شاحن على العاكس الميداني. شاحن نبضي لشحن البطاريات
يتم استخدام محولات الدفع والسحب كمصادر طاقة للجهد الرئيسي مع تحويل النبض. اختلافهم عن مصادر طاقة المحولات هو الوزن الخفيف والأبعاد الصغيرة.
عيب محولات النبض هو فشل الترانزستورات الرئيسية عندما تظهر التيارات أثناء تبديلها. من الممكن تجنب مرور التيارات عن طريق إدخال فترات توقف مؤقت بين نبضات التحكم في الترانزستورات الرئيسية، والتي تكون مدتها كافية للتبديل الكامل (فتح واحد وإغلاق الآخر) للترانزستورات. من الصعب تحقيق ذلك في محولات الدفع والسحب التقليدية، ولكن من الممكن استخدام مولدات النبض على الدوائر الدقيقة الرقمية (الساعة).
يستخدم العاكس المقدم (الشكل 1) مقسمًا مضادًا K176IE12، يحتوي على مولد داخلي ومقسمي تردد (مع معامل تقسيم 60 و15 بت). تم تصميم الدائرة الدقيقة خصيصًا للاستخدام في الساعات الإلكترونية. تردد الخرجيتم تثبيت المولد خارجياسلسلة RC R4-R5-C2 مع إمكانية التغيير في حدود واسعة.
بتردد مذبذبها الداخلي 6 ميجاهيرتز عند المخرجين T1 و T4 DD1 يتم إنشاء النبضات بتردد 23 كيلو هرتز مع دورة تشغيل تبلغ 4. ويتم إزاحتها في الطور بمقدار ربع الفترة. يمكن تعديل تردد النبض في أي اتجاه بحيث يتم تحقيق الخصائص المثالية للعاكس بناءً على النفاذية المغناطيسية لنواة المحول T1.
عداد DD1 يصبح عند تقديمه مستوى عالللإدخال R (دبوس 9) و R1 ( دبوس 5) من الدائرة الدقيقة. مخرجس15 تستخدم لتسجيل الحساب ومحملة بـ LED HL1. نوع السكن K176IE12 - 238.16-1 (تراجع-16).
أثناء التشغيل، نبض المولد من الإخراج T2 DD1 يفتح المفتاح العلويفت1، 2- يتم تخطي النبض العداد، أي. يتم إنشاء توقف مؤقت، وتفتح النبضة الثالثة من الإخراج T4 المفتاح السفليفت2، 4- يتم تمرير النبضة الثانية مرة أخرى وتتكرر الدورة. أثناء الحالة المفتوحة للمفاتيح، يتم نقل الطاقة من الملف الأولي لمحول النبض T1 إلى الملف الثانوي ومن خلال المقوم VD6 ومرشح L1-C7-C11 - في الحمل. يتم تحديد مدة التوقف المؤقت بين النبضات بطريقة تكون كافية لإيقاف التيار تمامًا عبر الترانزستورات الرئيسية.
يتكون الجهاز من :
- مرشح تداخل الشبكة S8-T2-S12؛
- مولد نبضات مع عداد على شريحة رقمية DD1؛
-
مضخم شبه جسري يعمل بالدفع والسحب باستخدام ترانزستورات التأثير الميداني VT1، VT2؛
-
إمدادات الطاقة البارامترية VD1-R10-C3-C4؛
-
دوائر تثبيت جهد الخرج مع عزل optocoupler للجهود الأولية والثانوية (on VU1) ومضخم إشارة الخطأ (على مثبت متوازي DA1)؛
-
مقوم جهد الخرج على مجموعة الصمام الثنائي VD6؛
-
مرشح الإخراج L1-C7-C11.
المقاومات R7 و R8 توفير الحماية لبوابات الترانزستور ذات التأثير الميداني من تيارات الشحن الزائدة لمكثفات الإدخال. الثنائيات السريعة VD3 وVD4، يتم وضعها بالتوازي مع قنوات مصدر التصريف للترانزستورات VT1 وVT2، حماية القنوات من التيارات النبضية عكس القطبيةتظهر في لفات المحول T1. يعمل المكثف C6 الموجود بين مصارف الترانزستورات على تسريع عملية التبديل. تعمل المكثفات C9 و C10 على تقليل درجة التداخل عند تبديل الثنائيات لجسر المقوم VD6.
تتم الحماية الإلكترونية للجهاز في دائرة سلبية تعليقمع مكبر الصوت الرئيسي على مثبت متوازي DA1, محملة بـ optocoupler VU1. عندما يكون جهد الخرج ضمن الحدود الطبيعية، يتم استخدام المثبت الموازي DA1 مغطى، ومصباح optocoupler LED VU1 يفتح. عندما يكون الترانزستور optocoupler مفتوحا، فإنه يحول المدخلاتآر1 دي دي1، مما يسمح بتشغيل عدادات الشريحة DD1.
تؤدي الزيادة في جهد الخرج إلى زيادة المستوى عند قطب التحكم 1 DA1. يفتح المنظم الموازي ويقصر دائرة LED optocoupler VU1, ينطفئ. الترانزستور الضوئي VU1 يغلق، جهد الإدخال R1 DD1 الزيادات، مما يمنع العداد من العمل. استئناف العمل DD1 يحدث عندما ينخفض جهد الخرج إلى القيمة المحددة
ذات أهمية كبيرة. بهذه الطريقة، يتم حماية الجهاز من التحميل الزائد ويتم استقرار جهد الخرج.
في الدائرة، يمكنك استخدام محولات المصنع من محولات الدفع والسحب لمصادر طاقة الكمبيوتر. المحول T1 (159 واط) مصنوع على قلب K40x25x11. يحتوي اللف الأساسي على 2×35 لفات سلك PEV 00.62 مم ثانوي - 2×7 لفات من 4 أسلاك MGTF مع مقطع عرضي 0.31 مم 2. خنق L1 مصنوعة على حلقة أساسية K12x5x5 من
محولات تيار Flyback - تتكون العاكسات من عاكس نبضي قوي بفترة تساوي مجموع الحالات المفتوحة والمغلقة. على عكس محول الدفع والسحب، لديهم عدد أقل من المكونات الراديوية؛ ويتم تحقيق استقرار وضع التشغيل من خلال ردود الفعل الإلكترونية الضوئية من دوائر جهد الخرج إلى مدخلات التحكم في المولد، مع تغيير في دورة تشغيل النبض - تحويل عرض النبض. من إشارة التحكم.
صفة مميزة
جهد إمداد التيار الكهربائي، V__180-240
طاقة الخرج، W______ 100
جهد الخرج، V______13.8
الحد الأقصى لتيار الإخراج، ________10
تردد المولد، كيلو هرتز______36
الوزن جرام _______________________360
الأبعاد مم ___________ 120x70x60
سعة البطارية، أ*ح__25-100
ضبط جهد الخرج للمحول - يدوي أو تلقائي. يتم تنفيذ المحولات عالية التردد للمحول على قلوب الفريت.
تعتمد قوة المحولات على جهد الإمداد وتردد التحويل والخصائص المغناطيسية للمحول.
إن استخدام ترانزستور التأثير الميداني كمفتاح يقلل من فقدان إشارة التحكم.
يحتوي التيار الذي يستهلكه الملف الأولي للمحول T1 على مكون مستطيل ناتج عن نقل الطاقة إلى الحمل، ومكون مثلثي مرتبط بمغنطة مادة السلك المغناطيسي.
يتم فصل عمليات تخزين الطاقة ونقلها إلى الحمل في محولات flyback بشكل واضح. تستخدم دائرة تثبيت جهد شحن البطارية تحويل تردد النبض لإشارة الخطأ إلى تغيير في جهد الخرج عند الحمل. تمثل دائرة المقارنة مدخلات التأثير الخارجي (التعديل) على نقطة جهد التحكم للمولد العاكس. يتيح لك استخدام هذا الدبوس تغيير مستواه للحصول على تعديلات على الدائرة. مع زيادة الجهد، تقل مدة النبضات عند بوابة مفتاح الطاقة، وبالتالي، يقل الوقت الذي يبقى فيه ترانزستور المفتاح في الحالة المفتوحة. يتناقص أيضًا الجهد على اللفات الثانوية للمحول ويستقر الجهد الثانوي للعاكس. يتم تنظيم تيار الشحن من خلال تغيرات عرض النبضة في مدة نبضة المولد بتردد ثابت. يعتمد نطاق ضبط دورة عمل النبض على نسبة مقاومة مقاومات منظم تيار الشحن. يخضع العاكس لتحويل الجهد الثلاثي. AC الجهديتم تصحيح الشبكة الكهربائية بواسطة جسر ديود قوي وتحويلها بواسطة عاكس إلى جهد عالي التردد، والذي يتم توفيره من خلال محول، بعد التصحيح، إلى الحمل.
يتم فصل تراكم الطاقة ونقلها إلى الحمل بمرور الوقت، ولا يعتمد الحد الأقصى لتيار المجمع للترانزستور الرئيسي على تيار الحمل.
