Схема импульсной зарядки на ферритовом кольце 3842 – UC3842/UC3843 . ,

Содержание

Автоматическое импульсное зарядное устройство на ИМС TL494

Универсальное зарядное устройство для любых типов аккумуляторных батарей
с номинальными напряжениями 1,5 — 24В и ёмкостью 0,3 — 200Ач.


Заряд аккумуляторной батареи — это химический процесс, в ходе которого аккумулятор принимает в себя часть электрической энергии, прибывающей из сетевой розетки. Обряд несложный, однако имеет нюансы и несколько отличается от церемонии зарядки воды денежными символами и звездой Эрцгаммы.

Наиболее широко распространены два способа заряда аккумуляторов: 1 — при постоянном зарядном токе и 2 — при постоянном напряжении.
Первый из них мы достаточно легко и непринуждённо реализовали в мощном бестрансформаторном ЗУ, описанным на странице  ссылка на страницу , второй — рассмотрим в рамках этой статьи.

Итак, заряд постоянным напряжением.
При данном способе напряжение на выходе ЗУ поддерживается постоянным в течении всего времени заряда. В результате, в связи с постепенным увеличением внутреннего сопротивления батареи, зарядный ток убывает в течение процесса от максимального до практически нулевого.

При этом, без специальных защитных схемных решений, сила тока в начальный момент заряда может достигать весьма опасных для АКБ величин — 100-150% от номинальной ёмкости аккумулятора. Чтобы батарея в этот момент не крякнула от неожиданности, в мощные зарядники обязательно вводят ограничитель тока (≈ 50% ёмкости АКБ).

Стало быть, нам нужно серьёзно озадачиться устройством, выдающим в сухом остатке: регулируемое в диапазоне 1,5-24В постоянное напряжение, выходной ток вплоть до 20А и содержащим узел защиты, ограничивающий этот ток величиной, заранее задаваемой юзером.
К тому же, при таких весомых мощностях повиснет в воздухе вопрос, касающийся параметра КПД, а также массогабаритных характеристик зарядного устройства.

Исходя из сложившейся ситуации, делаем широкомасштабный вывод: блок питания должен быть импульсным, стабилизатор напряжения и регулятор тока — тоже.

Начнём с конца. Схема электрическая принципиальная регулируемого стабилизатора напряжения с ограничителем тока.

Рис.1

В основе схемы стабилизатора лежит интегральная микросхема TL494, представляющая из себя ШИМ — контроллер, вполне комфортно себя чувствующий в схемах управления блоков питания.

При полном отсутствии желания выпендриться и бить себя по темечку, считая себя умнее создателей ИМС, было решено на 100% следовать схеме включения микросхемы, приведённой в качестве примера 10А блока питания в Datasheet-е производителя.

Частота колебаний внутреннего генератора, задаётся элементами R6, С2 и составляет 20кГц.
Внешний биполярный транзистор был заменён на мощный p-канальный полевик Т3, обладающий значительно более высоким параметром КПД при работе в ключевых приложениях.

Двухтактный эмиттерный повторитель на транзисторах Т1-Т2 предназначен для прокачки значительной входной ёмкости полевого транзистора.
Делитель, образованный резисторами R9, R10, ограничивает максимальное напряжение Uзи Т3 на допустимом уровне -15В.

Как это всё работает?
Выходное напряжение (+Uвых) через делитель, образованный переменным резистором R13, поступает на неинвертирующий вход (1IN+) встроенного в ИМС усилителя ошибки и сравнивается с опорным напряжением 1,5В, присутствующем на инвертирующем входе (1IN-).
Если это напряжение ниже опорного, контроллер даёт команду на увеличение длительности выходных импульсов, если выше — на уменьшение. Таким образом происходит стабилизация выходного напряжения на уровне U

вых = 1,5×Kдел, где Kдел — коэффициент деления переменника R13.
Таким образом, в верхнем (по схеме) положении ползунка R13 Kдел=1, и выходное напряжение зафиксируется на уровне 1,5В, в нижнем — Kдел=∞, а это означает, что всё питающее напряжение через постоянно открытый ключ попадёт в нагрузку.

Теперь, что касается ограничения выходного тока.
Минусовой вывод нагрузки, как видно из схемы, подключается к земле не напрямую, а через резисторы мелкого номинала R16 (при выходных токах до 2А), либо R15IIR16 (при токах 2-20А).
Ясен хроматограф, что напряжение, падающее на этих резисторах, будет прямо пропорционально протекающему через нагрузку току.
Далее это напряжение усиливается операционным усилителем DA2, а следом поступает на неинвертирующий вход (2IN+) второго усилителя ошибки, где сравнивается с опорным напряжением 1В на инвертирующем входе (2IN-). Последующий механизм реакции микросхемы на соотношение входного и опорного сигналов аналогичен предыдущему описанию, за исключением того, что второй усилитель включён в режиме компаратора, и изменения выходного уровня происходят скачкообразно с частотой, определяемой постоянной времени интегрирующей цепочки R25 С8.

Итак. Ограничение тока происходит в момент появления на выходе DA2 напряжения уровнем 1В. Переключаемые резисторы R17-R24, отвечающие за коэффициент усиления операционного усилителя, как раз и определяют момент появление этого выходного уровня, в зависимости от тока, протекающего через нагрузку.

Приведу пример. Допустим, нам надо ограничить ток в нагрузке значением 1А. При таком токе на резисторе R16 образуется напряжение 0,1(Ом)×1(А)=0,1(В), т.е. для получения напряжения на выходе операционника 1В, нам надо усилить это значение в 10 раз.

Выбираем переключателем R19.
DA2 у нас работает в неинвертирующем режиме, поэтому его Ku=1+91(кОм)/10(кОм)=10,1 раз.
С приемлемой точностью результат получен.

Поскольку мы с Вами задумали зарядное устройство, а не блок питания РЭА, к пульсациям на выходе устройства можно отнестись вполне индифферентно, поверьте, точно также к ним отнесётся и подопытный АКБ. Поэтому решительно отказываемся от дросселя номиналом 140мкГн, приведённом в Datasheet-е, в пользу моточного изделия индуктивностью 50мкГн, и так размеры кольца для 20-ти амперных токов получатся весьма недетскими.
А именно. Без опасения загнать сердечник в насыщение следует использовать кольца из распылённого железа типоразмера Т130 и материалов смесей 52 (салатовый/голубой), либо 40 (салатовый/жёлтый), либо 26 (жёлтый/белый), склеить их в количестве 3-ёх штук, намотать 15-18 витков вчетверо сложенных проводов диаметром 1,5мм.

