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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Impulsladegerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen Das Gerät basiert auf einem Push-Pull-Halbbrücken-Pulswandler (Wechselrichter) auf leistungsstarken Transistoren VT4 und VT5, der auf der Niederspannungsseite von einem Pulsweitenregler DA1 gesteuert wird. Solche Wandler, die gegen Erhöhungen der Versorgungsspannung und Änderungen des Lastwiderstands resistent sind, haben sich in der Stromversorgung moderner Computer bewährt. Da der PHI-Controller K1114EU4 zwei Fehlerverstärker enthält, sind keine zusätzlichen Mikroschaltungen zur Steuerung des Ladestroms und der Ausgangsspannung erforderlich.
Die Hochgeschwindigkeitsdioden VD14, VD15 schützen den Kollektorübergang der Transistoren VT4, VT5 vor Sperrspannung an der Wicklung I des Transformators T2 und entladen die Emissionsenergie zurück zur Stromquelle. Dioden müssen eine Mindesteinschaltzeit haben. Der Thermistor R9 begrenzt den Ladestrom der Kondensatoren C7, C8, wenn das Gerät an das Netzwerk angeschlossen ist. Zur Unterdrückung von Störungen durch den Wandler wird ein Netzwerkfilter C1, C2, C5, L1 verwendet. Die Schaltungen R19, R21, C12, VD9 und R20, R22, C13, VD10 dienen dazu, den Schließvorgang von Schalttransistoren zu beschleunigen, indem sie deren Basisschaltung mit negativer Spannung versorgen. Dadurch können Sie Schaltverluste reduzieren und den Wirkungsgrad des Wandlers steigern. Der Kondensator C9 verhindert die Magnetisierung des Magnetkreises des Transformators T2 aufgrund der ungleichen Kapazität der Kondensatoren C7 und C8. Die Schaltung R17, C11 trägt dazu bei, die Amplitude von Spannungsstößen an der Wicklung I des Transformators T2 zu reduzieren. Der Transformator T1 entkoppelt die Sekundärkreise galvanisch vom Netz und überträgt Steuerimpulse an den Basiskreis der Schalttransistoren. Wicklung III sorgt für eine proportionale Stromsteuerung. Durch den Einsatz der Transformatorisolation konnte der Betrieb des Gerätes sicher gemacht werden. Der Ladestromgleichrichter besteht aus Dioden KD2997A (VD11, VD12), die bei einer relativ hohen Betriebsfrequenz des Wandlers arbeiten können. Der Widerstand R26 fungiert als Stromsensor. Die Spannung dieses Widerstands, die an den invertierenden Eingang des ersten Fehlerverstärkers des DAI-Controllers angelegt wird, wird mit der Spannung an seinem invertierenden Eingang verglichen, die durch den Widerstand R1 „LADESTROM“ eingestellt wird. Wenn sich das Fehlersignal ändert, ändert sich das Tastverhältnis der Steuerimpulse, die Öffnungszeit der Wechselrichter-Schalttransistoren und damit die an die Last übertragene Leistung. Die Spannung vom Teiler R23, R24, proportional zur Spannung an der zu ladenden Batterie, wird dem invertierenden Eingang des zweiten Fehlerverstärkers zugeführt und mit der Spannung am Widerstand R4 verglichen, die an den invertierenden Eingang dieses Verstärkers angelegt wird. Auf diese Weise wird die Ausgangsspannung reguliert. Dadurch können Sie ein starkes Sieden des Elektrolyten am Ende des Ladevorgangs vermeiden, indem Sie den Ladestrom reduzieren. Der SHI-Controller verfügt über eine eingebaute Quelle einer stabilen Spannung von 5 V, die alle Spannungsteiler versorgt, die die erforderlichen Spannungswerte am Geräteausgang und den Ladestrom einstellen. Da der DA1-Chip über den Ausgang des Geräts mit Strom versorgt wird, ist es nicht akzeptabel, die Ausgangsspannung des Geräts auf 8 V zu reduzieren – in diesem Fall stoppt die Stabilisierung des Ladestroms und er kann den maximal zulässigen Wert überschreiten. Solche Situationen werden durch eine Einheit aus Transistor VT3 und Zenerdiode VD13 beseitigt – sie blockiert das Einschalten des Ladegeräts, wenn es mit einer defekten oder stark entladenen Batterie (mit einer EMK von weniger als 9 V) geladen wird. Die Zenerdiode und damit der Transistor des Knotens bleiben geschlossen, und der DTC-Eingang (Pin 4) der DA1-Mikroschaltung ist über den Widerstand R6 mit dem Uref-Ausgang der eingebauten Referenzspannungsquelle (Pin 14) verbunden (der Die Spannung am DTC-Eingang beträgt mindestens 3 V und die Impulserzeugung ist verboten. Wenn eine funktionierende Batterie an den Ausgang des Geräts angeschlossen wird, öffnet sich die Zenerdiode VD13, gefolgt vom Transistor VT3, wodurch der Eingang des DTC-Controllers mit dem gemeinsamen Kabel verbunden wird und dadurch die Bildung von Impulsen an den Pins 8 und 11 (Ausgänge C1, C2 – offener Kollektor). Die Pulswiederholungsrate beträgt etwa 60 kHz. Nach der Stromverstärkung durch die Transistoren