インバータ電流源。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

インバータ電流源。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

提案されたインバータ電流源は、電子機器に電力を供給したり、自動車のバッテリーを充電したりするために使用できます。

フライバック電流コンバータ (OHP) - インバータ - は、強力なパルススイッチで構成されています。プッシュプルコンバータとは異なり、無線コンポーネントが少なく、動作モードの安定化は、出力段からパルス幅制御信号発生器の制御入力までの光電子スイッチを介したフィードバックによって実行されます。このようなコンバータの欠点は、動作電圧が高いパワートランジスタを使用する必要があることです。インバータ電流源には損傷に対するいくつかの保護機能があります。

キートランジスタの温度を超えないようにする。
短絡に対して;
過電圧および低電圧負荷から、
電源ネットワークのインパルスサージから。

電流パルススイッチを備えたフライバックコンバータ回路（図1）は、アナログタイマーチップ上のPWMジェネレータ、キートランジスタ、出力電圧安定化回路、電流および熱保護電子回路で構成されています。

（クリックして拡大）

電源 - 突入電流制限付きトランスレス。電子回路の一次回路と二次回路は電気的に分離されています。

コンバータの高周波トランスはフェライトコアを使用しています。コンバータの電力は供給電圧に依存します。変換周波数と変圧器の磁気特性。電界効果トランジスタをキーとして使用することで、制御回路での信号損失を低減することができます。出力電流は、一定の周波数で発生器パルスの持続時間を変更することによって制御されます。

インバーターは XNUMX 倍の電圧変換を備えています。主電源の交流電圧は強力なダイオードブリッジによって整流され、高電圧 DC に変換されます。次に、インバータによって高周波パルスに変換され、パルストランスによって降下されます。整流平滑後、必要な値の低圧直流電圧が負荷に印加されます。

パルス発生器はアナログタイマー DA1 で作成されます。この超小型回路には、1 つのコンパレータ、内部トリガ、負荷容量を増やすための出力アンプ、および主要なオープンコレクタ放電トランジスタが含まれています。生成周波数は外部 RC チェーンによって設定されます。コンパレータは、コンデンサ C1 の 3/2 および 3/5 U ピットのしきい値電圧に達すると、内部トリガを切り替えます。制御入力（ピン1）DAXNUMXはパルス生成モードを変更するために使用され、出力電圧の安定化を保証します。

デバイスの出力電流は、同調抵抗器 R2 によって設定される発生器パルスのデューティサイクルに依存します。出力 DA1 からキートランジスタ VT1 に供給されるパルスは非常に短く、負荷の平均電流は最小限です。 R1 スライダーの右側の位置では、出力電流と同様にパルス持続時間が最大になります。

電圧インバータは、強力な電界効果トランジスタ VT1 と高周波トランス T1 で構成されています。変換中に発生するインパルス電圧による破壊からトランジスタを保護するために、トランジスタとトランスはダンピングチェーン C4-C5-R12-VD4 および C6-R13 で「接続」されています [2]。過電流に対するトランジスタ VT1 の保護は、並列安定化装置 (「制御されたツェナーダイオード」) DA2 で行われます。

VT11 のソース回路の抵抗 R1 の両端の電圧が上昇し、抵抗 R2 を流れる電流が増加すると、DA1 が開き、VT1 ゲートが分路され、その結果、VTXNUMX が閉じ、それに流れる電流が減少します。

電源の二次回路には、高周波ダイオードアセンブリ VD5 上の整流器と平滑フィルタ C8-L1 が含まれます。負荷電流は、1 A シャントを内蔵した PA10 電流計によって制御されます。

インバータの電源回路は、パルスダイオードブリッジ VD6 とフィルタコンデンサ C7 で構成されています。初期瞬間におけるフィルタコンデンサの充電は、臨界電流による損傷からダイオードブリッジを保護するサーミスタ Rt2 によって制限されます。変圧器と電界効果トランジスタを流れるパルス電流は抵抗器 R16 によって制限され、その抵抗値は変圧器のパラメータのばらつきを補償します。

インバーターの変換周波数は、デバイスから最大電力を得る上で大きな役割を果たします。

10 倍に増加すると、トランスの許容電力 (フェライトと巻線を変更しない場合) はほぼ 4 倍増加します。フェライトは通常、自家製のインバータ電源に使用され、25 ～ 100 kHz のインバータ動作周波数を提供します。

この場合、デバイスを製造するときは、トランジスタスイッチの特性を考慮して、使用する変圧器の動作周波数を遵守する必要があります。

電圧を安定させるために、誤差信号の周波数パルス変換が使用されます。分圧器 R14-R15 を介した出力電圧はフォトカプラ LED VU1 に供給されます。

フォトカプラのフォトトランジスタは制御入力 (ピン 5) DA1 に接続されています。たとえば負荷抵抗の増加により出力電圧が増加すると、フォトカプラのフォトトランジスタがさらに開き、制御入力DA1を分路します。発生器の出力パルスの持続時間は減少し、キートランジスタが開状態で費やす時間も減少します。その結果、変圧器の二次巻線の電圧も減少します。出力電圧が安定します。出力電圧が増加すると、上記のプロセスが逆に発生します。