Использовать низкочастотные ферриты без пропила для создания малого воздушного зазора — дело весьма распространённое среди «умельцев», но абсолютно бессмысленное.

Едем дальше. Переходим к схеме собственно самого источника питания, обеспечивающего нам 30-ти вольтовое напряжение при токе нагрузки 20А.


Рис.2

Схемы, приведённые на Рис.2, обмусолены нами, истолкованы вдоль и поперёк на нескольких страницах, начиная с  ссылка на страницу, поэтому ограничусь лишь описанием трансформатора Tr1.

Импульсный трансформатор намотан на низкочастотном ферритовом кольце 2000НМ размерами 40×25×22мм.
Первичная обмотка содержит 30 витков обмоточного провода диаметром 1,5мм,
Вторичная — 6 витков сложенных вдвое проводов диаметром 2мм, либо вчетверо сложенных проводов диаметром 1,5мм.

 

vpayaem.ru

Простой импульсный источник питания на UC3842 CAVR.ru

Любой разработчик может столкнуться с проблемой создания простого и надежного источника питания для конструируемого им устройства. В настоящее время существуют достаточно простые схемные решения и соответствующая им элементная база, позволяющие создавать импульсные источники питания на минимальном количестве элементов. Вашему вниманию предлагается описание одного из вариантов простого сетевого импульсного блока питания. Блок питания реализован на основе микросхемы UC3842. Эта микросхема получила широкое распространение, начиная со второй половины 90-х годов. На ней реализовано множество различных источников питания для телевизоров, факсов, видеомагнитофонов и другой техники. Такую популярность UC3842 получила благодаря своей малой стоимости, высокой надежности, простоте схемотехники и минимальной требуемой обвязке.

На входе блока питания (рис. 5.34), расположен сетевой выпрямитель напряжения, включающий плавкий предохранитель FU1 на ток 5 А, варистор Р1 на 275 В для защиты блока питания от превышения напряжения в сети, конденсатор С1, терморезистор R1 на 4,7 Ом, диодный мост VD1…VD4 на диодах FR157 (2 А, 600 В) и конденсатор фильтра С2 (220 мкФ на 400 В). Терморезистор R1 в холодном состоянии имеет сопротивление 4,7 Ом, и при включении питания ток заряда конденсатора С2 ограничивается этим сопротивлением. Далее резистор разогревается за счет проходящего через него тока, и его сопротивление падает до десятых долей ома. При этом он практически не влияет на дальнейшую работу схемы.

Резистор R7 обеспечивает питание ИМС в период запуска блока питания. Обмотка II трансформатора Т1, диод VD6, конденсатор С8, резистор R6 и диод VD5 образуют так называемую петлю обратной связи (Loop Feedback), которая обеспечивает питание ИМС в рабочем режиме, и за счет которой осуществляется стабилизация выходных напряжений. Конденсатор С7 является фильтром питания ИМС. Элементы R4, С5 составляют времяза-дающую цепочку для внутреннего генератора импульсов ИМС.

Резистивный делитель R2, R3 задает напряжение, вырабатываемое петлей обратной связи, на входе усилителя ошибки, другими словами, определяет напряжение стабилизации. Элементы R5, С6 необходимы для компенсации АЧХ усилителя ошибки. Резистор R9 — токоограничиваюший, резистор R13 защищает полевой транзистор VT1 в случае обрыва резистора R9. Резистор R11 является измерительным для определения тока через транзистор VT1. Элементы RIO, C10 образуют интегрирующую цепочку, через которую напряжение с резистора R11, являющееся эквивалентом тока через транзистор VTI, поступает на второй компаратор ИМС. Элементы VD7, R8, С9, VD8, СП и R12 формируют требуемую форму импульсов, устраняют паразитную генерацию фронтов и защищают транзистор от мощных импульсов напряжения.

Трансформатор преобразователя намотан на ферритовом сердечнике с каркасом ETD39 фирмы Siemens+Matsushita. Этот набор отличается круглым центральным керном феррита и большим пространством для толстых проводов. Пластмассовый каркас имеет выводы для восьми обмоток.

Сборка трансформатора осуществляется с помощью специальных крепежных пружин. Следует обратить особое внимание на тщательность изоляции каждого слоя обмоток с помощью лакоткани, а между обмотками I, II и остальными обмотками следует проложить несколько слоев лакоткани, обеспечив надежную изоляцию выходной части схемы от сетевой. Обмотки следует наматывать способом «виток к витку», не перекручивая провода. Естественно, не следует допускать перехлеста проводов соседних витков и петель. Намоточные данные трансформатора приведены в табл. 5.5.

Выходная часть блока питания представлена на рис.1 Она гальванически развязана от входной части и включает в себя три функционально идентичных блока, состоящих из выпрямителя, LC-фильтра и линейного стабилизатора. Первый блок — стабилизатор на 5 В (5 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора А2 SD1083/84 (DV, LT). Эта микросхема имеет схему включения, корпус и параметры, аналогичные МС KPI42Eh22, однако рабочий ток составляет 7,5 А для SD1083 и 5 А для SD1084.

Второй блок — стабилизатор +12/15 В (1 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора A3 7812 (12 В) или 7815 (15 В). Отечественные аналоги этих ИМС — КР142ЕН8 с соответствующими буквами (Б, В), а также Kl 157Eh22/15. Третий блок — стабилизатор -12/15 В (1 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора А4 7912 (12 В) или 7915 (15 В). Отечественные аналоги этих ИМС — K1162Eh22J5.

Резисторы R14, R17, R18 необходимы для гашения излишнего напряжения на холостом ходу. Конденсаторы С12, С20, С25 выбраны с запасом по напряжению ввиду возможного возрастания напряжения на холостом ходу. Рекомендуется использовать конденсаторы С17, С18, С23, С28 типа К53-1А или К53-4А. Все ИМС устанавливаются на индивидуальные пластинчатые радиаторы с площадью не менее 5 см2.

Таблица 5.5

Обмотка

Контакты

Назначение

Провод

Предельный ток, А

Напряжение холостого хода, В

1

1-16

Первичная

4ХПЭВ-2, 0,15

2

II

2-15

Обратной связи

ЗхПЭВ-2, 0,15

0,1

18

III

3-14

Выход +5 В

4ХПЭВ-2, 0,35

6

16

IV

4-13

Выход+15/12 В

2ХПЭВ-2, 0,35

1,5

20

V

5-12

Выход-15/12 В

2ХПЭВ-2, 0,35

1,5

20

Конструктивно блок питания выполнен в виде одной односторонней печатной платы, установленной в корпус от блока питания персонального компьютера. Вентилятор и входные сетевые разъемы используются по назначению. Вентилятор подключен к стабилизатору + 12/15 В, хотя возможно сделать дополнительный выпрямитель или стабилизатор на +12 В без особой фильтрации.

