サイリスタインバーターの充電器。スキーム、説明

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サイリスタインバーターの充電器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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以前は TV スキャナーで使用されていた高周波サイリスタは、サイリスタインバータでも問題なく使用できます。サイリスタはスイッチのように機能し、オープン (導通) とクローズの XNUMX つの安定状態があります。サイリスタを開くには、正の (カソードに対して) 電圧 (短いパルスで十分です) が制御電極 (CE) に印加され、ロック解除電流が CE 回路に確実に流れます。この場合、サイリスタを流れる電流は保持電流を超える必要があります。そうでない場合、制御電圧が除去された後、サイリスタは閉状態に戻ります。

電流が保持電流を超えると、UE の電源が切られた後でもサイリスタは開いたままになります。電流を保持電流以下に下げることによってのみ閉じることができます。

順方向電圧の上昇率が高い場合、制御信号がない場合でもサイリスタはオープン状態になる可能性があります。アノード電圧の上昇速度を下げるために、追加の RC 要素が使用されます。提案された充電器では、高周波インバータ回路に従って構築され、KU221A サイリスタがスイッチング素子として使用されます。

充電器回路は次のもので構成されます。

アナログタイマーDA1のジェネレータ。
トランジスタ VT1 のエミッタフォロワ。タイマーの出力抵抗とサイリスタ VS1 の制御入力を一致させます。
スイッチング回路を備えたサイリスタインバータVS1。
VD10インバーターの電力整流器ブリッジ。
バラストコンデンサC11-VD9-C5を備えたトランスレス電源;
電圧安定器DA2-VD3;
整流器および出力回路フィルター VD8-С8-L-1;
出力電圧安定化回路 VU1-VD5-R9-R10。
温度センサーRT1。

（クリックして拡大）

調整可能なデューティサイクルを備えたジェネレーターは、統合されたタイマー DA1 に基づいています。回路を自励発振器モードで動作させるには、ピン 6 と 2 を相互に接続し、コンデンサ C1 に接続します。

コンデンサ C1 の充電は R1-VD1-R2-C1 の回路を通じて発生し、放電は DA1 (ピン 7) - R3-VD2-R2-C1 の回路を通じて発生します。充電時間はt1=0,639(R1+R2)C1、放電時間-t2=0,639(R2+R3)C1の近似式で求められます。

コンデンサ C1 が充電中 (2/3 Upit の電圧まで)、出力 3 DA1 が High になり、マイクロ回路の内部トリガが切り替わり、出力 3 が Low になります。マイクロ回路の開いた内部トランジスタがコンデンサ C1 を放電し (1/3 Upit の電圧まで)、充電サイクルが再び始まります。その結果、タイマーの出力は方形パルスの連続シーケンスを生成し、これらのパルスは抵抗器 R4 を介してエミッタフォロワ VT1 の入力に供給されます。負荷 R7 から、パルス (同じ極性) がサイリスタ VS1 の制御電極に到着し、サイリスタ VS11 を開きます。サイリスタは並列チェーン R6-C7-VDXNUMX によって分路されており、これによりターンオン時間を延長できます。

制御電流が存在しない場合、サイリスタは閉じます。そのアノード回路の抵抗 R13 の両端の電圧が低下すると、コンデンサ C9 が放電されて変圧器 T1 の巻線に電流が供給され、電流 VS1 は保持電流より小さくなります。制御電流の影響を軽減するために、カソード回路の抵抗器 R1 から小さな負の電圧が制御電極 VS8 に印加されます。ツェナーダイオード VD4 は逆電圧パルスを制限します。

インバータの主電源は、VD10 ダイオードブリッジから供給されます。コンデンサ C10 は、インバータの動作電圧を準備し、サイリスタ VS1 の動作から発生する可能性のある干渉をフィルタリングします。トランス T1 の逆パルス巻線のエネルギー回収回路は、VD6-R12-C7 チェーン上に作成されます。保護素子とスイッチング素子はヒューズ FU1 とネットワークスイッチ SA1 にあります。

出力電圧の安定化は、フォトカプラ VU1 を介して制御入力 (ピン 5) DA1 へのフィードバック回路を使用して実行されます。負荷電圧が増加すると（たとえば、抵抗の増加により）LEDがオンになり、フォトカプラのフォトトランジスタが開きます。開度閾値 VU1 はレギュレータ R10 によって設定されます。開いたフォトトランジスタは、抵抗器R5を介してDA1制御入力を分流します。これにより、マイクロ回路の出力パルスの期間が短縮され(休止期間は変更されません)、サイリスタが開く時間が短くなり、負荷電圧が減少します。負荷電圧が低下すると、これらのプロセスが逆に発生します。フィードバック回路内の温度センサー RT1 により、サイリスタ VS1 ラジエーターの温度が上昇すると、負荷の電力が低減されます。

タイマーチップとエミッターフォロワは、DA2 アナログスタビライザーから電力を供給されます。ダイオードブリッジVD9はバラストコンデンサC11を介して電源に接続されており、コンデンサC5で平滑化された降圧電圧がDA2に供給される。

サイリスタインバータで使用される無線コンポーネントは、表に示されている同様のものと置き換えることができます。回路内の電源パルストランスは、インバータの動作周波数と負荷電力に基づいて選択されます。その全体の電力は、負荷電力をわずかに超える必要があります（損失を考慮して）。良いレベルの自家製変圧器を作るのは非常に困難ですが、既製のものを選択する方が簡単です。コンピュータ電源のパルストランスが適しています。分析のために、既存の変圧器の 42 つが分解されました。その一次巻線には、0,63 層で巻かれた 2 mm PEL ワイヤが 00,8 ターン含まれていることが判明しました。低圧巻線は 6 mm の 6 本のワイヤで構成され、XNUMX+XNUMX ターン (中間端子付き) で構成されます。このデバイスは、輸入テレビ用の電源の変圧器も使用できます。

設定。回路を組み立てた後、電源回路に短絡がないか徹底的にチェックされます。ヒューズ FU1 の代わりに、220 V、100 W の電球が一時的にオンになり、主電源電圧が供給されます。ライトがほぼ最大の明るさで点灯する場合は、回路に障害があります。電球が低白熱で点灯している場合は、12 V、50 W の自動車用電球を負荷の代わりに出力に接続できます。ライトの点灯は、回路が正常に動作していることを示します。

デューティサイクル R2 とフィードバック値 R10 を調整することにより、(出力電圧の制御により) 二次回路で電球の最高の明るさを実現します。回路を調整した後、ヒューズを取り付けます。短時間の後、デバイスの電源がオフになり、無線要素の温度が監視されます。過熱の場合は、ラジエーターのサイズを増やすか、コンピューターに追加のファンを取り付けます。

充電時には、4 ～ 2 A 時間の容量を持つ 12 ボルトの自動車バッテリーが、断面積が少なくとも 10 mm100 のワイヤを使用して適切な極性で出力端子に接続されます。充電電流調整器 R2 は、電流計を使用して電流を 0,02 C に設定します (C はバッテリー容量)。充電時間は5～6時間です。

著者: V.Konovalov、A.Vanteev、創造研究所「オートメーションとテレメカニクス」、イルクーツクセンター「省エネ技術」、イルクーツク

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