هيكل مخطط الدائرة
تشتمل دائرة محول عرض النبضة أحادية الدورة (الشكل 1) على: مولد نبض على مؤقت تناظري DA1 مع منظم تيار تحميل بعرض النبضة R1، ومفتاح طاقة قيد التشغيل حقل التأثير الترانزستور VT1 مع دوائر خارجية للحماية من تداخل التبديل، ودوائر للحماية من الجهد الزائد على الحمل مع الفصل الجلفاني لدوائر الجهد العالي والمنخفض بواسطة optocoupler DA3، ودوائر لحماية ترانزستور التأثير الميداني من تجاوز تيارات التبديل على مثبت الجهد التناظري للجهد النوع الموازي DA2، وهو مقوم للشبكة مزود بتيارات شحن محدودة ومكثف مرشح ويحد من الضوضاء النبضية.
وصف تشغيل عناصر الدائرة
يتكون مولد النبض المستطيل من جهاز توقيت تناظري DA1. تشتمل الدائرة الدقيقة على: مقارنتين، ومشغل داخلي، ومضخم إخراج لزيادة سعة التحميل، وترانزستور تفريغ مفتاح المجمع المفتوح. يتم ضبط تردد التوليد بواسطة دائرة RC خارجية. توفر الدائرة خيارًا لضبط دورة تشغيل النبضات بتردد ثابت.
تقوم المقارنات بتبديل الزناد الداخلي عندما يتم الوصول إلى مستوى جهد العتبة على المكثف C2 عند 1/3 و2/3 Un.
مخرج المؤقت 4 DA1 - إعادة ضبط الإدخال، يستخدم لإعادة الإخراج 3 DA1 إلى حالة الصفر، بغض النظر عن حالة المدخلات الأخرى، غير المستخدمة في هذه الدائرة.
الدبوس 5 DA1 - دبوس التحكم في الجهد، يسمح بالوصول المباشر إلى نقطة الفاصل الخاصة بالمقارن العلوي. يتم استخدام الدائرة للحصول على تعديلات على وضع توليد النبض المستطيل من أجل تثبيت جهد الخرج.
يتم توصيل الدبوس 7 من DA1 بترانزستور التفريغ الداخلي للمؤقت التناظري ويستخدم لتفريغ السعة الداخلية لترانزستور التأثير الميداني VT1. التأثير على سرعة القفل.
يتكون عاكس الجهد من ترانزستور رئيسي قوي VT1 ومحول T1. لحماية الترانزستور من الانهيار بسبب التيارات النبضية والفولتية الناشئة أثناء عملية التحويل، يتم "ربط الترانزستور والمحول معًا" بدوائر مكثف مقاوم الصمام الثنائي.
يؤدي تجاوز مستوى الجهد على المقاوم R10 لدائرة المصدر بالإضافة إلى ذلك إلى فتح المثبت الموازي DA2 وتحويل بوابة الترانزستور أثناء الأحمال الزائدة.
المحول الموجود في العاكس مصنوع في المصنع من مصادر طاقة قديمة للكمبيوتر. يتم اختيار المحول على أساس الطاقة الإجمالية المطلوبة، والتي تساوي مجموع قوة جميع الأحمال.
يمكن أخذ صيغ حساب المقطع العرضي للقضيب وعدد لفات اللفات. الصعوبة ليست في الحسابات، ولكن في عدم وجود الفريت والأبعاد المناسبة، لم يكن من الممكن تفكيك وإعادة لف محول المصنع دون كسر الفريت. عدد المنعطفات والمقطع العرضي الخاص بها يتوافق عمليا مع الحسابات. مع تيار حمل يبلغ 10 أمبير وجهد ملف ثانوي يبلغ تسكعالمحولات بقدرة 250 وات بمساحة نافذة 15 مم 2 ونواة تبلغ حوالي 10 مم 2 مناسبة لـ 18 فولت على الأقل. تتكون الفجوة في مثل هذه المحولات من طبقة رقيقة من الغراء، أي أنها غائبة عملياً، وسيتطلب إدخالها، بسبب انخفاض النفاذية المغناطيسية، مضاعفة عدد اللفات تقريبًا.
يتم استخدام المحولات أحادية الطرف في مصادر التيار منخفضة الطاقة عندما يكون الحمل ذو طبيعة متغيرة، وهو مناسب تمامًا في هذه الحالة.
يلعب تردد التحويل للعاكس دورًا رئيسيًا في الطاقة القصوى للجهاز؛ فعندما يزيد بمقدار عشرة أضعاف، تزيد قوة المحول، دون تغيير الفريت والملفات، بمقدار أربعة أضعاف تقريبًا.
عند تصميم الشاحن، يجب الالتزام بتردد تشغيل المحول، مع مراعاة خصائص مفتاح الترانزستور. يحتوي تصميم المصنع للمحولات على اللفات الأولية والثانوية مرتبة في طبقات لضمان اقتران مغناطيسي جيد وتقليل محاثة التسرب. بالإضافة إلى ذلك، يتم وضع شاشات إلكتروستاتيكية مصنوعة من النحاس البرونزي بين أقسام اللفات؛
لفات المحولات عالية التردد مصنوعة من الأسلاك المجدولة لتقليل تأثير "السطح".
لا ينبغي عليك تفكيك محول واحد لتوضيح موقعه وعدد لفاته، لأنه لن يكون من الممكن إعادة تجميعه بشكل صحيح في الحالة العكسية. من الأفضل التجربة دون تفكيك، وتشغيل الدائرة سيعطي خبرة كبيرة. قبل أن يتحول على أي على عجل الدائرة المجمعة، ارتدي نظارات خارقة للدروع أو قم بتوصيل لمبة إضاءة 220 فولت على التوالي بالشبكة، وصمامات في مرشحات الطاقة في حالة حدوث حادث عرضي دائرة مقصورةفي أي مخطط ينفجرون بإطلاق كل ما يتكونون منه
. حتى تجميع دوائر المحولات في المصنع غالبًا ما يؤدي إلى انهيار الترانزستور العامل واحتمال نشوب حريق في الأجهزة.
الأسباب كافية: يتم الاستهانة بمعلمات الترانزستور أو أن الضوضاء النبضية الصادرة عن الأجهزة الكهربائية المنزلية تتجاوز قدرات المرشحات.
تحويل دوائر الحد من الضوضاء. تنشأ المشاكل في تشغيل الترانزستور ذو التأثير الميداني من عمل مكثفات التغذية بين الأقطاب الكهربائية؛ عند إيقاف تشغيل الترانزستور، فإنها تؤخر العمليات العابرة. يتم تشغيل الترانزستور عن طريق تطبيق نبضة مستطيلة من الخرج 3 لمولد المؤقت DA1 عبر المقاوم R5 إلى البوابة، ويتم إيقاف تشغيله بمستوى منخفض عند الطرف 7 من DA1. سيؤدي توصيل البوابة بالمؤقت مباشرة، بدون المقاوم R5، إلى نبض تيار دخل حرج، والذي لا يمكن أن يفرط في تحميل شريحة المؤقت فحسب، بل يخترق أيضًا الوصلة الكهروستاتيكية بين البوابة ودائرة مصدر الصرف (في الأدبيات يوصى بلحام الترانزستورات ذات التأثير الميداني مع إيقاف تشغيل مكواة اللحام ومع أطراف الترانزستور القصيرة، من احتمال الانهيار بسبب الكهرباء الساكنة).
يعد غياب المقاوم R7 في الدائرة أمرًا غير مرغوب فيه أيضًا ؛ فهو يقلل من جهد الدخل عند البوابة ويفرغ سعة دخل الترانزستور مع إمكانية إيقاف تشغيل صغيرة على المقاوم R10.
لتسريع تفريغ السعة الداخلية للترانزستور ذو التأثير الميداني، وتجاوز مقاومة البوابة، يتم تثبيت الصمام الثنائي عن طريق الاتصال العكسي؛ في دائرة الموقت التناظرية هذه، بدلاً من صمام ثنائي التفريغ الخارجي، يتم استخدام ترانزستور مؤقت التفريغ، و يتم فتحه مع تبديل حالة الزناد الداخلي عند جهد صفر عند الخرج 3 DA1.
يتم تركيب الترانزستور على مشعاع بأبعاد 50*50*10 ملم.
مغو T2 عبارة عن لف من عشر لفات من الأسلاك النحاسية PEV مع مقطع عرضي 4 × 0.5 مم مع قضيب من الفريت يبلغ قطره 4 مم.
يتم استخدام المحول T1 من مصادر الطاقة AT/ATX من النوع R320. AR-420X، يحتوي الملف الأساسي على 38-42 دورة من الأسلاك بقطر 0.8 مم، والملف الثانوي - 2x7.5 دورة بمقطع عرضي 4x0.31 ملم - قوة مثبتة 250 واط.
يتم تصنيع دوائر الطاقة العاكسة على جسر الصمام الثنائي النبضي
VD8 مع زيادة خصائص الحمل ومكثف المرشح C5.
