aumenta l'efficienza del convertitore. Il condensatore C9 impedisce la magnetizzazione del circuito magnetico del trasformatore T2 a causa della capacità disuguale dei condensatori C7 e C8. Il circuito R17, C11 aiuta a ridurre l'ampiezza dei picchi di tensione sull'avvolgimento I del trasformatore T2. Il trasformatore T1 disaccoppia galvanicamente i circuiti secondari dalla rete e trasmette gli impulsi di controllo al circuito di base dei transistor di commutazione. L'avvolgimento III fornisce un controllo di corrente proporzionale. L'uso dell'isolamento del trasformatore ha permesso di rendere sicuro il funzionamento del dispositivo. Il raddrizzatore della corrente di carica è realizzato su diodi KD2997A (VD11, VD12), in grado di funzionare a una frequenza operativa relativamente elevata del convertitore. Il resistore R26 funge da sensore di corrente. La tensione da questo resistore applicata all'ingresso non invertente del primo amplificatore di errore del controller DAI viene confrontata con la tensione al suo ingresso invertente, impostata dal resistore R1 "CURRENT CHARGE". Al variare del segnale di errore, cambiano il duty cycle degli impulsi di controllo, il tempo aperto dei transistori di commutazione dell'inverter e, quindi, la potenza trasferita al carico. La tensione dal partitore R23, R24, proporzionale alla tensione sulla batteria in carica, viene alimentata all'ingresso invertente del secondo amplificatore di errore e confrontata con la tensione ai capi della resistenza R4 applicata all'ingresso invertente di questo amplificatore. Pertanto, la tensione di uscita è regolata. Ciò evita l'ebollizione intensa dell'elettrolito alla fine della carica riducendo la corrente di carica. SHI - il controller ha una sorgente di tensione stabile incorporata di 5 V, che alimenta tutti i divisori di tensione che impostano i valori richiesti della tensione all'uscita del dispositivo e la corrente di carica. Poiché l'alimentazione viene fornita al chip DA1 dall'uscita del dispositivo, è inaccettabile ridurre la tensione di uscita del dispositivo a 8 V - in questo caso, la stabilizzazione della corrente di carica si interrompe e potrebbe superare il valore massimo consentito. Tali situazioni sono escluse da un nodo assemblato su un transistor VT3 e un diodo zener VD13: blocca l'accensione del caricabatterie se è caricato con una batteria difettosa o molto scarica (con un EMF inferiore a 9 V). Il diodo zener, e quindi il transistor del nodo, rimangono chiusi e l'ingresso DTC (pin 4) del chip DA1 è collegato tramite il resistore R6 all'uscita Uref della sorgente di tensione di riferimento incorporata (pin 14) (la tensione a l'ingresso DTC è di almeno 3 V e la generazione di impulsi è vietata. Quando una batteria sana è collegata all'uscita del dispositivo, il diodo zener VD13 si apre, seguito dal transistor VT3, chiudendo l'ingresso DTC del controller a un filo comune e consentendo così la formazione di impulsi sui pin 8 e 11 (uscite C1, C2 - collettore aperto). La frequenza di ripetizione degli impulsi è di circa 60 kHz. Dopo l'amplificazione della corrente da parte dei transistor VT1, VT2, vengono trasmessi attraverso il trasformatore T1 alla base dei transistor di commutazione VT4 e VT5. La frequenza di ripetizione dell'impulso è determinata dagli elementi R10 e C6. Si calcola con la formula: F=1,1/R10-C6 Configurazione del dispositivo Per stabilire il convertitore sarà richiesto. LATR, un oscilloscopio, una batteria funzionante e due misuratori: un voltmetro e un amperometro (fino a 20 A). Se il radioamatore ha un trasformatore di isolamento 220 V x 220 V con una potenza di almeno 300 W, il dispositivo dovrebbe essere acceso attraverso di esso: sarà più sicuro lavorare. Innanzitutto, attraverso un resistore limitatore di corrente temporaneo con una resistenza di 1 Ohm con una potenza di almeno 75 W (o una lampada per auto con una potenza di 40-60 W), una batteria è collegata all'uscita del dispositivo e rende assicurarsi che ci sia una tensione positiva di 5 V all'uscita Uref (pin 14) del controller SHI. Un oscilloscopio è collegato ai terminali 8 e 11 (uscite C1 e C2) del controller e vengono osservati gli impulsi di controllo. Il motore del resistore R1 è impostato nella posizione più bassa secondo lo schema (corrente di carica minima) e una tensione di 36 ... 