Konverter 12/220 Volt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter

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Unsere ländlichen Stromnetze veranlassten mich, mich mit der Erstellung eines Spannungswandlers (PN) zu befassen. Ich habe die verfügbare Literatur durchgesehen, mehrere Optionen ausprobiert und mich für das in [1] angegebene Schema entschieden.

Im Konverter (Abb. 1) kann ein Ladegerät (Ladegerät) für Batterien nach einem beliebigen Schema hergestellt werden, beispielsweise wie in [2] beschrieben – alles hängt von den Fähigkeiten des Funkamateurs ab. Hauptsache, der Speicher arbeitet im Automatikmodus und verhindert ein Überladen der Akkus. Es ist wünschenswert, einen Spannungsstabilisator (SN) zu haben. Außerdem ist eine Notschutzeinrichtung für UZ [3] erforderlich, die bei Überschreitung der Netzspannung (Uc) die Last abschaltet und den Spannungswandler einschaltet. Relais K1 - bei einer Nennspannung von 220 V müssen seine Kontakte einen Strom von 2 ... 10 A schalten.

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Der Spannungswandler (Abb. 2) ist über eine modifizierte SA6-Einphasenmaschine mit der Batterie (55ST-6, 132ST-1) verbunden. Der Wärmeschutz wird darin aufgrund des ziemlich hohen Widerstands seines Knotens entfernt. Zum Schalten können Sie ein Kfz-Relais (12 V, 30 A) mit Sicherung verwenden.

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Wenn Sie die Relaiswicklung über eine Diode einschalten (Abb. 3), erhalten Sie einen Verpolungsschutz. Der Querschnitt der Drähte zwischen der Batterie und dem PN, im PN selbst zwischen den Kollektoren VT1, VT2 und T1 muss mindestens 9 mm² betragen.

Die Steuerplatine (PU) ist aus [1] übernommen, jedoch mit etwas Verfeinerung. Die Platine ist in Abbildung 4 dargestellt. Im Prototyp wurde der Effekt von Eigenschwingungen unter Last beobachtet. Sinkt Ua unter 10,5 V, wird PN abgeschaltet. Ferner steigt Ua ohne Last an, PN schaltet wieder ein und wieder aus. Um solche Eigenschwingungen zu eliminieren, habe ich bei DD2.2 und VT5 einen „Latch“ gesetzt, der dafür sorgt, dass die Stromversorgung des Master-Oszillators (MG) abgeschaltet wird. Damit die Ausgangstransistoren ohne Durchgangsströme schalten, führte er mit den Ketten R6-C6 und R7-C7 eine Pause zwischen den Ausgangsimpulsen ein. Die Transistoren VT1 und VT2 schützen die Ausgangstransistoren vor einem Durchbruch bei Überlastung (Kurzschluss) des Ausgangs. Schmitt-Trigger DD1.3, DD1.4 DD1.5, DD1.6 bilden Rechteckimpulse, DD2.1 liefert die gleiche Dauer für beide Arme des Wandlers. Transistorpaare VT6, VT8 und VT7, VT9 sind Stromverstärker für Ausgangstransistoren (VT1 und VT2 in Fig. 2).

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Impulse mit einer Frequenz von 50 Hz werden den Basen dieser Transistoren zugeführt, die abwechselnd die Primärwicklung T1 mit der Batterie verbinden. Rückstromimpulse durch die Rücklaufdioden VD6 und VD7 werden in den möglichst großen Kondensator C1 "gekippt". Es kann in Form eines Blocks von 10 ... 25 Kondensatoren mit einer Kapazität von 4700 Mikrofarad bei einer Betriebsspannung von 16 ... 25 V zusammengebaut werden.

Am Ausgang T1 liegt eine Wechselspannung in rechteckiger Form an. Der Amplitudenwert einer Rechteckspannung liegt zwischen der Amplitude und dem Durchschnittswert einer Sinusspannung, sodass ein herkömmliches Voltmeter eine größere Spannung anzeigt. Und da fast alle Lasten über eine Diodenbrücke mit Filterkondensator eingeschaltet werden, wird die tatsächliche Spannung mit einem Voltmeter nach dem gleichen Schema gemessen (Abb. 5). Das Übersetzungsverhältnis (Ktr) des Leistungstransformators T1 (Abb. 2) beträgt 21 ... 22. Dies hängt von den Uke_us-Leistungstransistoren VT1 und VT2 und dem Spannungsabfall an den Emitterwiderständen R6 und R7 ab. Eine Berechnung war theoretisch nicht möglich, auch in der Literatur habe ich nichts Passendes gefunden. Ich habe es experimentell aufgenommen, nachdem ich den Transformator mehrmals zurückgespult hatte. Wickeldrahtdurchmesser – je größer, desto besser. Wenn nur das „Fenster“ des Transformators dies zulassen würde, wäre der U-förmige Kern des Transformators praktischer – er bietet mehr Platz für die Wicklungen. Die Erwärmung des Transformators im Stromrichterkreis sollte minimal sein – das sind Spannungsverluste.