يتم تغذية العاكس مباشرة من الشبكة، دون عزل كلفاني.
يتم تعويض تقلبات جهد التيار الكهربائي عن طريق دوائر التغذية المرتدة السلبية مع الفصل الجلفاني للجهد الثانوي والأولي، مما يهدد الحياة.
يتم تحديد شحنة مكثف المرشح بواسطة المقاوم RT1، وهذا يحمي جسر الصمام الثنائي VD8 من التلف الناتج عن التيارات الحرجة. تيار النبضمن خلال ترانزستور تأثير المجال العاكس يقتصر على المقاوم R14.
دوائر شحن البطارية. وتشمل هذه مقومًا يعتمد على مجموعة الصمام الثنائي عالي التردد VD7. لمعادلة تيار الشحن، يتضمن المرشح المكثفات C9، C11 وخانق المحول T2. في حالة عدم وجود جهد مصحح في الملف الثانوي للمحول T1، مع تدفق تيار العاكس للأمام، يتم الحفاظ على الجهد عبر الحمل من خلال الطاقة المتراكمة في مغو المحول T2 ومكثف المرشح. عندما يتم إغلاق المفتاح، يتم نقل الطاقة المتراكمة في المحول T1 إلى الملف الثانوي ويتم تجميعها في مكثفات المرشح والمحث لنقلها لاحقًا إلى الحمل.
تتم مراقبة تيار الحمل باستخدام جلفانومتر PA1 مع تحويلة داخلية 10 أمبير.
يتم التخلص من التداخل المحتمل المصاحب لتبديل الصمام الثنائي VD7 بواسطة المكثف C11.
دوائر تثبيت الجهد. دائم الجهد الناتجيجب مقارنة المحول بالجهد المرجعي وإنشاء جهد خطأ غير متطابق. تتكون دائرة تثبيت الجهد من جسر به مقاومات RK1 و R9 وصمام ثنائي optocoupler DA3. تؤدي زيادة الجهد عند خرج المقوم إلى توصيل الصمام الثنائي optocoupler، مما يفتح ترانزستور optocoupler مع كسب اعتمادًا على العنصر المستخدم.
يؤدي التغيير (النقصان) في الجهد عند الطرف 5 من جهاز ضبط الوقت DA1 إلى تغيير في تردد نبضات الخرج نحو الزيادة، بينما لا تتغير دورة تشغيل النبضات.
يتم تقليل مدة النبض الناتج. سيؤدي ذلك إلى تقليل متوسط تيار الشحن.
ومع انخفاض جهد الخرج، تحدث العملية العكسية.
يزيل المكثف SZ تأثير الضوضاء النبضية من المحول على تشغيل المولد. يتيح لك الثرمستور RK1 الموجود في الدائرة لتثبيت جهد الخرج أثناء التسخين التأثير على جهد الخرج نحو الانخفاض ؛ ويتم توصيل نوع الثرمستور MMT-1 من خلال حشية عازلة بمبرد الترانزستور.
دوائر الاستقرار الحالية. يتم إجراء التثبيت الحالي باستخدام جهاز تناظري لمؤقت التثبيت الموازي DA2. تؤدي الزيادة في التيار في دائرة مصدر التصريف لترانزستور التأثير الميداني إلى انخفاض الجهد عبر المقاوم R10 في دائرة المصدر VT1، والتي يتم توفيرها من خلال المقاوم R8 للتحكم في القطب 1 DA2 للمثبت التناظري. عندما تكون عتبة الجهد عند دخل المثبت أعلى من 2.5 فولت، يفتح المؤقت DA2 ويتجاوز بوابة ترانزستور التأثير الميداني عن طريق توفير جهد سلبي بالنسبة للبوابة، سيتم مقاطعة عملية تراكم الطاقة في المحول. ستكون قيمة التيار المحدود أقل من الحد الأقصى المسموح به، وهو ما لن يؤدي إلى إتلاف الترانزستور الرئيسي. يُغلق الترانزستور بغض النظر عن حالة خرج المولد، ويتوقف التيار في دائرة المصدر.
ترتيب التجميع
يتم تركيب اللوحة العاكسة مقاس 110 × 65 مم (الشكل 2) في مبيت مناسب من النوع BP-1، حيث يتم تركيب الجلفانومتر والمفتاح والصمام على الجانب الخارجي منه. يتم الاتصال بين الجهاز والبطارية بسلك مجدولة بمقطع عرضي 2 مم. للتعرف على تقنيات شحن البطاريات وتجديدها، انظر بالتفصيل.
تعديل الدائرة
يجب أن يكون الجهاز متصلاً بالشبكة من خلال محدد على شكل لمبة الشبكة. يبدأ الإعداد بفحص الفولتية الخاصة بدائرة المولد الدقيقة والترانزستور العاكس. سوف يشير وجود نبضات مستطيلة عند مخرج 3 لـ DA1 مؤشر الصمام HL1. بدلاً من الحمل، يجب عليك توصيل لمبة إضاءة 12/24 فولت من السيارة، وتوهج المصباح الكهربائي سيشير إلى عملية تحويل التيار في العاكس، والتوهج الضعيف لضوء التيار الكهربائي يؤكد التشغيل الطبيعي للمحول ، مع حمل خفيف يجب ألا يتجاوز التيار في الملف الأولي 200 مللي أمبير.
يتم ضبط مستوى الجهد الثانوي مسبقًا عن طريق قطع المقاوم R9 مع منزلق المقاوم R1 في الموضع الأوسط.
يعتمد تيار الشحن على دورة عمل نبض المولد، والتي تعتمد حالتها على موضع شريط تمرير المقاوم R1.
في الموضع الصحيح للمحرك، يكون وقت شحن المكثف C2 في حده الأدنى، ويكون وقت التفريغ هو الحد الأقصى، وتكون النبضة التي تصل إلى الترانزستور الرئيسي VT1 قصيرة جدًا، ويكون متوسط التيار في الحمل في حده الأدنى. وفي الوضع الصحيح للمحرك تكون مدة النبضة هي الحد الأقصى، وكذلك تيار شحن البطارية.
بعد فترة تبديل قصيرة، من الضروري التحقق من الظروف الحرارية لمكونات الراديو.
نظرًا لاستحالة تغيير معلمات المحول، لا يمكن تعديل المعلمات المطلوبة لمصدر الطاقة إلا عن طريق تغيير تردد المولد (المكثف C2)، ودورة التشغيل لنبضات R1، وأطراف الملف الثانوي المحول أو استبدال المحول بالكامل.
عند الانتهاء من أعمال الضبط وتشغيل الدائرة مع مرور الوقت، تتم إزالة التيار الكهربائي ومصابيح الحمل، ويتم استعادة الدائرة وتشغيلها لشحن البطاريات.
يجب الانتباه إلى وضع التشغيل لدوائر التغذية المرتدة للتيار والجهد.
من لم يواجه في ممارسته الحاجة إلى شحن البطارية، وخيبة الأمل لعدم وجود شاحن مع المعلمات اللازمة، اضطر إلى شراء شاحن جديد في المتجر، أو إعادة تجميع الدائرة اللازمة؟
لذلك اضطررت مرارًا وتكرارًا إلى حل مشكلة شحن البطاريات المختلفة عندما لم يكن هناك شاحن مناسب في متناول اليد. اضطررت إلى تجميع شيء بسيط بسرعة، فيما يتعلق ببطارية معينة.
كان الوضع محتملاً حتى ظهرت الحاجة إلى التحضير الشامل وبالتالي شحن البطاريات. كان من الضروري إنتاج العديد من أجهزة الشحن العالمية - غير المكلفة، والتي تعمل في مجموعة واسعة من الفولتية المدخلة والمخرجة وتيارات الشحن.
دوائر الشاحن المقترحة أدناه مصممة للشحن بطاريات الليثيوم أيون، ولكن من الممكن شحن أنواع أخرى من البطاريات والبطاريات المركبة (باستخدام نفس نوع الخلايا، والمشار إليها فيما بعد بـ AB).
تحتوي جميع المخططات المقدمة على المعلمات الرئيسية التالية:
جهد الإدخال 15-24 فولت ؛
تيار الشحن (قابل للتعديل) يصل إلى 4 أ؛
جهد الخرج (قابل للتعديل) 0.7 - 18 فولت (عند Uin = 19 فولت).
تم تصميم جميع الدوائر للعمل مع مصادر الطاقة من أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو للعمل مع مصادر الطاقة الأخرى ذات جهد إخراج DC من 15 إلى 24 فولت وتم بناؤها على مكونات واسعة الانتشار موجودة على لوحات مصادر طاقة الكمبيوتر القديمة ومصادر الطاقة للأجهزة الأخرى وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، الخ.
دائرة الذاكرة رقم 1 (TL494)
الذاكرة في المخطط 1 عبارة عن مولد نبض قوي يعمل في نطاق يتراوح من عشرات إلى بضعة آلاف هرتز (يختلف التردد أثناء البحث)، مع عرض نبض قابل للتعديل.