Все радиаторы установлены вертикально, перпендикулярно выходящему через вентилятор воздушному потоку. К выходам стабилизаторов подключены по четыре провода длиной 30…45 мм, каждый комплект выходных проводов обжат специальными пластиковыми зажимами-ремешками в отдельный жгут и оснащен разъемом того же типа, который используется в персональном компьютере для подключения различных периферийных устройств.

Параметры стабилизации определяются параметрами ИМС стабилизаторов. Напряжения пульсаций определяются параметрами самого преобразователя и составляют примерно 0,05% для каждого стабилизатора.

www.cavr.ru

Схемотехника зарядного устройства для ИБП on-line. Часть 5 / Хабр

Часть 1
Часть 2
Часть 3
Часть 4.1
Часть 4.2
Пролог

И снова здрасьте… Всех с прошедшим Новым годом и с другими наступающими праздниками! Настало время вытащить морду из оливье наконец-то приступить к частям нашего цикла, в которых будет описана схемотехника силовых узлов. Мое хорошее настроение

После анализа статьи, посвященной коду под STM32, я понял — зря потратил время, уровень читателей и многих комментаторов как я понял достаточный для самостоятельного написания кода, поэтому смысла в дальнейших разборах не вижу. Все моменты с кодом будут ограничены описанием алгоритма и подробной блок-схемой, все желающие сами смогут написать программку под свой МК, да хоть под ардуину. Правда не стоит огорчаться тем, кто хотел повторить сей девайс в первозданном виде — прошивку в виде .hex вы всегда можете получить у меня в личке, а так же заказать уже прошитый микроконтроллер по цене стоимости камня и почтовых расходов. На этом хорошие новости закончились…


Теперь о данной части — она будет посвящена DC-DC преобразователю 310В -> 48В. То есть мы рассмотри не весь зарядник, а именно преобразователь. Выпрямитель и ККМ будет отдельной частью, т.к. функционально они у меня выполнены отдельным модулем на отдельной плате.
Топология по которой построен данный преобразователь (или блок питания) — «косой мост». Изначально я хотел оставить вариант полного моста без изменений на фоне пром. варианта, но достаточно большое количество товарищей высказались по поводу сложности Н-моста, его дороговизны и низкой повторяемости на таких мощностях. Подумал я и решил применить мою некогда любимую топологию, которую ценил за ее высокую повторяемость. По топологии «косого моста«, кстати, построены многие сварочные инверторы с токами до 200-250А. Учитывая, что на данном этапе по работе проектирую сварочный полуавтомат, то дополнительно погонять такое решение вдвойне интересно.

И так — поехали….

Драйвер для однотактного прямоходового преобразователя

Наш блок питания или зарядник (называйте как хотите) — прямоходовый. До этого в статьях про организацию дежурного питания мы столкнулись в flayback‘ом, но как известно данная топология годится лишь при мощностях до 300 Вт, в преобразователях более мощных уже необходимо применять «прямоходовые» топологии. Думаю из названия и предыдущих статей вы уже поняли, что различия лишь в моменте передачи энергии: flayback передает энергию во вторичную цепь на обратном ходе (когда силовой ключ закрыт), forward’ы (прямоходы) же передают в нагрузку энергию в момент открытия ключей.
Более подробно о принципе работы «косого моста» можно вычитать в гугле или умных книгах, вкратце же я сейчас попытаюсь объяснить сам на пальцах. Кстати об умных книгах!

Настоятельно советую ознакомиться с предложенной статьей, она на английском, но даже с нулевыми знаниями и словарем/переводчиком смысл понимает легко. Данная статья рассказывает о принципах работы «косого моста», а так же о его совместной работы с ККМ (PFC). Чего-то более доходчивого в таком объеме я не встречал. Куча схем со стрелками протекания тока добавляют наглядное восприятие, в общем читаем:

Статья о работе косого моста и особенностях PFC

Еще один монументальный документ, что интересно создавался он как рекламный, но первая половина, а это 40+ страниц посвящены отлично изложенной теории с менее отличным матаном и что для многих думаю критично — все на русском:

Чудо книга

Теперь перейдем от слов к делу и рассмотрим схему и разберем принцип работы драйвера-генератора для однотактного прямоходового преобразователя


Рисунок 1 — Принципиальная схема генератора и драйвера для однотактного DC-DC

Как видите по схеме я всегда стремлюсь к здравому минимализму. И найти то решение, которое удовлетворяет трем самым важным требованиям:
а) надежность
б) простота
в) повторяемость

В схеме данного драйвера все до безумия просто и надежно. Что мы видим на схеме:

1) Защита по току (от КЗ в том числе) для ЗУ реализована на трансформаторе тока. Данный метод не обладает высокой точностью, в данном случае он имеет точность +- 1А. Но этого более чем достаточно, чтобы не убить АКБ и обеспечить им долгую работу. О том как как работает защита по току и как рассчитать трансформатор тока чуть ниже;
2) Обратная связь по напряжению выполнена все на том же решение, что мы применяли в статье с дежурным питание — TL431 + оптрон PC817. Точность +- 0.5 В обеспечивается легко, в теории можно и точнее, но надо «побороть» слишком большую постоянную времени, то есть придется обойти большие емкости и дроссель на выходе. Имеет ли это смысл? В данном случае определенно нет;
3) Сам генератор ШИМа реализованный на микросхеме UC3845, разбор ее работы далее;
4) Непосредственно драйвер, управляющий силовыми ключами, реализованный на оптотранзисторе — HCPL3120. Хотя на самом деле там не один транзистор, а комплементарная пара.
Немного о гальванической развязке

Хоть наша схема драйвера и проста, но надежность ее работы мы обязаны обеспечить, а так же если все таки ключи «вылетели», то хотя бы обеспечить выживание драйвера. Это позволит в самом худшем случае просто произвести ремонт за 20-30 минут.
Все это нам может дать гальваническая развязка управляющих, измерительных и силовых цепей друг от друга. Более подробно я рассказывал о развязке в предыдущих статьях и теперь я думаю вы поняли зачем нам надо было несколько каналом дежурного питания на 15В. Один канал запитывает схему генерации, то есть микросхемы UC3845. Второй канал запитывает силовые ключи и «горячую» часть оптронов.
Еще у нас есть измерительная часть драйвера, которую тоже необходимо изолировать. Обратная связь по напряжение если помним имеет в своей структуре PC817, которая обеспечивает развязку вторичных цепей с 48 В от цепи питания драйвера. В цепи измерения тока гальваническая развязка самая что ни есть классическаятрансформатор тока.

