同期整流器付きスターター充電器。スキーム、説明

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同期整流器を備えたスターターチャージャー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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強力な整流器のダイオードは大量の熱を発生します。この理由は、整流ダイオードの p-n 接合における回復不能な電圧降下であり、0,5 ～ 1 V に達します。

提案されたデバイスは、ダイオードを電界効果トランジスタに置き換えた同期整流器を使用します。オープン状態でのドレイン-ソースチャネルの抵抗はわずか数ミリオームです。これにより、電圧降下が大幅に減少し、発熱が大幅に減少します。

強力な電界効果トランジスタを同期整流器の制御バルブとして使用する場合、そのようなトランジスタには、ドレインとソースの間に反対方向に接続されたダイオードが構造に含まれており、通常は保護と呼ばれることに注意する必要があります。したがって、整流器では、電界効果トランジスタが逆にオンになります。トランジスタチャネルが閉じている間、電流は保護ダイオードを整流し、印加電圧の極性が逆の場合は閉じたままになり、直接の場合は開きます。開いたダイオードの両端の電圧降下をなくすには、ゲートに開パルスを印加して、トランジスタチャネルをそれと同期して開く必要があります。その結果、ほとんどすべての電流がチャネルを流れ、抵抗と電圧降下はオープンダイオードの場合よりもはるかに小さくなります。

動作を成功させるには、同期整流器に、バルブに印加される電圧の極性を監視するデバイス (電界効果トランジスタ) が含まれている必要があり、タイミングよくバルブを開閉する制御信号を生成します。これは、容量性負荷または独自の EMF (バッテリー) を持つ負荷で動作する場合に特に重要です。

同期整流器付きスターター充電器
図。 1

図上。図１は、同期整流器に基づく充電装置の図を示す。次のように動作します。並列接続されたトランジスタ VT1 と VT2 のドレインに正電圧の半波が作用するとします。トランジスタの保護ダイオードは、この電圧極性で閉じられます。

ダイオード VD2 によって +0,7 V に制限され、この電圧はコンパレータ DA1 の反転入力に供給されます。その結果、コンパレータの反転「エミッタ」出力（ピン1）の電圧レベルは高くなります。 DA3 タイマーチップに組み込まれたシュミットトリガーがこのレベルを反転するため、トランジスタ VT2 と VT4 のゲートとソース間の電圧はゼロに近くなり、トランジスタ自体が閉じます。

トランジスタ VT2 と VT4 のドレインとソース間の電圧の負の半波の間に、これらのトランジスタの保護ダイオードが開きます。しかし、コンパレータDA1の反転入力の電圧は非反転入力の電圧よりも低くなるため、出力1のレベルは低くなり、DA3チップの出力では高くなります。トランジスタ VT2 と VT3 のドレイン-ソースチャネルは、保護ダイオードをシャントすることによって開き、それらに印加される電圧の極性が変化するまでこの状態を維持します。

同様に、全波整流器の第 3 アームのトランジスタ VT5 と VT1006 の制御が行われます。ドライバーとして最大 1 mA の出力電流を備えた KR200VI2 タイマーを使用すると、VT5-VTXNUMX トランジスターの高速スイッチングが保証され、それらによって消費される電力がさらに削減されます。

コンデンサC1、C2は、コンパレータDA1およびDA2の入力に供給される高周波リップル電圧を除去し、「バウンス」のないスイッチングを保証します。抵抗R8とR9は、コンパレータの出力トランジスタのエミッタ回路の負荷抵抗です。これらのトランジスタのコレクタは、パワープラスに接続されています。オンにすると、R10C4回路はタイマーDA3とDA4を初期状態に設定し、出力をローレベルにします。コンデンサC4が充電されると、コンデンサの両端の電圧が上昇し、マイクロ回路が正常に動作し始めます。

整流器の各アームに 200 つのトランジスタを使用すると、十分に強力な変圧器 T1 を使用して負荷電流を 10 A に増やすことができます。これは、バッテリーが十分に充電されていない場合に、ほぼすべての乗用車のスターターがエンジンを始動するのに「役立つ」のに十分です。負荷時の変圧器の巻線 II および III の電圧は約 800 V であり、全体の電力は少なくとも XNUMX VA である必要があります。

充電は「U^p」端子と「コモン」端子にバッテリーを接続。コンパレータ DA5 は、その電圧を基準電圧と比較します。比較スレッショルドは調整抵抗 R4 によって設定されます。バッテリ電圧が指定されたレベルを下回っている間、比較器 DA7 の出力 5 のレベルはローのままであり、トランジスタ VT1 は開いています。同期整流器はバッテリを充電します。
同期整流器の出力の電圧は脈動しているため、バッテリーが充電されると、ほとんどの半サイクルで例示的な電圧を超えます。これらの時間間隔で比較器の出力の電圧レベルが高くなり、トランジスタ VT1 が閉じます。これにより、平均充電電流が減少し、バッテリーが完全に充電されるとゼロに等しくなります（トランジスタVT1は常に閉じています）。

同期整流器制御ユニットは、ダイオードVD1を介して整流された電圧によって電力が供給されます。コンデンサC5とC6は波紋を滑らかにします。

同期整流器付きスターター充電器
図。 2

制御ユニットのプリント回路基板の図を図 2 に示します。その外観を図3に示します。 5.コンデンサC6とC4700の代わりに、1マイクロファラッドの容量を持つ5つのコンデンサがここに取り付けられています。ヒートシンクに固定された電界効果トランジスタVT4-VTXNUMXのモジュールを図XNUMXに示します。四。

同期整流器付きスターター充電器

同期整流器から消費される電流が確実に 100 A を超えない場合は、各アームに 200 つのトランジスタを残すことができます。また、400 A を超える電流が必要な場合は、それに応じて各アームで並列に接続されているトランジスタの数を増やすか、IGBT を含むより強力なものに置き換えることができます。たとえば、IGBT GA25GD400S の定格は 600 A、GA25GD600S は XNUMX A です。

著者: V. カラシニク、V. チェルニコフ、ヴォロネジ。出版物: radioradar.net

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