يتم شحن البطارية بواسطة نبضات تيار محدودة بالتغذية المرتدة التي يشكلها المستشعر الحالي R10، المتصل بين السلك المشترك للدائرة ومصدر المفتاح على ترانزستور التأثير الميداني VT2 (IRF3205)، المرشح R9C2، الدبوس 1، والذي هو الإدخال "المباشر" لأحد مضخمات الأخطاء لشريحة TL494.
يتم تزويد الإدخال العكسي (دبوس 2) لنفس مضخم الخطأ بجهد مقارنة، يتم تنظيمه بواسطة مقاوم متغير PR1، من مصدر جهد مرجعي مدمج في الشريحة (أيون - دبوس 14)، والذي يغير فرق الجهد بين المدخلات من مكبر الخطأ.
بمجرد أن تتجاوز قيمة الجهد على R10 قيمة الجهد (المحددة بواسطة المقاوم المتغير PR1) عند الطرف 2 من الدائرة الدقيقة TL494، سيتم مقاطعة نبض تيار الشحن واستئنافه مرة أخرى فقط في الدورة التالية من تسلسل النبض الناتج عن الدائرة الدقيقة مولد كهرباء.
ومن خلال ضبط عرض النبضات على بوابة الترانزستور VT2، فإننا نتحكم في تيار شحن البطارية.
يوفر الترانزستور VT1، المتصل بالتوازي مع بوابة مفتاح قوي، معدل التفريغ اللازم لسعة البوابة للأخير، مما يمنع القفل "السلس" لـ VT2. في هذه الحالة، فإن سعة جهد الخرج في حالة عدم وجود بطارية (أو أي حمل آخر) تكون مساوية تقريبًا لجهد مصدر الإدخال.
مع الحمل النشط، سيتم تحديد جهد الخرج بواسطة التيار عبر الحمل (مقاومته)، مما يسمح باستخدام هذه الدائرة كمحرك تيار.
عند شحن البطارية، يميل الجهد عند مخرج المفتاح (وبالتالي عند البطارية نفسها) إلى الزيادة بمرور الوقت إلى قيمة يحددها جهد الإدخال (نظريًا) وهذا بالطبع لا يمكن السماح به، مع العلم أن يجب أن تقتصر قيمة الجهد الكهربي لبطارية الليثيوم التي يتم شحنها على 4.1 فولت (4.2 فولت). لذلك، تستخدم الذاكرة دائرة جهاز العتبة، وهي عبارة عن مشغل Schmitt (المشار إليه فيما بعد بـ TS) على مضخم تشغيلي KR140UD608 (IC1) أو على أي مضخم تشغيلي آخر.
عندما يتم الوصول إلى قيمة الجهد المطلوبة في البطارية، حيث تكون الإمكانات عند المدخلات المباشرة والمعكوسة (الجهات 3، 2 - على التوالي) لـ IC1 متساوية، سيظهر مستوى منطقي عالٍ (يساوي تقريبًا جهد الدخل) عند خرج مضخم التشغيل، مما يتسبب في إشارة مؤشر LED إلى نهاية شحن HL2 ومصباح LED لإضاءة optocoupler VH1 الذي سيفتح الترانزستور الخاص به، مما يمنع إمداد النبضات لإخراج U1. سيتم إغلاق المفتاح الموجود على VT2 وستتوقف البطارية عن الشحن.
بمجرد شحن البطارية، ستبدأ في التفريغ من خلال الصمام الثنائي العكسي المدمج في VT2، والذي سيتم توصيله مباشرة بالنسبة للبطارية وسيكون تيار التفريغ حوالي 15-25 مللي أمبير، مع مراعاة التفريغ أيضًا من خلال العناصر من دائرة TS. إذا كان هذا الظرف يبدو حاسما لشخص ما، فيجب وضع الصمام الثنائي القوي (ويفضل أن يكون ذلك مع انخفاض الجهد الأمامي المنخفض) في الفجوة بين الصرف والمحطة السلبية للبطارية.
تم اختيار تباطؤ TS في هذا الإصدار من الشاحن بحيث يبدأ الشحن مرة أخرى عندما ينخفض جهد البطارية إلى 3.9 فولت.
يمكن أيضًا استخدام هذا الشاحن لشحن بطاريات الليثيوم (وغيرها) المتصلة بالسلسلة. يكفي معايرة عتبة الاستجابة المطلوبة باستخدام المقاوم المتغير PR3.
لذلك، على سبيل المثال، يعمل الشاحن الذي تم تجميعه وفقًا للمخطط 1 ببطارية تسلسلية من ثلاثة أقسام من جهاز كمبيوتر محمول، تتكون من عناصر مزدوجة، والتي تم تركيبها لتحل محل بطارية النيكل والكادميوم الخاصة بمفك البراغي.
يتم توصيل مصدر الطاقة من الكمبيوتر المحمول (19 فولت/4.7 أمبير) بالشاحن، ويتم تجميعه في العلبة القياسية لشاحن مفك البراغي بدلاً من الدائرة الأصلية. تيار شحن البطارية "الجديدة" هو 2 أ. وفي الوقت نفسه، يتم تسخين الترانزستور VT2، الذي يعمل بدون مشعاع، إلى درجة حرارة قصوى تبلغ 40-42 درجة مئوية.
يتم إيقاف تشغيل الشاحن، بطبيعة الحال، عندما يصل جهد البطارية إلى 12.3 فولت.
يظل تباطؤ TS عندما تتغير عتبة الاستجابة كما هو في النسبة المئوية. وهذا يعني أنه إذا تم تشغيل الشاحن مرة أخرى عند جهد إيقاف قدره 4.1 فولت عندما انخفض الجهد إلى 3.9 فولت، ففي هذه الحالة تم تشغيل الشاحن مرة أخرى عندما انخفض جهد البطارية إلى 11.7 فولت. ولكن إذا لزم الأمر ، يمكن أن يتغير عمق التباطؤ.
عتبة الشاحن ومعايرة التباطؤ
تتم المعايرة باستخدام منظم جهد خارجي (مصدر طاقة المختبر).تم تعيين العتبة العليا لتشغيل TS.
1. افصل الدبوس العلوي PR3 عن دائرة الشاحن.
2. نقوم بتوصيل "ناقص" مصدر طاقة المختبر (المشار إليه فيما يلي باسم LBP في كل مكان) بالطرف السالب للبطارية (يجب ألا تكون البطارية نفسها في الدائرة أثناء الإعداد)، و"زائد" LBP إلى الطرف الموجب للبطارية.
3. قم بتشغيل الشاحن و LBP وضبط الجهد المطلوب (12.3 فولت مثلا).
4. إذا كان مؤشر نهاية الشحن قيد التشغيل، فقم بتدوير شريط التمرير PR3 لأسفل (وفقًا للرسم التخطيطي) حتى ينطفئ المؤشر (HL2).
5. قم بتدوير محرك PR3 ببطء لأعلى (حسب الرسم التخطيطي) حتى يضيء المؤشر.
6. قم بخفض مستوى الجهد ببطء عند مخرج LBP وراقب القيمة التي يخرج عندها المؤشر مرة أخرى.
7. تحقق من مستوى تشغيل العتبة العليا مرة أخرى. بخير. يمكنك ضبط التباطؤ إذا لم تكن راضيًا عن مستوى الجهد الذي يقوم بتشغيل الشاحن.
8. إذا كان التباطؤ عميقًا جدًا (يتم تشغيل الشاحن عند مستوى جهد منخفض جدًا - أقل من مستوى تفريغ البطارية، على سبيل المثال)، فقم بتدوير شريط التمرير PR4 إلى اليسار (وفقًا للمخطط) أو العكس - إذا عمق التباطؤ غير كاف، - إلى اليمين (حسب الرسم التخطيطي). عند تغيير عمق التباطؤ، قد يتغير مستوى العتبة بمقدار أعشار فولت.
9. قم بإجراء اختبار، ورفع وخفض مستوى الجهد عند مخرج LBP.
يعد ضبط الوضع الحالي أسهل.
1. نقوم بإيقاف تشغيل جهاز العتبة باستخدام أي طرق متاحة (ولكنها آمنة): على سبيل المثال، عن طريق "توصيل" محرك PR3 بالسلك المشترك للجهاز أو عن طريق "تقصير" مؤشر LED الخاص بمقرنة البصريات.
2. بدلاً من البطارية، نقوم بتوصيل حمولة على شكل مصباح كهربائي 12 فولت بمخرج الشاحن (على سبيل المثال، استخدمت زوجًا من مصابيح 12 فولت 20 وات للإعداد).
3. نقوم بتوصيل الأميتر بكسر أي من أسلاك الكهرباء عند مدخل الشاحن.
4. اضبط محرك PR1 على الحد الأدنى (إلى الحد الأقصى الأيسر وفقًا للمخطط).