Прошу обратить внимание! В данной схеме имеется аж 3 разные «земли»! Поэтому случайно не объедините их! Конечно если объединить — не взорвется и будет работать, но цепи не будут иметь гальваническую развязку и в случае поломки или ошибки при сборке сгорит все что можно.

Трансформатор тока

Трансформатор тока — это измерительный трансформатор, предназначенный для преобразования тока до значений, которые нам удобно измерять. Это если вкратце для общего понимания, подробнее мощно прочитать в википедии или других более солидных источниках.

Собственно для чего нам нужен этот трансформатор… Так уже получилось, что микросхемы серии UC38xx имеют встроенный компаратор для реализации защиты по току, и этот компаратор вырубает генерацию (скважность становятся 0%, все остальное работает) при подаче напряжения 1В. Дальше я расскажу на какую ногу этот вольт надо подавать, а пока нам необходимо преобразовать 20А в 1В.
А пока сначала бежим читать статейку неизвестно мне лично автора, но она мне понравилась своей простотой и правильностью результата:
Рассчет трансформатора тока

Теперь используя приведенные там расчеты мы применим к нашей схеме.

Дано:
а) Ток в силовой линии 16А номинальный
б) Выставляем ток защиты 30А — т.к. у нас заявлена работа при 200% перегрузке в течение 20 минут. Надо выполнять коль обещал!
в) Количество витков в первичной обмотке — 1.
г) напряжение создаваемое трансформированным током — 1 В.

В схеме нагрузкой для ТТ служат два резистора R2 и R3, резисторы R6 и R7 не устанавливаются! Это на случай если вы не найдете резисторы 10 Ом и захотите пересчитай свой ТТ и при этом не пришлось менять плату.


Рисунок 2 — Исходная формула и данные


Рисунок 3 — Рассчитывает по великому закону всемогущего Ома сопротивление нашей нагрузки. У меня это два резистора по 10 Ом


Рисунок 4 — Получаем последние данные для намотки вторичной обмотки


Рисунок 5 — Проверяем размерность полученных данных. Не обязательно, но у меня привычка еще с института осталась — рефлекс.

Осталось посчитать какая же мощность выделится на нагрузке нашего трансформатора тока (далее ТТ). Ток там хоть и не значительный, но спокойно может превысить номинальный, а лишний узел с потенциалом «сгореть» нам не нужен. У нас в параллели 2 резистора 1206, а это значит что максимальная мощность, которую они могут рассеивать 1 Вт (0,5 Вт каждый).


Рисунок 6 — Расчет показал, что выделенная тепловая мощность на нагрузке не превышает 1 Вт

Теперь надеюсь все понял как легко в пару формул рассчитать трансформатор тока для реализации защиты!

Немного о материалах и изготовление:

Для намотки желательно использовать провод 0,2 — 0,6 мм, т.к. кольцо на котором мы будет наматывать не очень габаритное и чтобы уместить 150 витков сильно большое сечение нам противопоказано. Я использую провод сечением 0,335 мм и проблем не встречал, так же он должен быть эмалированный.

Сердечник применить можно любой тороидальный, т.к. ток минимальный, то насыщение тут не грозит. Я использую обычно кольца из феррита 2000НМ и размерами К28/16/9. Сильно мелкое не рекомендую, т.к. для того, чтобы уместить 150 витков вам понадобится мотать проводом 0,1 мм. Это в ручную тяжело и создает лишние проблемы.

Так же для тех, у кого нет проблем с деньгами может (и я советую именно этот вариант) использовать уже готовые датчики тока компании Honeywell. Цены на них порядка 700-1000р, но они линейные и обладают высокой точностью.
Пример датчика тока
Чип и Дип — дорогущий магазин, не покупайте там такие штуки. Но параметрический поиск и каталоги там удобные))

Оптотранзисторные драйверы

Данные оптроны служат для реализации гальванической развязки ШИМа от генератора до IGBT ключей. Так же они выполняют функции драйвера до 2А пикового тока, т.к. на выходе имеют комплементарную пару. В своих блоках я всегда использую HCPL3120. Почему они? Да просто контора их закупает, они надежные и отлично работают на частотах до 125 кГц. Перейдем к даташиту…
Скачать даташит HCPL3120


Рисунок 7 — Структурная схема оптрона HCPL3120

Думаю принцип работы оптрона всем известен — подали сигнал на светодиод с одной стороны, он осветил фототранзисторы, которые открылись и пропустили ток. Внутри две эти части не связаны электрически, только световым потоком. Этим и обеспечивается гальваническая развязка.

Генератор для однотактного DC-DC

Микросхему UC3845 для генератора выбрал из-за наличия возможности реализовать обратную связь и по току и по напряжению. Начнем с даташита и структурной схемы…
Даташит на UC3845

Рисунок 8 — Структурная схемы генератора

1) Вспоминаем нашу защиту от превышения тока, помните про тот самый 1 В? Так вот — при подачи напряжение 1В на ногу 3 (в корпусе DIP-8) срабатывает защита и БП отключается ровно до момента пока ток не нормализуется, например, устранится КЗ. Внутри микросхемы как вы видите стоит компаратор под названием «Current Sense Comparator«, вот он как раз решает, что при превышение 1В на его входе должна остановиться генерация ШИМа, а точнее скважность должна равняться 0%. Думаю тут понятно.

2) Как работает обратная связь по напряжению я рассказывал в предыдущих статьях, тут лишь особенность укажу. Формально вывод 2 — вход компаратора, но чтобы он выдавал ошибку и уменьшал скважность необходимо на его инверсный вход (ногу «-«) подавать напряжение менее чем на «+», то есть меньше 2,5В. Нам же надо ровно наоборот, а т.к. прямой вход компаратора («+») не доступна нам, то будем сразу подавать на его выход, то есть ногу 1.
При превышение напряжения на выходе нашего ЗУ выше 57В, именно столько необходимо для полной зарядки АКБ, открывается оптрон и подает лог. 0 на ногу 1. На инверсном входе компаратора датчика тока «Current Sense Comparator» становится напряжение равное 0В, на его прямом входе есть положительное напряжение с датчика тока и поэтому компаратор выдает лог.1, тем самым опять же уменьшая скважность ШИМ.

Фух, этот пункт был сильно мудреный для новичка, поэтому советую его все таки вкурить.