冷却が不十分な状態でキートランジスタ VT1 が過熱すると、故障につながる可能性があります。トランジスタの温度制限は、ラジエーター VT1 に絶縁ガスケットを介して固定されたサーミスタ Rt1 を使用して行われます。 VT1 が加熱されると、抵抗 Rt1 が減少し、フォトトランジスタ VU1 の開度が大きくなり、上記と同様に負荷の電圧 (および電流) が減少します。

インバーター内のパルストランス T1 は、カソードビームキネスコープを備えた時代遅れのモニターから産業用に使用されています。工場出荷時のトランスには、最大の磁気結合を確保し、巻線の漏れインダクタンスを低減するために、一次巻線と二次巻線が最適に層内に配置されています。また、巻線間に銅箔による静電シールドを設け、より線で巻線することで表皮効果を低減しています。

変圧器は、すべての負荷によって消費される電力の合計に等しい、必要な全体電力に基づいて選択されます。変圧器を自社で製造する場合、その計算式は [3] から取得できます。しかし、製造における主な困難は計算ではなく、適切なフェライトの探索と巻線層の特定の分布の必要性にあります。一方、モニタートランスは計算されたデータと完全に一致しています。

負荷電流10 A、二次巻線のアイドル電圧約18 V、窓面積200 cm250、断面積約15のコアを備えた電力2 ... 10 Wの変圧器cm2が適しています。一次巻線には 146.162 mm ワイヤが 0,6 回巻かれています。二次 - 2x23 ターン 4x00,31 mm。

インダクタ L1 は、10 mm のフェライトロッドまたはサイズ K0,81x4x12 mm のフェライトリング上に作られた、PEV 8 mm の銅線を 4 回巻いた巻線です。

インバータはプリント基板上に作成されており、その図を図 2 に示します。トランジスタ VT1 は基板から取り外され、50x50x10 mm の寸法の別個のラジエーターに配置されます (基板上のピン指定: B - VT1 ゲート、K - ドレイン、E - ソース)。

主要なトランジスタを交換するための可能なオプションを表 1 および表 2 に示します - 他の要素の許容可能な代替品。

インバータボードアセンブリは適切なサイズのケースに取り付けられており、そのフロントパネルには電流計、主電源スイッチ、ヒューズ、出力端子があります。

主電源電圧の存在による回路の調整は、安全規制に従って実行する必要があります。

最初のテストは、主電源線の切れ目に一時的に接続した 220 V / 100 W ランプを使用して実行する必要があります。ランプの点灯によってデバイスがネットワークに接続されている場合、回路の開始とコンバータへの負荷の影響は十分に監視されますが、偶発的な短絡が発生した場合には緊急事態は発生しません。設置中または欠陥のある要素を使用している場合に回路が破損する可能性があります。

調整は、発電機のマイクロ回路とインバータートランジスタの電源電圧をチェックすることから始まります。出力 3 DA1 でのパルスの存在は、LED インジケータ HL1 によって示されます。負荷の代わりに、自動車の電球 (12 V) を接続する必要があります。出力電圧は、抵抗器 R14 スライダの中間位置を使用してトリマ抵抗器 R2 によって設定されます。

デバイスの電源を入れてからしばらくしてから、電源を切って無線コンポーネントの温度状況を確認する必要があります。デバイスの必要なパラメータは、発電機の周波数（容量 C1 の選択）、デューティサイクル（抵抗 R2）を変更し、変圧器 T1 の二次巻線（存在する場合）の接続を変更することによって設定できます。

熱保護の確認は、（はんだごて）サーミスタ Rt1 を加熱することによって実行されます。その後、出力電圧が低下するはずです。

バッテリーの充電および回復技術については、[4、5] で詳しく説明されています。

文学

1. V. Kosenko et al. リバースパルス IP。 - ラジオ、2000 年、No. 1、S. 42。
2. S.コーセンコ。シングルサイクルコンバータにおける誘導性素子の動作の特徴。 - ラジオ、2005 年、第 7 号、S.Z0。
3.A.ペトロフ。インダクタ、チョーク、トランス。 - アマチュア無線、1996 年、No. 1、S.13。
4. コノバロフ副大統領車とバッテリー。同センターの体系的マニュアル「省エネ技術」。 - イルクーツク、2009年。
5. コノバロフ副大統領充電装置。同センターの体系的マニュアル「省エネ技術」。 - イルクーツク、2009年。

