インバーターコンバーターの保護装置。スキーム、説明

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インバータコンバータ用の保護装置です。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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最近では、正弦波電圧の半波を12段階で近似したDC230VからACXNUMXVまでのインバータコンバータが普及しています。これらは主に、供給電圧の形式に重要な機器を含む家庭用機器のバックアップ電源として使用されます。残念ながら、製造コストを削減するために、メーカーは、接続された機器ではなくても、インバータ自体に損傷を与える回路ソリューションを使用することがよくあります。

インバータの頻繁に遭遇する、そして最も重要な文書化されていない特徴の XNUMX つは、負荷での動作とバッテリの充電を組み合わせたモードでは長期使用が不可能であることです。つまり、主電源電圧が存在する場合は、負荷をインバータから切り離す必要があり、充電器として機能し、主電源電圧がない場合は、手動で負荷を接続し、電源コードを切断する必要があることが理解されています。主電源電圧が回復したときに複合モードに切り替わるのを防ぐため、主電源から遮断します。

原則として、このような実装は現場で使用されるデバイスでは通常であり、複合モードの可能性は実際には排除されています。しかし、インバータを自動バックアップ電源として使用する場合、これは危険です。実際、著者は、この理由で発生するさまざまな容量のインバータの繰り返し発生する典型的な誤動作に対処する必要がありました。このような障害を防ぐために、簡単な外部デバイスを使用することが提案されています。自動車用鉛酸バッテリーで動作するように設計されており、複合モードへの切り替えや必要な電源回路の切り替えからインバーターを保護し、バッテリーの電圧を監視し、インバーター充電器の組み込みを制御するだけでなく、バッテリーを保護します。バッテリーが深放電から。

機能的には、このデバイスは 1 つのノードで構成されます。そのうちの 2 つ (図 140 にその図を示します) はバッテリー電圧を制御し、1 つ目 (図 1) は主電源電圧とスイッチング (要素の番号付け) を制御します。最初のノードの動作原理を考えてみましょう。その基礎は、古典的なスキームに従って組み立てられた、K2UD10A OU に基づくコンパレータです。例示的な電圧源はツェナーダイオード VD3 です。供給電圧がトリマ R3 によって設定されたしきい値まで低下すると、コンパレータは高出力レベルに切り替わります。 R1C1 回路の時定数とツェナーダイオード VD1 のブレークダウン電圧によって決まるしばらく時間が経過すると、トランジスタ VT8 が開き、リレー KXNUMX が作動します。セーフモードの切り替えとすべての過渡現象の完了には、ターンオン遅延が推奨されます。 HLXNUMX LED (赤色の点灯) はコンパレータの状態を示します (コンパレータの出力にハイレベルが現れると点灯します)。スイッチングヒステリシスの値は、同調抵抗器 RXNUMX の抵抗値を変更することによって設定されます。

インバータコンバータの保護装置
米。 1. デバイスの最初のノードのスキーム

インバータコンバータの保護装置
米。 2. デバイスの XNUMX 番目のノードのスキーム

主電源電圧が存在する場合、ノードはバッテリー電圧を監視し、インバーター充電器を制御します。バッテリ負荷がオフの場合、充電器をオンにする下限しきい値は 12,2 V、オフにする上限しきい値は 13,8 V です [1-5]。

主電源電圧がない場合、ノードはバッテリーを深放電から保護し、インバーターを電圧 11,3 V でオフ状態に切り替え、負荷下で動作します [1、3、6、7]。下限閾値の必要な補正は、主電源電圧制御およびスイッチングユニットの要素 VT1、R3 を使用して分圧器 R2 ～ R18 の下アームの抵抗を変更することによって行われます。

このノード (図 2) には、降圧変圧器 T1、トランジスタ VT2 ～ VT5 上の 2 つの電子スイッチ、および 4 つのリレー K2 ～ K3 が含まれています。主電源電圧が存在しない場合、リレー K1、K3 は消勢され、それらの接点は図に示す位置にあり、負荷はコンバータ出力 U5 に接続されます。この場合、トランジスタ VT4 は閉じられ、逆に VT4.1 は開いています (バイアス電圧はバッテリからそのベースに供給されます)。そのため、リレー K1.2 がオンになり、その接点 K2 と K11,3 がオンになります。ノーマルクローズ K1、コンバータをオンにします。トランジスタ VT1 も閉じられており、コンパレータのスイッチングしきい値には影響を与えません。バッテリー電圧が 1.2 V に低下すると、深放電を避けるためにコンパレーターが切り替わり、トランジスタ VT1 が開き、その結果リレー K1.1 が動作し、その接点 KXNUMX が開き、バッテリーがオフになります。インバータUXNUMX。接点 KXNUMX は閉じますが、主電源電圧が不足しているため、これによる影響はありません。

入力電圧が回復し、バッテリ電圧が正常になると、リレー K2、K3 が作動し、負荷が主電源に切り替わります。トランジスタ VT3、VT5 はその状態を反対に変更し、リレー K4 は通電されず、インバータがオフになります。同時に、トランジスタ VT2 が開き、抵抗 R18 が R3 と並列に接続され (図 1 を参照)、下限しきい値が 12,2 V に補正されます。バッテリー電圧がこの値より高い場合、他には何も起こりません。それが低い場合は、コンパレータを切り替えるとリレー K1 がトリガーされ、接点 K1.1 を閉じることによってバッテリ充電モードがオンになります。