3) Времязадающая цепочка построена на R10C5, именно она определяет на какой частоте будет работать генератор ШИМа. Стоит запомнить, что частота ШИМа на ноге 6 будет в 2 раза ниже, чем частота генератора. То есть если вы хотите ШИМ 60 кГц, то времязадающую цепочку надо считать как 120 кГц!

Пожалуй с генератором, обратными связями и драйвером все… ах да, для тех кто не читал или читал и не понял: Предельный ток регулируется резистором R12, а выходное напряжение регулируется резистором R9.


Силовая часть DC-DC преобразователя 310 -> 48 В

Томить не буду, сразу выложу схему, а дальше уже разбираться будем что и куда:

Рисунок 9 — Силовая часть мощного ЗУ по топологии «косой мост»

Причину выбора данной топологии я описывал уже: простота, повторяемость, надежность, цена. Мощность ЗУ рассчитывается так, чтобы оно могло отдавать номинальный ток в нагрузку + заряжать АКБ. Представим такую ситуацию: собрали ИБП, а батареи давно стоят и разряжены. Мы включаем ИБП и нагружаем его нагрузкой 3 кВт (однокомнатная квартира), а батареи то разряжены и их надо зарядить! Да еще и желательно побыстрее, вдруг свет отключат? Поэтому надо еще взять запас в 500 Вт, а лучше в 1 кВт для такого случая, чтобы работа на максимальной нагрузке и заряд АКБ могли идти одновременно не в ущерб чему либо.
Думаю суть поняли… теперь о напряжение: 14,2В — это напряжение на полностью заряженном гелевом АКБ. У нас их 4, получаем для поддержания полного заряда надо настроить ЗУ на напряжение 14,2 * 4 = 56,7В. Мы настраиваем на 56-67В. Такое напряжение не будет уменьшать ресурс работы АКБ и будет поддерживать их в заряженном состояние (в реальности 97-98%).

Общее:

1) Трансформатор выбран из материала 3С90 и габаритами E70x33x32. Это сердечник с огромным запасом, в сварочных инвертора на 200А используют всего лишь E65 и меньше. Но стоит помнить что в сварочных инверторах ПВ работы не 100% и там не бывает пусковых токов. Именно для компенсации последних нам нужен такой мощный сердечник. Если верить расчетам, его габаритная мощность 11 кВт. Я выжимал 10 кВт с ПВ 30% (30% времени работает и 70% охлаждается).
Так же хочу отметить чем ограничено ПВ — сечением проводов. При нагрузке 600% кратковременной обмотки не успевают нагреваться, поэтому не критично. Вот если не оставить запас габаритной мощности трансформатора хотя бы 200%, то он успеет все таки уйти в насыщение.

Теперь простенький расчет трансформатора проведем:

Рисунок 10 — Данные для намотки трансформатора

Программа для расчетов все от того же автора «Старичок», надеюсь он мне простит ссылки на него)) Скачать можно с моего облака:
Скачать программу Forward

2) Еще одна неотъемлемая часть — выходной дроссель. Он выполнен на кольцах из «распыленки» (прессованного железа), размеры и название материала можно увидеть в окне расчетов. Стоит обратить внимание, что дроссель намотан на 2-х склеенных кольцах!

Рисунок 11 — Расчет выходного дросселя

Ток в 80А — номинальный, напряжение до и после дросселя мы берем из результатов расчета трансформатора, оттуда же и необходимую минимальную индуктивность для режима неразрывного тока.

3) IGBT транзисторы выбраны на 600В и 40А. Этого более чем достаточно, смысла покупать ключи на 1200В нету, при правильной проектировки выбросы не убьют транзисторы. 40А — ток предельный выбран с запасом для обеспечения длительного перегруза в 200%.

4) Диоды, которые размагничивают обмотки D1 и D3 — на 1200В и 20А. В данной топологии применение этих диодов позволяет избежать размагничивающей обмотки, если обратите внимание ее описание присутствует в результатах расчета трансформатора, но мы туда не смотрим.

Защита силового транзистора

Городить сильно мудрую схемотехнику не стал из соображений, что применил IGBT, а не полевики — первые более живучие. Два главных врага побеждены: выбросы и КЗ. Про защиту по току я уже рассказал, теперь немного защите от выбросов.

Хорошую теорию о выбросах доходчиво изложили в одной интересной статье, осмелюсь привести тут ссылку на нее, надеюсь автор не против?
Добротная статья от kdekaluga

Теперь к нашей схеме:

Рисунок 12 — Реализация защиты от выбросов

Первым делом необходимо защитить затвор, т.к. IGBT унаследовали от полевиков по мимо всего прочего еще и «нежность». Питание драйверов у нас 15 В, поэтому супрессор нам нужен на 18 В! Почему именно такой? Да все как всегда просто — это такой же стабилитрон только намного быстрее в случаем если его номинальное напряжение пробоя будет, например, 14В, то он обрежет все что выше: после него будет 14В, а не 15. На оставшийся 1В — супрессор будет греться. 18В же является номинальным безопасным напряжением для затвора и это больше напряжения питания, ну и конечно же потому, что такие супрессоры есть и легко доступны))

Теперь надо вспомнить, что первичная обмотка это все таки индуктивность, а значит есть ЭДС самоиндукции, которая может легко убить даже IGBT транзистор, поэтому мы применяем опять же супрессор, только уже на 440В. Теперь при превышение напряжения между коллектором и эмиттером более 440В (в реальностях раньше на 390-420В) супрессор будет «пробиваться» и пропускать напряжения до 440В, то есть наше рабочее, а все что выше будет рассеивать на себе в виде тепла.

Надеюсь вы поняли смысл работы данного компонента и вопросов не осталось, а если остались, то комментарии и личка ждет вас. Сейчас же традиционные схемы печатных плат:


Рисунок 13 — Схема печатной платы для драйвера. Полигоны удалены для наглядности


Рисунок 14 — Схема печатной платы для силовой части. Полигоны не нужны для лучшего охлаждения проводников.

Оооочень сильно прошу обратить внимание! В силовой части печатная плата изготавливается из фольгированного текстолита с толщиной медного слоя 210 мкм!!! Если возьмете тоньше, то необходимо увеличивать толщину дорог! Знайте, что стандартный текстолит имеет напыление меди всего 18 мкм. Обязательно это учтите, чтобы потом не удивляться пожару.

Файлы с PCB проектами плат


Эпилог

На сегодня все! В следующей части я расскажу о корректоре мощности (ККМ или PFC), приведу его схемы и подробнее расскажу о его работе. Так как если о топологиях импульсным источников питания теория в интернете в достаточно количество, то о ККМ ничего сильно путного для начинающих не видел, поэтому принципу работы уделю активное внимание.