Für einen W-förmigen Kern mit einem Querschnitt von 3,5 cm², Primärwicklungen Ia und Ib - jeweils 20 Windungen Flachdraht 4,5 x 2 (9 cm²). Die Sekundär-(Netz-)Wicklung enthält 460 Drahtwindungen Ø 0 mm mit drei Anzapfungen alle 1,0 Windungen. Ktr stellt sich als 20, 20, 21, 22 heraus, aber es ist besser, nach 23 Umdrehungen 6 Schläge zu machen. Es ist gefährlich, einen alten Transformator neu zu wickeln - die Drahtisolierung wird leicht beschädigt, sodass die Primärwicklung während der Nacharbeit über die Sekundärwicklung gewickelt werden kann.

Als Leistungstransistoren können Bipolar- oder Feldeffekttransistoren verwendet werden, die in Blöcken von mehreren Stücken eingeschaltet werden (Abb. 6) - je nach erforderlichem Strom der Primärwicklung. Für eine Schaltung auf Basis von Bipolartransistoren (Abb. 6a) ist Imax = 160 ... 200 A, und die Auswahl von Transistoren kann entfallen. Der Nachteil der Schaltung ist ein großer Spannungsabfall über den Transistoren, daher müssen sie an einem Strahler (Ktr = 22) installiert werden. Die Schaltung in Fig. 6b verwendet mehrere Feldeffekttransistoren. Die Vorteile dieser Schaltung sind ein geringer Spannungsabfall über den Transistoren und eine sehr geringe Verlustleistung für die Ansteuerung (Ktr = 21).

Für die Notbeleuchtung ist es besser, Autolampen zu nehmen und eine separate Verkabelung durchzuführen. Es gibt zwei Optionen im PN-Schema. Die erste ist eine Brücke zwischen den Klemmen 1 und 2 (Abb. 2), das Licht wird mit Schalter S1 eingeschaltet. Die zweite (Brücke zwischen den Klemmen 2 und 3) - wenn die Hauptbeleuchtung ausgeschaltet wird, schaltet sich die Notbeleuchtung sofort ein.

Während des Betriebs des vorgeschlagenen PN habe ich nicht versucht, eine Rechteckspannung in eine Sinusspannung umzuwandeln, da ich die Hauptlasten mit Schaltleistungsmodulen hatte. Und ich habe die Low-Power-Geräte überprüft. Sie arbeiten normal und die Transformatoren erwärmen sich nicht, sie fangen nur an zu "klopfen". Hauptverbraucher -. Fernseher und Videorecorder - mussten fertiggestellt werden. Am Fernseher habe ich die Entmagnetisierungsschleife über den Schalter eingeschaltet und anstelle des standardmäßigen Strombegrenzungswiderstands einen Thermistor (TR10-430-0,8) im MP installiert. Ich habe auch einen Thermistor (TR10-1200-0,4) im Videorecorder [4] installiert. Ein Merkmal dieser Thermistoren ist ein großer Widerstand (die erste Zahl in der Markierung ist der Widerstand, die zweite der Strom) im kalten Zustand. Wenn Strom fließt, erwärmen sie sich und der Widerstand nimmt ab (Einheiten von Ohm). Dadurch werden Stromstöße beim Laden von Kondensatoren eliminiert und Sicherungen auf einen niedrigeren Strom eingestellt. Und vor allem - der Konverter "zieht" den Anschluss eines kalten Fernsehers heraus. Wenn der Fernseher mindestens einige Sekunden lang ohne Änderung ausgeschaltet wurde, war es nicht möglich, ihn einzuschalten, wenn Sie von PN aus arbeiteten.

Die Gesamtlastleistung des PN beträgt ca. 200 Watt. Die Batteriespannung beträgt 10,5 ... 13,8 V. Die Spannung am Ausgang des PN beträgt 180 ... 242 V. Um die Schaltung weiter zu verbessern, ist es wünschenswert, einen Spannungsstabilisator zu installieren.

Literatur

1. Radio, 1996, Nr. 12, S. 48.
2. RadioAmator, 1997, Nr. 5, S. 17.
3. ZAS-0.5-01-2N.
4. Radio, 1996, Nr. 1, S. 61.
5. Funkamateur, 1997, Nr. 8, S. 25.

Autor: P. Bryantsev, Dorf Ivanovka, Region Tjumen; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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