5. قم بتشغيل الذاكرة. قم بتدوير مقبض الضبط PR1 بسلاسة في اتجاه زيادة التيار حتى يتم الحصول على القيمة المطلوبة.
يمكنك محاولة تغيير مقاومة الحمل نحو قيم أقل لمقاومتها عن طريق التوصيل بالتوازي، على سبيل المثال، مصباح آخر مماثل أو حتى "قصر الدائرة" لمخرج الشاحن. لا ينبغي أن يتغير التيار بشكل كبير.
أثناء اختبار الجهاز، تبين أن الترددات في حدود 100-700 هرتز هي الأمثل لهذه الدائرة، بشرط استخدام IRF3205، IRF3710 (الحد الأدنى من التدفئة). نظرًا لعدم استخدام TL494 بشكل كافٍ في هذه الدائرة، يمكن استخدام مضخم الأخطاء الحر الموجود على IC لتشغيل مستشعر درجة الحرارة، على سبيل المثال.
يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أنه إذا كان التخطيط غير صحيح، فحتى جهاز النبض الذي تم تجميعه بشكل صحيح لن يعمل بشكل صحيح. لذلك، لا ينبغي للمرء أن يهمل تجربة تجميع أجهزة نبض الطاقة، الموصوفة بشكل متكرر في الأدبيات، وهي: يجب أن تكون جميع توصيلات "الطاقة" التي تحمل الاسم نفسه على أقصر مسافة بالنسبة لبعضها البعض (من الناحية المثالية عند نقطة واحدة). لذلك، على سبيل المثال، نقاط الاتصال مثل المجمع VT1، ومحطات المقاومات R6، R10 (نقاط الاتصال مع السلك المشترك للدائرة)، والطرف 7 من U1 - يجب دمجها تقريبًا عند نقطة واحدة أو من خلال خط مستقيم قصير و موصل واسع (حافلة). الأمر نفسه ينطبق على استنزاف VT2، الذي يجب "تعليق" مخرجه مباشرة على الطرف "-" للبطارية. يجب أن تكون أطراف IC1 أيضًا على مقربة "كهربائية" من أطراف البطارية.
دائرة الذاكرة رقم 2 (TL494)
لا يختلف المخطط 2 كثيرًا عن المخطط 1، ولكن إذا تم تصميم الإصدار السابق من الشاحن للعمل مع مفك البراغي AB، فقد تم تصميم الشاحن في المخطط 2 على أنه عالمي وصغير الحجم (بدون عناصر تعديل غير ضرورية)، ومصمم للعمل مع العناصر المركبة والمتصلة بالتسلسل حتى 3 ومع العناصر الفردية.
كما ترون، لتغيير الوضع الحالي بسرعة والعمل مع أعداد مختلفة من العناصر المتصلة على التوالي، تم تقديم إعدادات ثابتة مع مقاومات القطع PR1-PR3 (الإعداد الحالي)، PR5-PR7 (تحديد نهاية عتبة الشحن لـ عدد مختلف من العناصر) ومفاتيح SA1 (اختيار الشحن الحالي) وSA2 (اختيار عدد خلايا البطارية المراد شحنها).
تحتوي المفاتيح على اتجاهين، حيث تقوم أقسامها الثانية بتبديل مصابيح LED لإشارة اختيار الوضع.
هناك اختلاف آخر عن الجهاز السابق وهو استخدام مضخم الخطأ الثاني TL494 كعنصر عتبة (متصل وفقًا لدائرة TS) يحدد نهاية شحن البطارية.
حسنًا، وبالطبع، تم استخدام ترانزستور الموصلية p كمفتاح، مما أدى إلى تبسيط الاستخدام الكامل لـ TL494 دون استخدام مكونات إضافية.
طريقة تحديد نهاية عتبات الشحن والأوضاع الحالية هي نفسهاأما بالنسبة لإعداد الإصدار السابق من الذاكرة. وبطبيعة الحال، بالنسبة لعدد مختلف من العناصر، فإن عتبة الاستجابة سوف تتغير مضاعفات.
عند اختبار هذه الدائرة، لاحظنا تسخينًا أقوى للمفتاح الموجود على ترانزستور VT2 (عند إنشاء النماذج الأولية، أستخدم ترانزستورات بدون مبدد حراري). لهذا السبب، يجب عليك استخدام ترانزستور آخر (لم يكن لدي ببساطة) ذو موصلية مناسبة، ولكن مع معلمات تيار أفضل ومقاومة أقل للقناة المفتوحة، أو مضاعفة عدد الترانزستورات المشار إليها في الدائرة، وربطها بالتوازي مع مقاومات بوابة منفصلة.
إن استخدام هذه الترانزستورات (في نسخة "مفردة") ليس بالغ الأهمية في معظم الحالات، ولكن في هذه الحالة يتم التخطيط لوضع مكونات الجهاز في علبة صغيرة الحجم باستخدام مشعات صغيرة أو بدون مشعات على الإطلاق.
دائرة الذاكرة رقم 3 (TL494)
تمت إضافته إلى الذاكرة في الرسم البياني 3 الاغلاق التلقائي AB من الشاحن مع التبديل للتحميل. وهذا مناسب لفحص ودراسة البطاريات غير المعروفة. يجب زيادة تباطؤ TS للعمل مع تفريغ البطارية إلى حد أدنى (لتشغيل الشاحن) يساوي التفريغ الكاملأب (2.8-3.0 فولت).
دائرة الشاحن رقم 3a (TL494)
المخطط 3 أ هو البديل للمخطط 3.
دائرة الذاكرة رقم 4 (TL494)
الشاحن في الرسم البياني 4 ليس أكثر تعقيدا من الأجهزة السابقة، ولكن الفرق عن المخططات السابقة هو أن البطارية هنا مشحونة بالتيار المباشر، والشاحن نفسه عبارة عن منظم تيار وجهد ثابت ويمكن استخدامه كمختبر وحدة إمداد الطاقة، تم تصميمها بشكل كلاسيكي وفقًا لـ "ورقة البيانات" للشرائع.
تعد هذه الوحدة مفيدة دائمًا للاختبارات البدائية لكل من البطاريات والأجهزة الأخرى. من المنطقي استخدام الأجهزة المدمجة (الفولتميتر، مقياس التيار الكهربائي). تم وصف صيغ حساب اختناقات التخزين والتداخل في الأدبيات. اسمحوا لي فقط أن أقول إنني استخدمت ملفات اختناق مختلفة جاهزة (مع مجموعة من المحاثات المحددة) أثناء الاختبار، وقمت بتجربة تردد PWM من 20 إلى 90 كيلو هرتز. لم ألاحظ أي اختلاف معين في تشغيل المنظم (في نطاق جهد الخرج 2-18 فولت والتيارات 0-4 أ): التغييرات الطفيفة في تسخين المفتاح (بدون المبرد) تناسبني جيدًا . ومع ذلك، تكون الكفاءة أعلى عند استخدام محاثات أصغر.
يعمل المنظم بشكل أفضل مع اثنين من الاختناقات المتصلة بسلسلة 22 μH في النوى المدرعة المربعة من المحولات المدمجة في اللوحات الأمأجهزة الكمبيوتر المحمولة.
دائرة الذاكرة رقم 5 (MC34063)
في الرسم البياني 5، يتم عمل نسخة من وحدة التحكم PWM مع تنظيم التيار والجهد على شريحة MC34063 PWM/PWM مع "وظيفة إضافية" على مضخم التشغيل CA3130 (يمكن استخدام مضخمات تشغيلية أخرى)، والتي يتم بمساعدتها يتم تنظيم التيار واستقراره.
أدى هذا التعديل إلى توسيع قدرات MC34063 إلى حد ما، على عكس التضمين الكلاسيكي للدائرة الدقيقة، مما يسمح لها بتنفيذ الوظيفة تعديل سلسحاضِر
دائرة الذاكرة رقم 6 (UC3843)
في الرسم البياني 6، تم إنشاء نسخة من وحدة التحكم PHI على شريحة UC3843 (U1)، ومكبر الصوت CA3130 (IC1)، ومقرنة ضوئية LTV817. يتم إجراء التعديل الحالي في هذا الإصدار من الشاحن باستخدام المقاوم المتغير PR1 عند الإدخال مكبر للصوت الحاليالدائرة الدقيقة U1، يتم تنظيم جهد الخرج باستخدام PR2 عبر المدخل المقلوب IC1.
يوجد جهد مرجعي "عكسي" عند الإدخال "المباشر" لمضخم العمليات. وهذا يعني أن التنظيم يتم بالنسبة إلى مصدر الطاقة "+".
في المخططين 5 و6، تم استخدام نفس مجموعات المكونات (بما في ذلك الإختناقات) في التجارب. وفقا لنتائج الاختبار، فإن جميع الدوائر المدرجة ليست أدنى بكثير من بعضها البعض في نطاق المعلمات المعلن (التردد / التيار / الجهد). ولذلك، فإن الدائرة التي تحتوي على مكونات أقل هي الأفضل للتكرار.