Так после статьи о ККМ — будет часть посвященная испытаниям зарядного устройства уже с корректором! Ибо они по сути одно целое, это я по своей прихоти разбил их на 2 платы. Исходя из этого видео испытаний и фото буду после 2-х статей. В качестве испытаний варил электродом 3 мм и током 75-80А, правда пока без корректора. В общем увидите))

Ну и как в «Крутом пике» продолжение следует!..

Часть 6

habr.com

Схема импульсного зарядного устройства — RadioRadar

Электропитание

Главная  Радиолюбителю  Электропитание



Импульсную зарядку сделать самому

ИБП должен обладать такими качествами, как выдача тока до 10А, при стабильном заданном напряжении. При этом желательно, чтобы никакие компоненты не грелись сильно, а использование зарядного устройства было безопасно. Они, как правило, используются для зарядки автомобильных аккумуляторов. Правильная зарядка таких аккумуляторов увеличивает срок их эксплуатации на 25%.

Импульсное зарядное устройство возможно приобрести или сделать самостоятельно, купив указанные радио-компоненты. Также можно обратиться за помощью к специалистам, которые паяют платы на заказ. В любом случае, варианты решения есть.

Детали можно взять уже бывшие в употреблении, лишь бы были рабочие. Значительная их часть находится в компьютерных блоках питания. Трансформатор был взят из блока питания ПК и рассчитан на 24В выходного напряжения. Без изменения его обмоток, повышения выходного напряжения можно добиться, меняя частоту генератора.

На входе питания дроссель, состоящий из двух непересекающихся обмоток, на кольце от БП. Обе обмотки одинаковые, намотанные проводом диаметром 1мм, по 9 витков каждая.

Схема импульсного зарядного устройства, которая полностью удовлетворяет все требования по заряду автомобильного АКБ, представлена ниже.

Стоит отметить, что можно достигнуть мощности 400Вт увеличив емкость электролитических конденсаторов.

Дополняют её такие составляющие, как: ШИМ регулятор и защита от короткого замыкания.

Защита от короткого замыкания регулируется переменным резистором, тем самым выставляется необходимый ток КЗ.

Все точки подключения указаны. Номиналы элементов указаны на схеме.

Отлично подойдет не только для зарядки АКБ, но и для прочих нужд, ввиду того, что имеется регулировка выходного напряжения. Корпус можно взять от чего угодно, либо сделать самостоятельно.

Минус этого устройства – его габариты. Покупное зарядное устройство будет несколько меньше в объеме.

Автор: RadioRadar

Дата публикации: 29.11.2017

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:


www.radioradar.net

Простой импульсный блок питания на микросхеме UC3842

Любой разработчик может столкнуться с проблемой создания простого и надежного источника питания для конструируемого им устройства. В настоящее время существуют достаточно простые схемные решения и соответствующая им элементная база, позволяющие создавать импульсные источники питания на минимальном количестве элементов.

Вашему вниманию предлагается описание одного из вариантов простого сетевого импульсного блока питания. Блок питания реализован на основе микросхемы UC3842. Эта микросхема получила широкое распространение, начиная со второй половины 90-х годов. На ней реализовано множество различных источников питания для телевизоров, факсов, видеомагнитофонов и другой техники. Такую популярность UC3842 получила благодаря своей малой стоимости, высокой надежности, простоте схемотехники и минимальной требуемой обвязке.

На входе блока питания (рис. 5.34), расположен сетевой выпрямитель напряжения, включающий плавкий предохранитель FU1 на ток 5 А, варистор Р1 на 275 В для защиты блока питания от превышения напряжения в сети, конденсатор С1, терморезистор R1 на 4,7 Ом, диодный мост VD1…VD4 на диодах FR157 (2 А, 600 В) и конденсатор фильтра С2 (220 мкФ на 400 В). Терморезистор R1 в холодном состоянии имеет сопротивление 4,7 Ом, и при включении питания ток заряда конденсатора С2 ограничивается этим сопротивлением. Далее резистор разогревается за счет проходящего через него тока, и его сопротивление падает до десятых долей ома. При этом он практически не влияет на дальнейшую работу схемы.

Резистор R7 обеспечивает питание ИМС в период запуска блока питания. Обмотка II трансформатора Т1, диод VD6, конденсатор С8, резистор R6 и диод VD5 образуют так называемую петлю обратной связи (Loop Feedback), которая обеспечивает питание ИМС в рабочем режиме, и за счет которой осуществляется стабилизация выходных напряжений. Конденсатор С7 является фильтром питания ИМС. Элементы R4, С5 составляют времязадающую цепочку для внутреннего генератора импульсов ИМС.

Резистивный делитель R2, R3 задает напряжение, вырабатываемое петлей обратной связи, на входе усилителя ошибки, другими словами, определяет напряжение стабилизации. Элементы R5, С6необходимы для компенсации. АЧХ усилителя ошибки. Резистор R9 — токоограничивающий, резистор R13 защищает полевой транзистор VT1 в случае обрыва резистора R9. Резистор R11 является измерительным для определения тока через транзистор VT1. Элементы R10, C10 образуют интегрирующую цепочку, через которую напряжение с резистора R11, являющееся эквивалентом тока через транзистор VT1, поступает на второй компаратор ИМС. Элементы VD7, R8, С9, VD8, С11 и R12 формируют требуемую форму импульсов, устраняют паразитную генерацию фронтов и защищают транзистор от мощных импульсов напряжения.

Трансформатор преобразователя намотан на ферритовом сердечнике с каркасом ETD39 фирмы Siemens+Matsushita. Этот набор отличается круглым центральным керном феррита и большим пространством для толстых проводов. Пластмассовый каркас имеет выводы для восьми обмоток.

Сборка трансформатора осуществляется с помощью специальных крепежных пружин. Следует обратить особое внимание на тщательность изоляции каждого слоя обмоток с помощью лакоткани, а между обмотками I, II и остальными обмотками следует проложить несколько слоев лакоткани, обеспечив надежную изоляцию выходной части схемы от сетевой. Обмотки следует наматывать способом «виток к витку», не перекручивая провода. Естественно, не следует допускать перехлеста проводов соседних витков и петель. Намоточные данные трансформатора приведены в табл. 5.5.

Выходная часть блока питания представлена на рис. 5.35. Она гальванически развязана от входной части и включает в себя три функционально идентичных блока, состоящих из выпрямителя, LC-фильтра и линейного стабилизатора. Первый блок — стабилизатор на 5 В (5 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора А2 SD1083/84 (DV, LT). Эта микросхема имеет схему включения, корпус и параметры, аналогичные МС КР142ЕН12, однако рабочий ток составляет 7,5 А для SD1083 и 5 А для SD1084.

