バックアップ電圧変換器。スキーム、説明

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バックアップ電圧変換器

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日常生活において、予期せず電源が切れてしまう場合があります。そんなときに役立つのが非常用電源です。主な電源としては 12 V のカースターターバッテリーが最も入手しやすく、供給できるエネルギーはテレビ、照明ランプ、その他の家庭用電化製品に数時間電力を供給するのに十分です。

非常用コンバータを開発する場合、通常、その出力で正弦波電圧を取得するという問題が発生します。しかし、すべてのエネルギー消費者がそれを必要とするわけではありません。したがって、電圧の形式は白熱灯や加熱装置にはまったく関係なく、その実効値がネットワークの公称値と等しいことが重要です。最新のテレビやコンピュータのスイッチング電源では、交流電圧が事前に整流されているため、その振幅値がネットワークの場合と同じ、つまり 1,4 倍効果的である必要があります。多くのUMZCHの変圧器電源は伝統的な方式に従って作られています。ラジオやテープレコーダーは、非正弦波の電圧波形でも動作できます。

提案されたデバイスは、実効電圧が 300 V になるようなデューティサイクルで振幅約 220 V の双極方形パルスを生成します。変換周波数は 80 Hz に選択されます。これにより、ほとんどの消費者にとって、電源変圧器の操作がある程度容易になります。確かに、そのような周波数では、レコードプレーヤー、オープンリールテープレコーダー、扇風機など、交流電気モーターを搭載した機器は正常に動作しなくなります。

一次電源の電圧が比較的低い (12 V) ため、コンバータの効率は、コンバータで使用される電子キーの電圧降下に大きく影響されます。ほとんどのシリコントランジスタでは、飽和電圧が 1 V を超えるのが特徴ですが、ゲルマニウムではそれははるかに低くなります。テストの結果、飽和電圧が低減されたシリコントランジスタ（KT863A）とゲルマニウム（1T813V）を使用したキーが最良の結果をもたらすことがわかりました。 10 A の流入による電圧降下は 0,6 V を超えません。

車のバッテリーから家庭用機器に電力を供給するための非常用コンバータの図を図に示します。 1.

（クリックして拡大）

主な技術的特徴

供給電圧、V ...... 12
最大出力、W ...... 180
最大消費電流A......20
効率、%......90
出力電圧周波数。 Hz ...... 80

マスターオシレーターは DD1 チップ上に組み込まれています。電源電圧をオンにした後、それによって生成されるパルスの持続時間は非常に短くなります。コンデンサ C2 が抵抗 R4 を介して充電されると、動作容量まで増加し、コンバータのスムーズな起動が保証されます。

マスターオシレータートリガーのパルスごとに、DD2.1 の状態が変わります。直接出力と反転出力からの信号は、トランジスタ VT3 と VT4 を交互に開き、トランジスタ VT5 ～ VT8 の電源スイッチを制御します。トリガー DD2.2 は、トランジスタのオープン状態の継続時間を制限します。要素 DD1.1 の出力におけるパルスの先頭は、このトリガを出力 13 の高電圧レベルに対応する状態に設定します。微分回路 C5R7 は、マスタ発振器パルスの終わりにトリガをリセットするパルスを生成します。出力 13 の電圧レベルが低くなり、ダイオード VD6 と VD7 のおかげで、トランジスタの 3 つが VT4 または VT13 になります。開いていたのは閉じています。動作モードでは、ピン 2 DD3 とピン XNUMX DDI の信号は同一です。

変流器 T4 の巻線 6 ～ 1 の電圧。抵抗 R6 が負荷され、電源スイッチを流れる電流に比例します。 1.2 V を超えると、トランジスタ VT1 または VT2 (極性に応じて) の 2.2 つが開き、トリガー DD1 がリセットされます。その結果、両方の電源キーが閉じられます。したがって、過電流保護が提供されます。インダクタ L8 は、パワースイッチを流れる電流の上昇速度を制限します。それらが閉じられると、インダクタの磁界に蓄積されたエネルギーはダイオード VD11 を介して電源に戻され、ダイオード VD12、VD16、および R7CXNUMX 回路は電源スイッチの電圧サージを減衰します。

低電力コンバータユニットは、箔でコーティングされたグラスファイバー製の片面プリント基板に取り付けられています。基板上の印刷導体と要素の位置を図に示します。 2. 電源部は表面実装で作られており、トランジスタ VT7 と VT8 には面積 160 cm2 のヒートシンクが装備されています。ダイオード VD9 と VD10 は同じヒートシンクに取り付けられています。

バックアップ電圧変換器

詳細のほとんどは厳密な要件の対象ではありません。 C1 として、静電容量が温度に大きく依存するセラミックコンデンサは使用しないでください。トランジスタ VT3 と VT4 の電流伝達係数は少なくとも 60 でなければなりません。1T813V トランジスタがない場合は、文字インデックスが異なる同様のものに置き換えられます。極端な場合には、GT806A または P210 を使用することもできます。ただし、交換の結果、コンバータの出力電力は低下します。抵抗器 R6 の値を 16 オームに増やして、電流保護しきい値を変更する必要があります。

KT863A トランジスタを他のトランジスタに置き換えることは推奨されませんが、極端な場合には KT863B を使用することは許可されます。飽和電圧が高いトランジスタを使用すると、コンバータの効率に悪影響を及ぼします。ダイオード KD2995A は KD2997 に置き換えることができます。 KD2999。 KD213A。

変流器 T1 は、断面積 0.56 cmg の電磁鋼製の W 型磁気コアに巻かれています。巻線1〜3 - フレームのサイズに応じた幅と厚さ0、tの銅テープを4回巻きます。真ん中からタップでmm、ワイヤーPZV-6 260 mmを1 -0,3 - 2回巻きます。真ん中からタップすることもできます。 T180 トランスは、UNT-47/59 TV の TS-35 に基づいて作成されています。そのネットワーク巻線は出力コンバータとして機能します。すべての二次巻線が取り外され、その代わりに、それぞれ 1 mm の PEV-1,6 ワイヤを 8 回巻いた 1 つの一次巻線が巻かれました。ネットワーク巻線とそれぞれ 16 V の電圧用の 20 つを備えた、適切な電力の他の変圧器が適しています。インダクタ L1.1 は、1 mm の非磁性ギャップを備えたフェライト磁性コア W 2x1 に巻かれています。その巻線 1.6 ～ 2 には、PEV-3 17 mm のワイヤが 1 回巻かれています。ワイヤーPEV-1 XNUMX mmをXNUMX-XNUMX-XNUMX回巻きます。

コンバータの設定は、最終的にはマスターオシレータのパルス周波数を設定することになります。これは、デューティサイクル 160 で 2 Hz に等しい必要があります。発電機は、電源スイッチに電圧を供給せずに調整されます。これを行うには、L2 インダクターの端子 1 をバッテリーの正極に接続している導体を切断するだけで十分です。パルスの周波数とデューティサイクルは DDI チップのピン 3 で制御され、抵抗 R2 と R3 を選択することで希望の値が得られます。その後、キーの電源回路を復元したら、出力電圧の実効値が220 Vであることを確認する必要があります（従来のアボメータでは誤った測定値が得られるため、電磁システムの電圧計で測定する必要があります）。。抵抗器 R3 の抵抗値を変更することによって。出力電圧は狭い範囲で調整できます。

著者：D。Bezik、ブリャンスク地方のSkryabinaの村。

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