دائرة الذاكرة رقم 7 (TL494)
تم تصميم الذاكرة في الرسم البياني 7 كجهاز مقاعد البدلاء مع أقصى قدر من الوظائف، وبالتالي لم تكن هناك قيود على حجم الدائرة وعدد التعديلات. تم تصنيع هذا الإصدار من الشاحن أيضًا على أساس منظم التيار والجهد PHI، مثل الخيار الموجود في الرسم البياني 4.
تم إدخال أوضاع إضافية في المخطط.
1. "المعايرة - الشحن" - للضبط المسبق لعتبات الجهد النهائي وتكرار الشحن من منظم تناظري إضافي.
2. "إعادة الضبط" - لإعادة ضبط الشاحن على وضع الشحن.
3. "التيار - المخزن المؤقت" - لتبديل المنظم إلى التيار أو المخزن المؤقت (الحد من جهد الخرج للمنظم في الإمداد المشترك للجهاز بجهد البطارية والمنظم) في وضع الشحن.
يتم استخدام المرحل لتحويل البطارية من وضع "الشحن" إلى وضع "التحميل".
العمل مع الذاكرة يشبه العمل مع الأجهزة السابقة. تتم المعايرة عن طريق تحويل مفتاح التبديل إلى وضع "المعايرة". في هذه الحالة، تقوم جهة الاتصال الخاصة بمفتاح التبديل S1 بتوصيل جهاز العتبة ومقياس الفولتميتر بإخراج المنظم المتكامل IC2. بعد ضبط الجهد المطلوب للشحن القادم لبطارية معينة عند مخرج IC2، باستخدام PR3 (التدوير بسلاسة)، يضيء مصباح LED HL2، وبالتالي يعمل التتابع K1. عن طريق تقليل الجهد عند خرج IC2، يتم قمع HL2. في كلتا الحالتين، يتم التحكم بواسطة الفولتميتر المدمج. بعد ضبط معلمات استجابة PU، يتم تحويل مفتاح التبديل إلى وضع الشحن.
المخطط رقم 8
يمكن تجنب استخدام مصدر جهد المعايرة باستخدام الذاكرة نفسها للمعايرة. في هذه الحالة، يجب عليك فصل مخرج TS عن وحدة التحكم SHI، مما يمنعه من إيقاف التشغيل عند اكتمال شحن البطارية، والذي تحدده معلمات TS. سيتم فصل البطارية عن الشاحن بطريقة أو بأخرى عن طريق جهات اتصال التتابع K1. وتظهر التغييرات في هذه الحالة في الشكل 8.
في وضع المعايرة، يقوم مفتاح التبديل S1 بفصل المرحل عن مصدر الطاقة الإيجابي لمنع العمليات غير المناسبة. في هذه الحالة، يعمل مؤشر تشغيل TC.
يقوم مفتاح التبديل S2 بإجراء التنشيط القسري للمرحل K1 (إذا لزم الأمر) (فقط عند تعطيل وضع المعايرة). يعد الاتصال K1.2 ضروريًا لتغيير قطبية مقياس التيار الكهربائي عند تحويل البطارية إلى الحمل.
وبالتالي، فإن مقياس التيار الكهربائي أحادي القطب سوف يقوم أيضًا بمراقبة تيار الحمل. إذا كان لديك جهاز ثنائي القطب، فيمكن القضاء على هذا الاتصال.
تصميم الشاحن
في التصاميم فمن المستحسن استخدام المقاومات المتغيرة والضبط مقاييس الجهد متعددة المنعطفاتلتجنب المعاناة عند تحديد المعلمات اللازمة.
تظهر خيارات التصميم في الصورة. تم لحام الدوائر بشكل مرتجل على ألواح التجارب المثقبة. يتم تركيب جميع الحشوات في علب من مصادر طاقة الكمبيوتر المحمول.
تم استخدامها في التصميمات (تم استخدامها أيضًا كمقاييس تيار بعد تعديلات طفيفة).
تم تجهيز العلب بمآخذ للتوصيل الخارجي للبطاريات والأحمال ومقبس لتوصيل مصدر طاقة خارجي (من كمبيوتر محمول).
صممت عدة مختلفة في الوظائف و قاعدة العنصر، جهاز قياس مدة النبض الرقمي.
أكثر من 30 مقترح تحسين لتحديث وحدات المعدات المتخصصة المختلفة، بما في ذلك. - مزود الطاقة. لقد كنت منذ فترة طويلة منخرطًا بشكل متزايد في أتمتة الطاقة والإلكترونيات.
لماذا انا هنا؟ نعم، لأن الجميع هنا مثلي. هناك الكثير من الاهتمام هنا بالنسبة لي، لأنني لست قويًا في مجال تكنولوجيا الصوت، ولكني أرغب في الحصول على المزيد من الخبرة في هذا المجال.
تصويت القارئ
تمت الموافقة على المقال من قبل 77 قارئا.
للمشاركة في التصويت، قم بالتسجيل والدخول إلى الموقع باستخدام اسم المستخدم وكلمة المرور الخاصة بك.يتم إنشاء مصادر الطاقة للمعدات الإلكترونية الراديوية وفقًا لدوائر انعكاس (تحويل) النبض لجهد التيار الكهربائي إلى جهد التيار المستمر عند الحمل. تتطلب نسخة المحولات الكلاسيكية جهاز تثبيت قويًا باستخدام محول كبير ومشعات تبريد لجسور الصمام الثنائي وترانزستورات تثبيت جهد الخرج. عدة درجات من حماية الحمل من تجاوز جهد الخرج والتيار، في حالة تعطل عنصر تحكم قوي، لا تحمي دائمًا من التلف. زيادة أنابيب الجهديؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة محول الطاقةوزيادة في خسائر الطاقة بنسبة عناصر قابلة للتعديلمثبت.
لقد أتاح تطوير أجهزة إمداد الطاقة النبضية - العاكسون - إمكانية إنشاء أجهزة غير مكلفة ذات وزن وأبعاد منخفضة.
تتيح العواكس إمكانية نقل طاقة الشبكة الكهربائية إلى الحمل مع خسائر منخفضة، وتحويلها إلى أي جهد وتيار مرغوبين؛ ولا تمثل حماية عناصر المحول من الأحمال الزائدة أنظمة معقدة وقوية، وتشغل الحد الأدنى من المساحة على المحول المجلس (1).
قد يختلف جهد التيار الكهربائي عن المعيار المحلي وقد يسمح باستخدام الجهاز في المناطق ذات الطاقة المنخفضة.
مفتاح التشغيليتم توصيل العاكس جلفانيًا بشبكة الطاقة من خلال مقوم ومرشحات ضوضاء الشبكة.
يتم استخدام محول التردد العالي لتحويل جهد التيار المستمر العالي إلى جهد حمل منخفض.
الغرض من هذا الجهاز هو نقل الطاقة إلى الحمل دون خسارة باستخدام تحويل التيار عالي التردد.
لفصل جهد الشبكة جلفانيًا عن جهد الحمل، يتم استخدام محول عالي التردد على قلب مصنوع من الفريت - أكاسيد الحديد المضغوطة ذات الخصائص المغناطيسية المتزايدة.
ومن الناحية العملية، يتم استخدام العاكسات أيضًا دون استخدام محول انتقالي، والشرط الوحيد لاستخدام هذه الأجهزة هو الالتزام باحتياطات السلامة أثناء التشغيل بسبب وجود الجهد العالي في الشبكة الكهربائية.
في دائرة العاكس، يحدث تحويل تيار ثلاثي: تصحيح جهد الشبكة إلى جهد مباشر، تحويل الجهد العالي المباشر إلى جهد نبضي عالي التردد، تحويل جهد الجهد العالي عالي التردد إلى جهد جهد منخفض، يليه التصحيح والاستقرار.
استقرار الجهد الناتجيتم إجراؤه عن طريق إدخال ردود فعل سلبية من خرج العاكس إلى مدخل مولد عرض النبض للمحول مع عنصر عزل كلفاني بواسطة optocoupler.
يتيح لك تغيير دورة التشغيل لنبضات المولد الحفاظ على جهد الخرج المحدد في الوضعين اليدوي والتلقائي.
يتم تصنيع محول الجهد نصف الجسر باستخدام مفاتيح الترانزستور ثنائية القطب أو ذات التأثير الميداني، وفقًا لدائرة مضخم الدفع والسحب نصف الجسر.
خصائص الجهاز:
جهد التيار الكهربائي 160-240 فولت.
القوة 150 واط
الجهد الثانوي 13.8 فولت
تحميل متوسط الحالي 10 أمبير
وزن الجهاز 370 جرام .
تردد المحول 27 كيلو هرتز.
الكفاءة 91%
دائرة العاكس تشمل:
1. مقوم الشبكة عالي الجهد مع مرشحات ضوضاء التحويل.
2. عناصر للحد من تيار الشحن لمكثفات مرشح الشبكة.
3. عناصر الحماية ضد الضوضاء النبضية عالية المستوى.