Второй блок — стабилизатор +12/15 В (1 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора A3 7812 (12 В) или 7815 (15 В). Отечественные аналоги этих ИМС — КР142ЕН8 с соответствующими буквами (Б, В), а также К1157ЕН12/15. Третий блок — стабилизатор -12/15 В (1 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора. А4 7912 (12 В) или 7915 (15 В). Отечественные аналоги этих ИМС- К1162ЕН12Д5.

Резисторы R14, R17, R18 необходимы для гашения излишнего напряжения на холостом ходу. Конденсаторы С12, С20, С25 выбраны с запасом по напряжению ввиду возможного возрастания напряжения на холостом ходу. Рекомендуется использовать конденсаторы С17, С18, С23, С28 типа К53-1А или К53-4А. Все ИМС устанавливаются на индивидуальные пластинчатые радиаторы с площадью не менее 5 см2.

Конструктивно блок питания выполнен в виде одной односторонней печатной платы, установленной в корпус от блока питания персонального компьютера. Вентилятор и входные сетевые разъемы используются по назначению. Вентилятор подключен к стабилизатору + 12/15 В, хотя возможно сделать дополнительный выпрямитель или стабилизатор на +12 В без особой фильтрации.

Все радиаторы установлены вертикально, перпендикулярно выходящему через вентилятор воздушному потоку. К выходам стабилизаторов подключены по четыре провода длиной 30…45 мм, каждый комплект выходных проводов обжат специальными пластиковыми зажимами-ремешками в отдельный жгут и оснащен разъемом того же типа, который используется в персональном компьютере для подключения различных периферийных устройств. Параметры стабилизации определяются параметрами ИМС стабилизаторов. Напряжения пульсаций определяются параметрами самого преобразователя и составляют примерно 0,05% для каждого стабилизатора.

Автор: Семьян А.П.

shema.info

Простой импульсный источник питания на UC3842 2ZV.ru

Любой разработчик может столкнуться с проблемой создания простого и надежного источника питания для конструируемого им устройства. В настоящее время существуют достаточно простые схемные решения и соответствующая им элементная база, позволяющие создавать импульсные источники питания на минимальном количестве элементов. Вашему вниманию предлагается описание одного из вариантов простого сетевого импульсного блока питания. Блок питания реализован на основе микросхемы UC3842. Эта микросхема получила широкое распространение, начиная со второй половины 90-х годов. На ней реализовано множество различных источников питания для телевизоров, факсов, видеомагнитофонов и другой техники. Такую популярность UC3842 получила благодаря своей малой стоимости, высокой надежности, простоте схемотехники и минимальной требуемой обвязке.

На входе блока питания (рис. 5.34), расположен сетевой выпрямитель напряжения, включающий плавкий предохранитель FU1 на ток 5 А, варистор Р1 на 275 В для защиты блока питания от превышения напряжения в сети, конденсатор С1, терморезистор R1 на 4,7 Ом, диодный мост VD1…VD4 на диодах FR157 (2 А, 600 В) и конденсатор фильтра С2 (220 мкФ на 400 В). Терморезистор R1 в холодном состоянии имеет сопротивление 4,7 Ом, и при включении питания ток заряда конденсатора С2 ограничивается этим сопротивлением. Далее резистор разогревается за счет проходящего через него тока, и его сопротивление падает до десятых долей ома. При этом он практически не влияет на дальнейшую работу схемы.

Резистор R7 обеспечивает питание ИМС в период запуска блока питания. Обмотка II трансформатора Т1, диод VD6, конденсатор С8, резистор R6 и диод VD5 образуют так называемую петлю обратной связи (Loop Feedback), которая обеспечивает питание ИМС в рабочем режиме, и за счет которой осуществляется стабилизация выходных напряжений. Конденсатор С7 является фильтром питания ИМС. Элементы R4, С5 составляют времяза-дающую цепочку для внутреннего генератора импульсов ИМС.

Резистивный делитель R2, R3 задает напряжение, вырабатываемое петлей обратной связи, на входе усилителя ошибки, другими словами, определяет напряжение стабилизации. Элементы R5, С6 необходимы для компенсации АЧХ усилителя ошибки. Резистор R9 — токоограничиваюший, резистор R13 защищает полевой транзистор VT1 в случае обрыва резистора R9. Резистор R11 является измерительным для определения тока через транзистор VT1. Элементы RIO, C10 образуют интегрирующую цепочку, через которую напряжение с резистора R11, являющееся эквивалентом тока через транзистор VTI, поступает на второй компаратор ИМС. Элементы VD7, R8, С9, VD8, СП и R12 формируют требуемую форму импульсов, устраняют паразитную генерацию фронтов и защищают транзистор от мощных импульсов напряжения.

Трансформатор преобразователя намотан на ферритовом сердечнике с каркасом ETD39 фирмы Siemens+Matsushita. Этот набор отличается круглым центральным керном феррита и большим пространством для толстых проводов. Пластмассовый каркас имеет выводы для восьми обмоток.

Сборка трансформатора осуществляется с помощью специальных крепежных пружин. Следует обратить особое внимание на тщательность изоляции каждого слоя обмоток с помощью лакоткани, а между обмотками I, II и остальными обмотками следует проложить несколько слоев лакоткани, обеспечив надежную изоляцию выходной части схемы от сетевой. Обмотки следует наматывать способом «виток к витку», не перекручивая провода. Естественно, не следует допускать перехлеста проводов соседних витков и петель. Намоточные данные трансформатора приведены в табл. 5.5.

Выходная часть блока питания представлена на рис.1 Она гальванически развязана от входной части и включает в себя три функционально идентичных блока, состоящих из выпрямителя, LC-фильтра и линейного стабилизатора. Первый блок — стабилизатор на 5 В (5 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора А2 SD1083/84 (DV, LT). Эта микросхема имеет схему включения, корпус и параметры, аналогичные МС KPI42Eh22, однако рабочий ток составляет 7,5 А для SD1083 и 5 А для SD1084.

Второй блок — стабилизатор +12/15 В (1 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора A3 7812 (12 В) или 7815 (15 В). Отечественные аналоги этих ИМС — КР142ЕН8 с соответствующими буквами (Б, В), а также Kl 157Eh22/15. Третий блок — стабилизатор -12/15 В (1 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора А4 7912 (12 В) или 7915 (15 В). Отечественные аналоги этих ИМС — K1162Eh22J5.