著者: V.Konovalov、E.Tsurkan、A.Vanteev、クリエイティブ研究所「オートメーションとテレメカニクス」、イルクーツク

他の記事も見る セクション電圧変換器、整流器、インバーター.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

タッチエミュレーション用人工皮革 15.04.2024

距離を置くことがますます一般的になっている現代のテクノロジーの世界では、つながりと親近感を維持することが重要です。ドイツのザールランド大学の科学者らによる人工皮膚の最近の開発は、仮想インタラクションの新時代を象徴しています。ドイツのザールラント大学の研究者は、触覚を遠くまで伝えることができる超薄膜を開発した。この最先端のテクノロジーは、特に愛する人から遠く離れている人たちに、仮想コミュニケーションの新たな機会を提供します。研究者らが開発した厚さわずか50マイクロメートルの極薄フィルムは、繊維に組み込んで第二の皮膚のように着用することができる。これらのフィルムは、ママやパパからの触覚信号を認識するセンサーとして、またその動きを赤ちゃんに伝えるアクチュエーターとして機能します。保護者が布地に触れるとセンサーが作動し、圧力に反応して超薄膜を変形させます。これ ... >>

Petgugu グローバル猫砂 15.04.2024

ペットの世話は、特に家を清潔に保つことに関しては、しばしば困難になることがあります。 Petgugu Global のスタートアップ企業から、猫の飼い主の生活を楽にし、家を完璧に清潔で整頓された状態に保つのに役立つ、新しい興味深いソリューションが発表されました。スタートアップの Petgugu Global は、糞便を自動的に流し、家を清潔で新鮮に保つことができるユニークな猫用トイレを発表しました。この革新的なデバイスには、ペットのトイレ活動を監視し、使用後に自動的に掃除するように作動するさまざまなスマートセンサーが装備されています。この装置は下水道システムに接続されており、所有者の介入を必要とせずに効率的な廃棄物の除去を保証します。また、トイレには大容量の水洗トイレがあり、多頭飼いのご家庭にも最適です。 Petgugu 猫砂ボウルは、水溶性猫砂用に設計されており、さまざまな追加機能を提供します。 ... >>

思いやりのある男性の魅力 14.04.2024

女性は「悪い男」を好むという固定観念は長い間広まっていました。しかし、モナシュ大学の英国の科学者によって行われた最近の研究は、この問題について新たな視点を提供しています。彼らは、男性の感情的責任と他人を助けようとする意欲に女性がどのように反応するかを調べました。この研究結果は、男性が女性にとって魅力的な理由についての私たちの理解を変える可能性がある。モナシュ大学の科学者が行った研究により、女性に対する男性の魅力に関する新たな発見がもたらされました。実験では、女性たちに男性の写真と、ホームレスと遭遇したときの反応など、さまざまな状況での行動についての簡単なストーリーを見せた。ホームレス男性を無視する人もいたが、食べ物をおごるなど手助けする人もいた。ある研究によると、共感と優しさを示す男性は、共感と優しさを示す男性に比べて、女性にとってより魅力的であることがわかりました。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

iPadは5度熱くなっています 29.03.2012

新しい iPad の所有者は、デバイスがタブレット市場で最も高度な画面と最も強力なグラフィックスを備えていると誇張することなく言うことができますが、残念ながら、これらの革新はデバイスの他の特性に悪影響を及ぼしました。より大きく、オランダで実施された新しい研究は、技術革新を支持するもう5つの犠牲は、平均XNUMX度の熱伝達の増加であったことを示唆しています.

OpenGL テストでグラフィック負荷を使用すると、2011 年の Apple タブレットは 5 分後に 28,3 度に達しますが、新しいタブレットは 33,6 度に達します。両方のデバイスがこのモードで膝の上または開いた肌の上にある場合、それらを保持するのはあまり快適ではないことに注意してください.

両方の iPad モデルで最もホットなスポットは、プロセッサが配置されている右下隅でした。 iPad 5 の A2 には PowerVR SGX543MP2 グラフィックスが搭載されており、Apple の新しいタブレットの A5X には SGX543MP4 が搭載されています。

両方のタブレットには、デバイスを過熱から保護する特別なセンサーがあることに注意してください。特定の温度しきい値に達すると、iPad の電源が切れます。 Apple は、iPad は 35 度までの温度で安全に使用できると述べています。

その他の興味深いニュース:

▪ クモの毒は心臓発作からあなたを救います

▪ 太陽風がフォボスに電荷を発生させる

▪ 父親になることをためらわないでください

▪ 会計士 - 低い天井

▪ プリテックが記録を破る

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトのセクション民間無線通信。記事の選択

▪ 記事「神経戦」。人気の表現

▪ 記事ゆで卵と生卵の見分け方は？詳細な回答

▪ マランの記事。伝説、栽培、応用方法