4. دوائر تحويل الجهد الثانوية.
5. عناصر إشارة التحويل.
6. عناصر دائرة التغذية المرتدة مع مضخم الخطأ الإلكتروني البصري والفصل الجلفاني للدوائر.
7. عاكس الجهد الترانزستور مع محول عابر عالي التردد.
8. مولد نبض مستطيل على جهاز توقيت تناظري.
9. مثبت جهد إمداد المولد البارامترى.
10. مُغير عرض النبض على الترانزستور.
11. عرض النبضمنظم الجهد الناتج.
بالمقارنة مع محولات الجهد أحادية الدورة، في دائرة محول الدفع والسحب، يتم تقليل متطلبات خصائص الترانزستورات الرئيسية - يتم تقليل الجهد المسموح به إلى النصف، ويتم تقليل متطلبات استخدام تيارات العودة للملفات المحولات، هناك لا العاصمة.مغنطة اللفات - مما يسمح لك بالزيادة انتاج الطاقةالأجهزة مرتين، دون تكاليف إضافية كبيرة.
وصف تشغيل عناصر الدائرة
مولد نبض مربعالمحرز على جهاز توقيت متكامل التناظرية DA1 (الشكل 1). في تصميم الدائرة لعاكس نصف الجسر، من المستحسن استخدام مؤقت مع انخفاض استهلاك الطاقة (2). تلبي الدائرة الدقيقة DA1 متطلبات التصميم وتتمتع بتشغيل مستقر عبر نطاق واسع من جهد الإمداد، ولها خرج قوي واستهلاك تيار منخفض. يتكون الهيكل الداخلي من وحدات وظيفية: مضخمان تشغيليان يعملان كمقارنات (المدخل 2 و6)؛ RS - الزناد. مضخم الإخراج لزيادة سعة الحمولة؛ الترانزستور الرئيسي مع جامع مفتوح (دبوس 7) ؛ إعادة تعيين الإخراج إلى حالة الصفر (4)؛ إخراج الوصول المباشر إلى نقطة المقسم بمستوى 2/3 من جهد الإمداد - تعديل الدائرة (5).
تم تحديد منافذ دائرة المؤقت DA1 أثناء وصف الجهاز، بناءً على استخدامها في تشغيل مخطط الدائرة.
الجدول 1. معلمات نظائرها الموقت:
| نوع الموقت |
يو السلطة |
أنا-الاستهلاك أماه |
U-خارج كحد أقصى. |
إف ميجاهيرتز |
ملحوظة |
مع انخفاض جهد مصدر الطاقة، ينخفض \u200b\u200bاستهلاك الدائرة الدقيقة الحالي، ويتغير تردد المحول قليلاً - لا يزيد عن 1٪.
عندما ينخفض الجهد عند الطرف 5DA1 - وهو تعديل للمؤقت - تقل مدة نبض الخرج، مما سيؤدي إلى انخفاض في متوسط تيار شحن البطارية.
إن استخدام مؤقت متكامل يجعل من السهل جدًا إنشاء مولد نبض. تتم عملية شحن وتفريغ المكثف الخارجي C1 بشكل دوري. يسمح لك منظم نسبة واجب النبض R1 بتغيير جهد الخرج على الحمل XT1-XT2.
يتم شحن المكثف C1 من خلال الصمام الثنائي VD1 والمقاومات R1، R2، ويتم التفريغ من خلال الصمام الثنائي R1، R2، VD2، R4. عرض النبض فقط قابل للتعديل.
إذا لزم الأمر، يمكن تعديل معدل تكرار النبض عن طريق تغيير سعة المكثف C1.
لتشغيل الدائرة الدقيقة في وضع المذبذب الذاتي، يتم توصيل المدخلات 2DA1 و6DA1 والمقارنات الداخلية معًا. يصاحب شحن المكثف الخارجي C1 زيادة في الجهد عليه إلى مستوى 2/3 من جهد الإمداد، ومستوى الجهد العالي عند مخرج 3DA1 يتحول إلى مستوى منخفض. عندما ينخفض الجهد على المكثف C1 إلى مستوى 1/3 من جهد الإمداد (بسبب التفريغ من خلال الترانزستور الداخلي للدائرة الدقيقة - الدبوس 7DA1)، من خلال الدائرة R1، R2، VD2، R4، سيتم تشغيل المشغل الداخلي مرة أخرى، قم بتحويل الإخراج 3 DA1 إلى مستوى عالٍ، متبوعًا بشحن المكثف C1.
يشير مؤشر HL1 بصريًا إلى وجود مستوى عالٍ عند مخرج 3DA1.
تسمى نسبة الفاصل الزمني عالي المستوى إلى الفترة الكاملة بدورة العمل أو دورة العمل وتعتمد على قيمة المقاومة لدوائر الشحن والتفريغ للمكثف C1.
العاكس الجهد:
يتم توفير نبضة ذات قطبية موجبة من الخرج 3DA1 من خلال المقاوم المحدد R4 إلى قاعدة الترانزستور ثنائي القطب VT1 لمضخم عرض النبض.
يفتح الترانزستور VT1 ويحول الترانزستورات VT2، VT3 إلى حالات التوصيل المعاكسة.
إن تغيير المستوى العالي للطرف 3DA1 إلى الصفر يكون مصحوبًا بإغلاق موصلية الترانزستور VT2 وفتح الترانزستور VT3. عند نقطة الاتصال VT2،VT3، VD5،VD6،R16،1T1، يتم تشكيل نبضة مستطيلة.
تعمل المقاومات R11 و R12 والمكثفات C4 و C5 في الدوائر الأساسية للترانزستورات VT2 و VT3 على تقليل مستوى التيار خلال التيار وإزالة الترانزستورات من التشبع في لحظة تبديل الترانزستورات ، مما يقلل أيضًا من الخسائر في دوائر التحكم وتسخين الترانزستورات.
يتم إنشاء شروط تحويل إضافية عن طريق توصيل ترانزستور تفريغ المؤقت (دبوس 7DA1) بقاعدة الترانزستور VT1، ويحدث فتح الترانزستور مع تأخير معين ناتج عن المقاوم R4، ويحدث إيقاف التشغيل في وقت أقصر، وهو ما تأثير إيجابي على تبديل ترانزستورات الإخراج لمحول الجهد. إن استخدام التحكم في التيار التناسبي لمفاتيح الترانزستور مع محول تحويل قابل للتشبع يسمح بإزالة الترانزستورات تلقائيًا من التشبع في لحظة التبديل.
ترتبط ثنائيات التخميد VD5، VD6 بالتوازي مع الترانزستورات VD2، VD3 وتحمي من نبضات الجهد العكسي؛ في بعض الترانزستورات يتم تثبيتها في السكن، لكن هذا لا ينعكس دائمًا في بيانات جواز السفر.
الجدول 2. استبدال الترانزستورات:
| الترانزستور |
المملكة المتحدة - الجهد |
تيار جامع |
بك |
ح21 |
تي بتوقيت موسكو |
إطار |
يجب تثبيت الترانزستورات T2 و T3 على الرادياتير من خلال الحشيات والدبابيس المعزولة. يتم استخدام المحول عالي التردد T1 بدون تعديل من مصدر طاقة الكمبيوتر من نوع TX.
يؤدي فصل المكثف C8 إلى منع تدفق المكون الثابت عبر الملف الأولي 1T1 مع خصائص مختلفة محتملة لترانزستورات الخرج VT2 وVT3 ومكثفات المرشح C9 وC10.
يقوم المكثف C7 مع المقاوم R16 بإنشاء دائرة تقلل من ضوضاء التحويل وتزيل ارتفاع الجهد العكسي الناتج في لحظة تبديل التيار في لف المحول 1T1.
إمدادات الطاقة إلى دوائر العاكس:
تعمل مكثفات الترشيح C9 و C10 مع مقاومات التفريغ R18 و R19 على إنشاء نقطة وسطية صناعية عالية الجهد لمحول العاكس. يتم تشغيل مولد النبض من خلال المقاوم المحدد R6 و R10 ، وذلك بسبب انخفاض استهلاك مولد النبض في مؤقت DA1 لتيار الإمداد. . يتم تثبيت جهد إمداد المولد بواسطة صمام ثنائي زينر VD3.
يكون جهد التيار الكهربائي، قبل الوصول إلى جسر الصمام الثنائي VD9، محدودًا بتيارات الشحن النبضية لمكثفات المرشح C9، C10. يتم تحديد التيار بواسطة المقاوم RT1؛ وتصبح مقاومته العالية في الحالة "الباردة" منخفضة عندما يتم تسخين مكثفات المرشح عن طريق تيارات الشحن.
يقوم المقاوم RU1 بتحويل ارتفاعات الجهد التي يتم عكسها عندما يعمل المحول في الشبكة. الغرض من المحول T2 يجعل من الممكن القضاء على تغلغل ضوضاء التحويل النبضي في الشبكة وتمديد وقت بدء تشغيل العاكس لفترة شحن المكثفات C9 و C10 لمرشح التجانس.