Резисторы R14, R17, R18 необходимы для гашения излишнего напряжения на холостом ходу. Конденсаторы С12, С20, С25 выбраны с запасом по напряжению ввиду возможного возрастания напряжения на холостом ходу. Рекомендуется использовать конденсаторы С17, С18, С23, С28 типа К53-1А или К53-4А. Все ИМС устанавливаются на индивидуальные пластинчатые радиаторы с площадью не менее 5 см2.

Таблица 5.5

Обмотка

Контакты

Назначение

Провод

Предельный ток, А

Напряжение холостого хода, В

1

1-16

Первичная

4ХПЭВ-2, 0,15

2

II

2-15

Обратной связи

ЗхПЭВ-2, 0,15

0,1

18

III

3-14

Выход +5 В

4ХПЭВ-2, 0,35

6

16

IV

4-13

Выход+15/12 В

2ХПЭВ-2, 0,35

1,5

20

V

5-12

Выход-15/12 В

2ХПЭВ-2, 0,35

1,5

20

Конструктивно блок питания выполнен в виде одной односторонней печатной платы, установленной в корпус от блока питания персонального компьютера. Вентилятор и входные сетевые разъемы используются по назначению. Вентилятор подключен к стабилизатору + 12/15 В, хотя возможно сделать дополнительный выпрямитель или стабилизатор на +12 В без особой фильтрации.

Все радиаторы установлены вертикально, перпендикулярно выходящему через вентилятор воздушному потоку. К выходам стабилизаторов подключены по четыре провода длиной 30…45 мм, каждый комплект выходных проводов обжат специальными пластиковыми зажимами-ремешками в отдельный жгут и оснащен разъемом того же типа, который используется в персональном компьютере для подключения различных периферийных устройств.

Параметры стабилизации определяются параметрами ИМС стабилизаторов. Напряжения пульсаций определяются параметрами самого преобразователя и составляют примерно 0,05% для каждого стабилизатора.

2zv.ru

Малогабаритное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов

Читать все новости

Традиционные зарядные устройства прошлых лет имеют недостатки, они обладают большими габаритами и весом. В последние годы при изготовлении источников питания, радиолюбители огромное предпочтение отдают импульсникам. Это в первую очередь дешевизна, не значительный вес и габариты, причём при малых размерах импульсные устройства выдают приличный ток! Даже как то не привычно смотреть на маленькую коробочку, подключенную к автомобильному аккумулятору, способную его зарядить. Недостатком являются импульсные броски в сети, из за которых данные устройства зачастую выходят из строя, но этим можно пренебречь.

Зарядное устройство, которое будет описано в этой статье, разрабатывалось специально для зарядки аккумуляторов с выходным током до 7А.  Можно так же заряжать аккумуляторы от шуруповёрта, бесперебойника, пальчиковые аккумуляторы и др., скорректировав зарядный ток. Контроль тока ведётся на встроенный амперметр. Запускается устройство с помощью пусковой кнопки. При коротком замыкании срывается генерация блокинг-генератора и устройство отключается. Повторное включение производится при помощи той же кнопки. Устройство потребляет от сети ток не более 2А и работоспособно при напряжении 170в.

Рассмотрим электрическую принципиальную схему устройства.

Состоит оно из двух половинок: это высоковольтная цепь с выпрямителем, блокинг-генератором и низковольтная — со вторичным выпрямителем и ШИМ-регулятором. Сетевое напряжение через предохранитель F1 поступает на диодный мост D1, где выпрямляется и сглаживается конденсаторами С1, С2. Постоянное напряжение в пределах 290 вольт подаётся на блокинг-генератор. Основными элементами этого генератора являются транзисторные ключи Т1 и Т2, которые открываются поочерёдно, благодаря синфазному включению обмоток II и IV обратной связи высокочастотного трансформатора. Нагружен генератор на обмотку III трансформатора. Частота генерации лежит в пределах 20-30 кГц. Резисторы R2, R3 в цепи эмиттеров этих транзисторов ограничивают ток, обеспечивая тем самым мягкий режим работы. Резисторы R4, R5 ограничивают ток базы. Диоды D2, D3 предотвращают пробой транзисторов обратным напряжением из за индуктивных выбросов в импульсном трансформаторе. Запускается генератор с помощью короткого импульса, который подаётся на обмотку I через конденсатор С3 и пусковую кнопку S1.

Вторая часть схемы, низковольтная. Переменное напряжение снимается с обмоток V и VI высокочастотного трансформатора, выпрямляется диодной сборкой D4, сглаживается конденсатором С4 и далее поступает на ШИМ регулятор. Выполнен этот регулятор на двух транзисторах Т3 и Т4. Это своеобразный мультивибратор с изменяемой симметрией. От положения движка переменного резистора R10 зависит скважность импульсов, подаваемых на затвор полевого транзистора Т5. Частота генерации ШИМа лежит в пределах 5-7 кГц и определяется ёмкостью конденсаторов С6 и С7. При работе данного зарядного устройства, при нагрузке наблюдался нагрев компонентов схемы, импульсного трансформатора, поэтому я снабдил его вентилятором. Так же имеется контрольная лампочка Н1, индицирующая работу устройства. С помощью амперметра осуществляется контроль зарядного тока.

Конструкция и детали: Все детали и их замена указаны в таблице. На ключевые транзисторы следует установить небольшие радиаторы, площадью в три раза больше, чем сами транзисторы. При использовании устройства на больших токах, до 7А, диодную сборку и полевой транзистор следует так же установить на небольшие радиаторы. Небольшие, потому что кулер создаёт поток воздуха и они сильно не перегреваются.

Трансформатор самодельный, намотан на ферритовом кольце наружным диаметром 30мм.

Обмотка III имеет 140 витков провода ПЭЛ-0,31мм, обмотки I, II и IV содержат по 2 витка и намотаны цветным компьютерным или телефонным проводом (от кабеля). Вторичные обмотки V и VI содержат по 18 витков, но количество витков при необходимости можно откорректировать. Эти обмотки я не стал мотать толстым одножильным проводом, так как это причиняет большие неудобства при намотке. Я изготовил самодельный многожильный провод. Взял 20 жил в один пучок провода ПЭЛ-0,18мм. Растянул 20 жилок вдоль комнаты, затем скрутил их с помощью шуруповёрта. Первой наматывается обмотка III и затем проматывается фторопластовой лентой.

Амперметр — головка от старого магнитофона. Шкалу в децибелах удалил, а вместо неё поставил самостоятельно отградуированную.

Всё содержимое расположено на пластмассовой основе и приклеено полимерным клеем.

А вот так выглядит печатная плата:

При изготовлении данного устройства и дальнейшего его обслуживания соблюдайте правила электробезопасности!

Печатная плата

cxem.net

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org