主電源電圧の喪失時にトランジスタＶＴ３が閉じると、トランジスタＶＴ４が短期間開く（エミッタ接合および抵抗Ｒ１６、Ｒ１９を介したコンデンサＣ５の充電中）。開いたトランジスタが VD3 ツェナーダイオードを分路し、バッテリ電圧に関係なくコンパレータが低出力電圧状態になり、コンバータが強制的にオンになります。これは、主電源電圧障害時にデバイスが充電モードになっている可能性があり、バッテリ電圧がコンパレータのスイッチングしきい値を明らかに超えており、元の状態にリセットする必要があるため、必要です。デバイスのさらなる動作は、説明した動作原理に従って、バッテリの充電レベルに依存します。ダイオード VD4 は、主電源電圧が回復したときにコンデンサ C5 を急速に放電するのに役立ちます。 LED HL16 (緑色に点灯) - 主電源電圧の存在を示します。

HL1 および HL2 LED の点灯により、デバイスとインバータの動作モードを判断できます。したがって、HL1 が点灯している場合は、主電源電圧がなく、インバータがオフで、バッテリ電圧が 11,3 V 未満であることを意味します。HL2 LED が点灯し、主電源電圧が存在し、バッテリが完全に充電されていることを示します。最後に、両方のインジケーターが同時に点灯することは、ネットワークに電圧があり、バッテリーが充電されていることを示します。

このデバイスは、電力損失図に示されている任意のタイプの小型固定抵抗器を使用します。トリマー抵抗器 - できればマルチターン (ウォームドライブエンジン付き)。極性コンデンサ - 同様の容量の酸化物 K50-83、K50-16、または同様の輸入品、C2 - 任意の小型セラミック、たとえば K10-73-1b、K10-17v。 K140UD1A、K(R) 140UD1 シリーズの他のオペアンプ、または同様のパラメータ、許容電源電圧 12 V ± 5% および適切な補正回路を備えたオペアンプの代わりに、コンパレータとして使用できます。トランジスタVT2〜VT4は、著者が使用したものと同等のパラメータを持つ任意の類似体（たとえば、国産のKT3102シリーズまたは任意の文字インデックスを備えた輸入BC547）と交換可能です。 KT972A の代わりに、このシリーズの他のトランジスタをインストールすることも、適切に接続された従来の低電力トランジスタと高電力トランジスタの複合トランジスタ (KT315 や KT817 シリーズなど) を使用することもできます。

ツェナーダイオード VD1 - 安定化電流 5 mA で安定化電圧 6 ... 5 V、VD2 - 11 V、最小電流がこれより低い可能性があり、安定化電流が少なくとも 12 mA、VD3 - 3 .. KS3,6Zh (VD211) の代わりに、KS2E または KS211G、KS211D のいずれかを使用できます (211 番目のケースでは、R9 を 160 オームの抵抗と消費電力 0,25 W に置き換える必要があります)。リレー K1 - K4 - OMRON G2RL112DC または同様のもの、定格電圧 12 V 巻線のプリント配線用。少なくとも 240 A の電流で 5 V の電圧をスイッチングするように設計されています (最大負荷電力は許容電流によって異なります)。

トランス T1 - 二次巻線 2x9 V、電流 100 mA による降圧。 LED HL1 および HL2 - それぞれ AL307BM および AL307VM、AL307GM、または超高輝度 (CREE C503-GC (HL1) および C503-RC (HL2) など)。

このデバイスは、内寸 65x67x110 mm の IP110 または IP82 のプラスチックハウジングに組み立てられています。ケース内のボードとリモート要素の位置を図に示します。 3. リレー接点 K1.2、K4.1 はインバータ電源スイッチの断線に接続されています。電源回路を設置するときは、電気安全規則に従う必要があります。

インバータコンバータの保護装置
米。 3.ボードとリモート要素の場所

確立は、トリマ R2 および R8 を使用してコンパレータのスイッチングしきい値を設定することと、抵抗 R18 を選択することで構成されます。調整中は、コンパレータアセンブリに外部の安定化電源から電力を供給することをお勧めします。トランジスタ VT2 のコレクタとエミッタの端子をジャンパで接続することにより、最初に抵抗 R2 を使用して下限しきい値 12,2 V を設定し、次に R8 の助けを借りて上限 13,8 V を設定します。逐次比較により、明確なコンパレータの動作は指定された電圧値で実現されます。その後、VT2 端子からジャンパを外し、11,3 V のレベルまでの下限しきい値オフセットを確認します。必要に応じて、抵抗 R18 を選択し、一時的に抵抗値 6,8 ～ 10 kOhm の調整抵抗に置き換えます。これで調整は完了したと考えてよいでしょう。

文学

密閉型鉛蓄電池。 - URL: powerinfo. ru/accumulator-pb.php.
自動車用酸バッテリー。 - URL:qrz. en/schemes/contribute/digest/avto20.shtml。
車のバッテリーを充電する方法。操作と選択の推奨事項。 - URL: ydoma.info/avtomobile-kak-zaryadit-akkumulyator.html。
車のバッテリーの充電の特徴。 - URL: sevbat.com/consulting/1/。
バッテリーの確認方法。 - URL: al-vo.ru/o-zhizni/kak-proverit-akkumulyator.html。
鉛蓄電池。 - URL: en.wikipedia.org/wiki/鉛蓄電池。
充電された車のバッテリーの電圧。 - URL: autogrep。 ru/review/212.html。

著者: D. パンクラティエフ

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