تحميل دوائر الطاقة:
تسمح لك الثنائيات المعدلة القوية عالية التردد VD7، VD8 بنقل طاقة المحول إلى حمل على شكل بطارية سيارة، مع التحكم في الجهد باستخدام HL2 LED ومؤشر التيار الجلفاني PA1 مع تحويلة داخلية تبلغ 10 أمبير. العاكس محمي من التحميل الزائد بواسطة المصهر FU1. يتم توصيل البطارية بالطرفين XT1 وXT2، بالقطبية المناسبة، بواسطة سلك مجدول من الفينيل العازل بمقطع عرضي يبلغ 2-4 مم.
يتم ضبط تيار شحن البطارية وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة وتوصياتها لاستعادة البطارية.
يعمل المكثف C6 على تقليل مستوى الضوضاء في دوائر شحن البطارية الحالية.
دائرة تثبيت الجهد الناتج:
للحفاظ على مستوى معين من الجهد والتيار على الحمل، يتم إدخال دائرة تغذية مرتدة سلبية في الدائرة من دوائر الحمل الثانوية إلى مدخل 5DA1 لمؤقت مولد النبض. يتم تغذية جهد خرج العاكس من المكثف C6 عبر جسر على المقاومات R13 R14R15 إلى مؤشر LED الخاص بالمقرنة الضوئية DA2.. الفصل الجلفاني للدوائر الأولية والثانوية يزيل الإصابات الكهربائية.
يتيح لك التضخيم الذي تم إنشاؤه بواسطة optocoupler DA2 الاستغناء عن مضخم إضافي في دائرة الخطأ. تعمل إشارة الخطأ التي يتم تضخيمها بواسطة الترانزستور الضوئي الداخلي للمقرنة الضوئية على زيادة التيار في دائرة الترانزستور المفتوح للمقرنة الضوئية، ويتم تحويل الإدخال 5DA1 بواسطة optocoupler إلى السلك المشترك، والجهد عند مدخل المقارنة العلوية (6DA1) عند السقوط، يقوم بتبديل الزناد الداخلي بجهد أقل على المكثف C1، وينخفض متوسط قيمة التيار في الحمل. يمكن تحقيق الاعتماد على درجة حرارة الجهاز بشكل إضافي عن طريق تركيب الثرمستور بدلاً من المقاوم R15، وتعزيزه من خلال الحشية الموجودة على مشعاع الترانزستور. يؤدي تقليل جهد الحمل إلى القضاء على تحويل دخل المقارنة العلوي إلى دخل 5DA1، وسيزيد التيار الموجود في الحمل إلى قيمته الأصلية.
مكونات الراديو:
يتم تثبيت مكونات الراديو في دائرة الشاحن في المصنع؛ ويتم أخذ العديد من مكونات الراديو من الشاشات وأجهزة الكمبيوتر التي تم إيقاف تشغيلها؛ ولا توجد أي أجزاء تم شراؤها في الجهاز. يمكنك صنع محول عاكس وفقًا للتوصيات الواردة في المجلات (4)، لكن من الصعب أخذ محول من شاشة أو مصدر طاقة للكمبيوتر.
ترتيب التجميع:
يتم تركيب لوحات الدوائر المطبوعة مع مكونات الراديو للعاكس ومقوم التيار الكهربائي مع دوائر الحماية في العلبة على الرفوف، ويتم تثبيت مقياس التيار الكهربائي في فتحة مقطوعة مسبقًا، والمؤشرات HL1، HL2 - حالة الدائرة والمنظم الحالي R1 (عامل العمل) يتم ربطها بالثقوب مع الغراء بجانبها.
يتم تركيب المفتاح SA1 والصمامات FU1 وFU2 في فتحات الهيكل.
تعديل الدائرة:
لتجنب المشاكل، قبل تشغيله، بدلاً من المصهر، قم بلحام مصباح كهربائي من ثلاجة 220 فولت 15 وات (3). بدلا من الحمل، يتم توصيل المصباح الكهربائي من سيارة 12 فولت 50 شمعة. يشير ضوء الثلاجة الضعيف إلى حالة تشغيل الدائرة. بعد بضع ثوان من التشغيل، بعد قطع الاتصال بالشبكة، يتم فحص الترانزستورات للتدفئة؛ إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة، يتم تحديد أسباب الضرر المحتمل للعناصر واستبدالها بأخرى صالحة للخدمة. يقوم المقاوم R14، مع منزلق المقاوم R1 في الموضع الأوسط، بضبط جهد الخرج على 13.8 فولت تحت الحمل. عندما تقوم بإدارة شريط تمرير المقاوم R1، يجب أن يتغير سطوع ضوء التحميل. إذا لم يكن هناك تبريد كاف للترانزستورات والثنائيات الخاصة بمقوم الجهد الثانوي المثبت على المشعات، فسيتم تثبيت مروحة إضافية على علبة الشاحن لهذا الغرض؛ تم وصف إجراءات شحن واستعادة بطاريات الحمض والنيكل والكادميوم في دليل المؤلف (5).
مراجع:
1. في. سوروكووموف. شاحن نبض. الإذاعة رقم 8، 2004 ص 46.
2. آي بي شيليستوف. لهواة الراديو مخططات مفيدة. الكتاب 5. الصفحة 108. سولون برس 2003
3. ب. سوكولوف. تحسين الصابورة الإلكترونية. الإذاعة رقم 6، 2006، ص27.
4. أ. بيتروف. كتلة النبضتَغذِيَة. راديومير. رقم 7/2002 ص12.
5. فلاديمير كونوفالوف. "السيارات والبطاريات." الدليل المنهجي لمركز DTT. إيركوتسك 2009 70 ص.
قائمة العناصر الراديوية
| تعيين | يكتب | فئة | كمية | ملحوظة | محل | مفكرة بلدي |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | توقيت قابل للبرمجة ومذبذب | LMC555 | 1 | إلى المفكرة | ||
| VT1 | الترانزستور ثنائي القطب | KT940A | 1 | إلى المفكرة | ||
| VT2، VT3 | الترانزستور ثنائي القطب | 2SC4242 | 2 | إلى المفكرة | ||
| VD1، VD2 | الصمام الثنائي | 512 مليار دينار كويتي | 2 | إلى المفكرة | ||
| VD3 | ديود زينر | KS215ZH | 1 | إلى المفكرة | ||
| VD4 | ديود زينر | KS133A | 1 | إلى المفكرة | ||
| VD5، VD6 | المعدل الصمام الثنائي | FR155 | 2 | إلى المفكرة | ||
| VD7، VD8 | الصمام الثنائي | 213 مليار دينار كويتي | 2 | إلى المفكرة | ||
| VD9 | جسر ديود | RS406L | 1 | إلى المفكرة | ||
| DA2 | أوبتوكوبلر | LTVD817 | 1 | إلى المفكرة | ||
| ج1 | مكثف | 2200 الجبهة الوطنية | 1 | اختيار | إلى المفكرة | |
| ج2 | 100 ميكروفاراد 16 فولت | 1 | إلى المفكرة | |||
| ج3 | مكثف | 0.01 درجة فهرنهايت | 1 | إلى المفكرة | ||
| C4، C5، C12 | مكثف | 0.1 ميكرو فاراد | 3 | إلى المفكرة | ||
| ج6 | مكثف كهربائيا | 470 ميكروفاراد 25 فولت | 1 | إلى المفكرة | ||
| ج7 | مكثف | 2000 الجبهة الوطنية | 1 | إلى المفكرة | ||
| C8 | مكثف | 1 ميكروفاراد 400 فولت | 1 | إلى المفكرة | ||
| ج9، ج10 | مكثف كهربائيا | 100 ميكروفاراد 160 فولت | 2 | إلى المفكرة | ||
| ج11 | مكثف | 0.1 ميكروفاراد 600 فولت | 1 | إلى المفكرة | ||
| ر1 | مقاومة متغيرة | 100 كيلو أوم | 1 | إلى المفكرة | ||
| R2 | المقاوم | 2.4 كيلو أوم | 1 | إلى المفكرة | ||
| ر3 | المقاوم | 1.6 كيلو أوم | 1 | إلى المفكرة | ||
| ر4 | المقاوم | 240 أوم | 1 | إلى المفكرة | ||
| ص5 | المقاوم | 1.2 كيلو أوم | 1 | إلى المفكرة | ||
| ص6 | المقاوم | 47 كيلو أوم | 1 | 1 واط | إلى المفكرة | |
| ص7 | المقاوم | 12 كيلو أوم | 1 | إلى المفكرة | ||
| ص8 | المقاوم | 2.7 كيلو أوم | 1 | 0.5 واط | إلى المفكرة | |
| ص9 | المقاوم | 510 أوم | 1 | 0.5 واط | إلى المفكرة | |
| ص 10 | المقاوم | 1.2 كيلو أوم | 1 | 1 واط | إلى المفكرة | |
| ر11، ر12 | المقاوم | 100 أوم | 2 |