48 V viene fornita dal LATR all'ingresso di rete del dispositivo. I transistor VT4 e VT5 non dovrebbero surriscaldarsi molto. L'oscilloscopio controlla la tensione tra l'emettitore e il collettore di questi transistor. Se ci sono picchi nella parte anteriore degli impulsi, dovresti usare diodi più veloci VD14, VD15 o selezionare più accuratamente gli elementi R17 e. Circuito di smorzamento SP. Va tenuto presente che non tutti gli oscilloscopi consentono misure in circuiti collegati galvanicamente alla rete. Inoltre, ricorda che alcuni elementi del dispositivo sono sotto tensione di rete: non è sicuro! Se tutto è in ordine, la tensione all'ingresso di rete viene gradualmente aumentata. LATRom fino a 220 V e controlla il funzionamento dei transistor VT4, VT5 su un oscilloscopio. In questo caso, la corrente di uscita non deve superare i 3 A. Ruotando il cursore del resistore RI, assicurarsi che la corrente all'uscita del dispositivo cambi senza intoppi. Successivamente, un resistore limitatore di corrente temporaneo (o lampada) viene rimosso dal circuito di uscita e la batteria viene collegata direttamente all'uscita del dispositivo. I resistori R2, R5 sono selezionati in modo tale che i limiti per la modifica della corrente di carica da parte del regolatore R2 siano 0,5 e 25 A. Impostare la tensione di uscita massima su 15 V selezionando il resistore R4. La manopola di regolazione R2 è provvista di una scala graduata in valori di corrente di carica. È possibile dotare il dispositivo di un amperometro. La scatola e tutte le parti metalliche non sottoposte a corrente del caricabatterie devono essere messe a terra in modo affidabile durante il suo funzionamento. Non è consigliabile lasciare incustodito un caricabatterie funzionante per lungo tempo. Dettagli I diodi KD257B possono essere sostituiti con RL205 e KD2997A - con altri, inclusi diodi Schottky con una tensione inversa superiore a 50 V e una corrente rettificata superiore a 20 A, FR155 - con diodi a impulsi ad alta velocità FR205, FR305 e anche UF400S. I diodi VD11, VD12 forniscono anche un dissipatore di calore totale con una superficie di almeno 200 cm2. Il controller SHI K1114EU4 ha molti analoghi stranieri: TL494IN, DBL494, mPC494, IR2M02, KA7500. Invece di KT886A-1, sono adatti i transistor KT858A, KT858B o KT886B-1. I transistor VT4 e VT5 sono installati su dissipatori di calore con un'area di almeno 100 cm2. Le pareti della scatola del dispositivo come dissipatore di calore, così come il comune dissipatore di calore per diodi e transistor, non devono essere utilizzate per motivi di funzionamento sicuro del caricabatterie. I dissipatori di calore possono essere drasticamente ridotti di dimensioni raffreddandoli forzatamente con una ventola. I trasformatori sono gli elementi più critici e laboriosi di qualsiasi convertitore di impulsi. Non solo le caratteristiche del dispositivo, ma anche le sue prestazioni complessive dipendono dalla qualità della loro fabbricazione. Il trasformatore T1 è avvolto su un circuito magnetico anulare di dimensione K20x 12x6 realizzato in ferrite M2000NM. L'avvolgimento I è avvolto con filo PEV-2 0,4 in modo uniforme su tutto l'anello e contiene 2x28 giri. Avvolgimenti II e IV - 9 giri di filo PEV-2 0,5 ciascuno. Avvolgimento III - due giri di filo. MGTF-0,8. Gli avvolgimenti sono isolati l'uno dall'altro e dal circuito magnetico da due strati di sottile nastro di PTFE. Il trasformatore T2 è avvolto su un circuito magnetico corazzato. SH10x10 da ferrite M2000HM (o, meglio ancora, M2500NMS), è adatto anche un circuito magnetico anulare della stessa sezione trasversale. L'avvolgimento I contiene 35 giri di filo PEV-2 0,8. Avvolgimento II - 2x4 giri di un fascio con una sezione trasversale di almeno 4 mm1 da più fili PEV-2 o PEL. Se il trasformatore viene forzato a raffreddarsi, la sezione trasversale del fascio può ridursi. Va notato che non solo l'affidabilità del dispositivo, ma anche la sicurezza del suo funzionamento dipende dalla qualità dell'isolamento dell'avvolgimento dei trasformatori, poiché isola i circuiti secondari dalla tensione di rete. Pertanto, non dovresti farlo con materiali improvvisati - carta da imballaggio, nastro adesivo, ecc. - e ancor più trascurarlo, come a volte fanno i radioamatori inesperti. È meglio utilizzare nastro fluoroplastico sottile o carta per condensatori da condensatori ad alta tensione, disponendolo in 2-3 strati. Autore: Shelestov I.P.
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Commenti sull'articolo: Alexander, shurik_eryoma@rambler.ru Un circuito molto interessante, ma può essere convertito in 2 tensioni di uscita di 12 e 24 V? Non riesco a trovare un circuito di memoria a impulsi per 2 tensioni di 12 e 24 V. Forse l'autore ne conosce uno. Spero nel tuo aiuto.
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