Konverter 12/220 Volt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter

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Durch den Einsatz leistungsstarker Feldeffekttransistoren lässt sich die Schaltung deutlich vereinfachen und der Wirkungsgrad des Wandlers steigern. Die aktualisierte Schaltung ist in Abb. 1 dargestellt.

Auf den Elementen DD1.1, DD1.2 ist ein Hauptoszillator mit einer Frequenz von 500 Hz aufgebaut. Der Teiler an DD2 bildet zwei Impulsfolgen mit einer Frequenz von 50 Hz mit um 180° verschobenen Phasen zur Steuerung der Leistungsschalter VT1 und VT2 eines Gegentaktwandlers. Um Durchschaltströme zu vermeiden, gibt es eine "tote Zone" zwischen dem Ausschalten einer Taste und dem Einschalten der anderen - 10% der Periodendauer.

(zum Vergrößern klicken)

Beim Anlegen eines High-Pegels (logisch „1“) am Eingang „Lock“ werden beide Ausgangstasten gesperrt.

Die Ausgangsleistung des Wandlers wird durch die Leistung des Leistungstransformators T1 und den maximal zulässigen Strom der Ausgangstransistoren begrenzt. Das Übersetzungsverhältnis des Leistungstransformators Kt=20. Als Ausgangstransistoren eignen sich IRFZ034 (15 A), IRFZ044 und RG723A (30A), IRFZ046 (50 A), IRFP064 (100 A). Aus Gründen der Zuverlässigkeit benötigen Sie einen doppelten Stromspielraum und einen dreifachen Spannungsspielraum. Stromkreise sollten so kurz wie möglich sein und mit Drähten des entsprechenden Querschnitts hergestellt werden.

Es ist wünschenswert, die vorgeschlagene Umrichterschaltung mit Schutz- und Serviceschaltungen zu ergänzen, einschließlich:

- Schutz gegen das Stoppen des Mastergenerators, es ist auch eine Blockierung (Abb. 2, a);

- Schutz der Ausgangstransistoren vor Überspannung an der Batterie über 15 V (Abb. 2, b);

- Schutz der Batterie vor Tiefentladung (Abb. 2, c). Der gleiche Schaltkreis dient als Batteriespannungsanzeige. Bei 10 V erlischt die VD9-LED, bei 15 V leuchtet sie mit voller Leistung;

Abb.2 (zum Vergrößern anklicken)

- Schutz vor falschem Anschluss, d.h. Batterieumpolung (Abb. 2, d);

- Automatische Umschaltung auf Notstromversorgung bei Stromausfall im Netz und Wiederaufnahme der Stromversorgung aus dem Netz bei Netzspannung (Abb. 2,e).

Die Wandlerschaltung verbraucht im Standby-Modus etwa 7 mA.

Um ein unterbrechungsfreies Stromversorgungsschema zu erhalten, muss der vorgeschlagene Konverter durch ein automatisches Ladegerät (Abb. 3) ergänzt werden, das das Laden und die Wartung der Batterie (AB) übernimmt. Der Konverter und das Ladegerät müssen mit separaten Kabeln an die Batterie angeschlossen werden.

Der Verteilungszähler K561IE8 (Abb. 1) verfügt über einen Reset-Eingang (Pin 13), einen hohen Pegel, bei dem die Mikroschaltung zurückgesetzt wird. Gleichzeitig stoppt die Zählung und alle Ausgänge bis auf Null (Pin 3) werden auf Null zurückgesetzt. Beide Ausgangstransistoren VT1 und VT2 sind geschlossen, d.h. der Umrichter ist gesperrt.

Das Notblockierschema ist in Fig. 2a gezeigt. Der Kondensator C4 wird bei Fehlen von Impulsen vom Ausgang DD13 über R1.2 auf die Versorgungsspannung aufgeladen und liefert über VD1 eine logische "13" an den Sperreingang (Stift 2 DD13). Während des normalen Betriebs des Wandlers erscheint alle 1 ms eine logische „2“ am Ausgang „Lock Reset“ (Pin 20 DD1), wodurch der Transistor VT11 über R5 geöffnet und C4 entladen wird, wodurch die Sperre nicht funktioniert.

Schutz gegen Überspannung an der Batterie (Abb. 2, b). Wenn Ua>15 V überschritten wird, öffnet die Zenerdiode VD10, VT9 öffnet mit Strom durch R4 und liefert eine logische "1" durch VD12 an den Sperreingang. Diese Blockierung ist erforderlich, um einen Ausfall der Leistungstransistoren zu verhindern. Um die gesamte Schaltung parallel zu C5 zu schützen, müssen Sie die Zenerdiode KS515 einschalten. Diese Situation tritt nicht auf, wenn das Ladegerät nicht ohne Batterie an den Wechselrichter angeschlossen ist. Es ist besser, den Konverter und das Ladegerät mit unterschiedlichen Kabeln an die Batterie anzuschließen.

DB-Schutz vor Tiefentladung (Abb. 2, c). Der Wert von R7 ist so gewählt, dass bei Ua < 10,5 V der Transistor VT3 bereits geschlossen ist, die LED VD9 erlischt und über R8 und VD11 eine logische "1" an den Sperreingang gelegt wird. C2 verhindert das Blockieren bei kurzzeitigem Abfall von Ua.

Schutz vor falschem Einschluss (Verpolung) von AB (Abb. 2d). Im Falle einer Notblockierung liegt an Pin 9 von DD1.4 eine logische „1“ und am Ausgang von DD1.4 eine „0“. Der Transistor VT6 schließt, das Relais K1 fällt ab und trennt die Batterie vom Leistungsteil des Wandlers. Bei Verpolung bei angeschlossener Batterie arbeitet das Relais K1 überhaupt nicht.

Automatisches Umschalten auf Notstrom (Abb. 2e). Bei Vorhandensein von Spannung im Netzwerk wird das Relais K2 eingeschaltet und verbindet mit seinen Kontakten die Last direkt mit dem Netzwerk. Der Optokoppler-Transistor VU1 ist offen und liefert über R14 eine logische "1" an den Sperreingang. In diesem Fall wird der Konverter gesperrt.

Bei Ausfall der Netzspannung fällt das Relais K2 ab und schaltet die Last auf den Ausgang des Umrichters. Der Optokoppler-Transistor schließt und an Pin 0 von DD5 erscheint eine logische "1.3". An den Ausgang DD1.3-"1" gelehnt, öffnet ein positiver Impuls den Transistor VT5, C5 wird entladen, "1" verschwindet vom Sperreingang und der Wandler startet.

Schalter S1 "On" ermöglicht das Ausschalten des Konverters in dem Fall, wenn bei fehlender Spannung im Netzwerk keine Notstromversorgung erforderlich ist; "+" -Strom wird über Schalter S1 und R14 an den Sperreingang geliefert. Beim Öffnen der Kontakte des Schalters S1 läuft der Umrichter an - wie nach einem Stromausfall im Netz.

Autor: O. Lokseev, Bachtschissarai; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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