ステップアップDC/DC電圧コンバーター、12/300ボルト。スキーム、説明

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昇圧 DC/DC 電圧コンバータ、12/300 ボルト。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ほぼすべての SMPS には、220 V の交流電圧を直流の 310 V に変換する全波整流器が搭載されています (唯一の例外は低電力 SMPS で、半波整流器が使用されることもあります)。これは、このような SMPS に電力を供給するために 220 V の正弦波電圧と 50 Hz の周波数を生成する必要がなく、310 V の定電圧で十分であることを意味し、コンバータの設計が大幅に簡素化されます。

提案された DC/DC コンバータを使用すると、車両の車載ネットワークまたはその他の 12 V DC 電圧源から、消費電力 50 W 未満のネットワーク電気機器 (SMPS を含む) に電力を供給できます。このコンバータは、寸法と重量が小さく、低コストで高い信頼性と効率、そしてシンプルな設計を備えています。欠点 - 310 V 電源からの 12 V DC 出力電圧回路のガルバニック絶縁の欠如と低電力。コンバータ回路を図に示します。 1.

（クリックして拡大）

仕様：

入力電圧、V ..... 10,5 ... 15
変換周波数、kHz....40
出力電圧、V ... 300 ... 310
負荷がない場合に消費される電流、mA ..... 38
最大長期負荷電力、W....50
効率 (入力電圧 11,7 V、負荷電力 32 W 時)、%....92

このデバイスは、昇圧トランス T1 の一次巻線の中点の出力を備えたプッシュプルコンバータの古典的な方式に従って構築されています。このデバイスのベースはプッシュプル SHI コントローラ DA1 です。その出力はエミッタフォロワ回路に従って接続されます。変換周波数は約 40 kHz で、抵抗 R3 とコンデンサ C3 によって設定されます。コンバータのスムーズな起動は、要素 R4、R7、C9、VT7 によって保証されます。これにより、平滑コンデンサ C1 ～ C5 が充電されているときの過渡プロセス中に、ヒューズリンク FU6、スイッチングトランジスタ VT7、VT10、および整流ダイオード VD18 ～ VD20 が過負荷から保護されます。電源電圧が印加されると、コンデンサ C9 が充電され、この時点でトランジスタ VT7 が閉じます。

コンデンサが充電されると、トランジスタ VT7 が開き、「デッドタイム」コンパレータの入力 (ピン 4DA1) の電圧が低下します。このため、コントローラーパルスのデューティサイクルはゼロから最大値 (48%) まで滑らかに増加します。このソリューションは、一般的に使用される RC 回路とは対照的に、オープン状態の VT7 トランジスタのドレイン-ソース間抵抗が非常に低いため、制御パルスの最大デューティサイクルを得ることができます。ダイオード VD2 は、電源電圧がオフになるとコンデンサ C9 の放電を加速します。

トランジスタ VT1、VT2、および VT3、VT4 は、電界効果トランジスタ VT5、VT6 のゲート容量の高速再充電を提供するエミッタフォロアです。ダイオード VD3、VD4 はゲート回路内の抵抗 R8、R9 をバイパスし、これらのトランジスタの閉成プロセスを高速化して、スイッチング損失を低減します。トランジスタ VT5、VT6 のドレインにおける電圧サージを安全な値に制限するために、制限ダイオード VD5、VD6 が取り付けられています。

出力電圧を安定させるため、SHI コントローラに内蔵されているエラー信号アンプ DA1 に電圧フィードバックがかかっています。コンバータの出力電圧は、抵抗分圧器 R14R15 を介してこのアンプの非反転入力 (DA1 のピン 1) に供給されます。抵抗器 R2 を介したアンプの反転入力 (ピン 1) は、DA5 のピン 14 からの内蔵基準電圧源 (1 V) から電圧を受け取ります。出力電圧の増加は、SHI コントローラ DA9 のピン 10 および 1 でのパルス幅の線形減少につながり、出力電圧の減少につながります。その安定化。

抵抗 R1 と R2 を使用して、内蔵エラー信号アンプのゲインを約 9 に設定します。これにより、PHI コントローラーのピン 10 と XNUMX での制御パルスの持続時間の大幅な差を防ぐことができました。

要素 DA2、HL1、R10 ～ R13 には、バッテリー放電監視ユニットがあります。分圧器 R10、R11 からの電源電圧は、コンパレータとして使用される並列電圧安定化装置である DA2 マイクロ回路の制御入力に供給されます。

制御入力の電圧が 2,5 V を超えると、HL1 LED に電流が流れ、その点灯はバッテリーの通常の電圧を示し、光の消灯は放電を示します。ダイオード VD1 は、供給電圧の極性が間違っていることからデバイスを保護します。そのような状況が発生すると、ヒューズリンク FU1 が切れます。 SHI コントローラ DA1 への電源電圧は、パワーフィルタ L1C4C6 を介して供給されます。

このデバイスは抵抗器 MLT、C2 ～ 23 を使用し、酸化物コンデンサは輸入され、コンデンサ C1 ～ C3 は K10 ～ 17、残りは標準サイズ 0805 または 1206 の表面実装用セラミックです。トランジスタ IRF3205 は IRFI3205 または IRL3705N と交換可能です。トランジスタ 2SC3205 と 2SA1273 - それぞれ KT961 と KT639 に搭載 (任意の文字インデックス付き)。後者の場合、少なくとも 100 の静電流ゲインを持つ試験片を選択することをお勧めします。ダイオード 1.5KE36A は、ダイオード 1.5KE39A、1.5KE47A または P6KE36A、P6KE39A、P6KE47A、および UF2007、FR207 または HER207 と置き換えることができます。 TL494CLP PHI コントローラーの完全な類似物は超小型回路です。 KA7500とKR1114EU4。トランジスタ VT5 と VT6 を基板に取り付けた後、絶縁熱伝導ガスケットを介して共通のヒートシンクがそれらに取り付けられます。これは、寸法 50x20 mm、厚さ 2...4 mm のアルミニウム板です。トランス T1 には、IBM PC AT 電源の断面 10x7 mm の El タイプの W 型磁気コアが使用されます。

まず、巻線 II がフレームに巻かれ、PEV-182 2 mm ワイヤーが 0,25 回巻かれ、各層がトレーシングペーパーで絶縁されます。 I巻線にはPEV-2 0,44mmのツイスト線を14本使用し、途中からタップ付きでXNUMX回巻いています。

巻き上げ後、リール全体にシェラックを含浸させます。乾燥を早めるには、巻線 II に 0,3 ～ 0,4 A の直流電流を流してコイルを温めます。この時点では、コイル内に磁気回路が存在していません。最大の巻線インダクタンスを得るために、磁気回路の両方の部分はフェライト粉末を混合したシェラックで接着されています。乾燥後、磁気回路は数層の紙粘着テープで包まれます。変圧器 T1 の巻線 I の各半分のインダクタンスは少なくとも 130 μH でなければなりません。

LED、ダイオード VD1、ヒューズホルダー、電源スイッチ、入出力ソケットを除くコンバータのすべての要素は、厚さ 1,5 mm の片面フォイルグラスファイバーで作られたプリント基板に取り付けられています。その図面は次のとおりです。図に示されています。 2.

ステップアップDC/DC電圧コンバーター、12/300ボルト

ボードは154x64x39 mmのケースに取り付けられています。これは自家製で、厚さ2 mmのポリスチレンシートから接着されています。 LED、ヒューズホルダー、電源スイッチ、入出力ソケットはケースの側壁の穴に取り付けられています（図3）。

ステップアップDC/DC電圧コンバーター、12/300ボルト

ダイオード VD1 は電源スイッチ SA1 とヒューズホルダー FU1 の端子にあります。ハウジングカバーには通気孔があります（図4）。

ステップアップDC/DC電圧コンバーター、12/300ボルト

コンバータのセットアップは、負荷を接続せずに出力電圧をチェックすることになります。出力電圧は 300 ～ 310 V の範囲内である必要があります。必要に応じて、抵抗 R15 を選択することで出力電圧を変更します。

バッテリ放電制御ユニットを設定するには、電源電圧が 11 V に低下したときに HL10,8 LED が消灯するように抵抗 R1 を選択する必要があります。

著者: ベリャーエフ S.

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