VT1, VT2 werden sie über den Transformator T1 an die Basis der Schalttransistoren VT4 und VT5 übertragen. Die Pulswiederholungsrate wird durch die Elemente R10 und C6 bestimmt. Die Berechnung erfolgt nach folgender Formel: F=1,1/R10-C6 Geräteeinrichtung Um den Konverter einzurichten, benötigen Sie. LATR, Oszilloskop, funktionierende Batterie und zwei Messgeräte – ein Voltmeter und ein Amperemeter (bis 20 A). Wenn einem Funkamateur ein Trenntransformator 220 V x 220 V mit einer Leistung von mindestens 300 W zur Verfügung steht, sollte das Gerät über diesen eingeschaltet werden – das Arbeiten ist sicherer. Schließen Sie zunächst über einen temporären Strombegrenzungswiderstand mit einem Widerstand von 1 Ohm und einer Leistung von mindestens 75 W (oder eine Autolampe mit einer Leistung von 40-60 W) eine Batterie an den Ausgang des Geräts an und stellen Sie sicher, dass dies der Fall ist dass am Ausgang Uref (Pin 5) des PHI-Reglers eine positive Spannung von 14 V anliegt. Schließen Sie ein Oszilloskop an die Pins 8 und 11 (Ausgänge C1 und C2) des Controllers an und beobachten Sie die Steuerimpulse. Der Schieber des Widerstands R1 wird gemäß Diagramm auf die niedrigste Position eingestellt (minimaler Ladestrom) und eine Spannung von 36...48 V wird vom LATR an den Netzwerkeingang des Geräts geliefert. Die Transistoren VT4 und VT5 sollten nicht sehr heiß werden. Ein Oszilloskop überwacht die Spannung zwischen Emitter und Kollektor dieser Transistoren. Bei Überspannungen an der Impulsfront sollten Sie schnellere Dioden VD14, VD15 verwenden oder die Elemente R17 und genauer auswählen. SP-Dämpfungskette. Es ist zu beachten, dass nicht alle Oszilloskope Messungen in galvanisch mit dem Netzwerk verbundenen Stromkreisen ermöglichen. Bedenken Sie außerdem, dass einige Elemente des Geräts unter Netzspannung stehen – das ist gefährlich! Wenn alles in Ordnung ist, wird die Spannung am Netzeingang schrittweise erhöht. LATR bis 220 V und steuern den Betrieb der Transistoren VT4, VT5 mit einem Oszilloskop. Der Ausgangsstrom sollte 3 A nicht überschreiten. Stellen Sie durch Drehen des Schiebers des Widerstands RI sicher, dass sich der Strom am Ausgang des Geräts gleichmäßig ändert. Als nächstes wird der temporäre Strombegrenzungswiderstand (oder die Lampe) aus dem Ausgangskreis entfernt und die Batterie direkt an den Ausgang des Geräts angeschlossen. Wählen Sie die Widerstände R2, R5 so aus, dass die Grenzen für die Änderung des Ladestroms durch den Regler R2 0,5 und 25 A betragen. Stellen Sie die maximale Ausgangsspannung auf 15 V ein, indem Sie den Widerstand R4 auswählen. Der R2-Reglerknopf ist mit einer Skala mit Ladestromwerten ausgestattet. Sie können das Gerät mit einem Amperemeter ausstatten. Die Box und alle nicht stromführenden Metallteile des Ladegeräts müssen während des Betriebs zuverlässig geerdet sein. Es wird nicht empfohlen, ein funktionierendes Ladegerät längere Zeit unbeaufsichtigt zu lassen. Детали Die Dioden KD257B können durch RL205 und KD2997A durch andere ersetzt werden, darunter Schottky-Dioden mit einer Sperrspannung von mehr als 50 V und einem gleichgerichteten Strom von mehr als 20 A, FR155 mit Hochgeschwindigkeits-Pulsdioden FR205, FR305 sowie UF400S . Die Dioden VD11, VD12 sorgen zudem für einen Gesamtkühlkörper mit einer Oberfläche von mindestens 200 cm2. Der PHI-Controller K1114EU4 verfügt über viele ausländische Analoga – TL494IN, DBL494, mPC494, IR2M02, KA7500. Anstelle von KT886A-1 sind die Transistoren KT858A, KT858B oder KT886B-1 geeignet. Die Transistoren VT4 und VT5 sind auf Kühlkörpern mit einer Fläche von mindestens 100 cm2 installiert. Die Wände des Gerätekastens sowie der allgemeine Kühlkörper für Dioden und Transistoren sollten aus Gründen des sicheren Betriebs des Ladegeräts nicht als Kühlkörper verwendet werden. Die Größe von Kühlkörpern kann erheblich reduziert werden, wenn diese zwangsweise durch einen Lüfter gekühlt werden. Transformatoren sind die kritischsten und arbeitsintensivsten Elemente eines jeden Impulsumrichters. Von der Qualität ihrer Herstellung hängen nicht nur die Eigenschaften des Geräts, sondern auch seine Gesamtleistung ab. Der Transformator T1 ist auf einen Ringmagnetkern der Standardgröße K20x 12x6 aus M2000NM-Ferrit gewickelt. Wicklung I ist gleichmäßig über den gesamten Ring mit PEV-2 0,4-Draht gewickelt und enthält 2x28 Windungen. Wicklungen II und IV - jeweils 9 Drahtwindungen PEV-2 0,5. Wicklung III - zwei Drahtwindungen. MGTF-0,8. Die Wicklungen sind durch zwei Lagen dünnes Fluorkunststoffband voneinander und vom Magnetkreis isoliert. Der Transformator T2 ist auf einen gepanzerten Magnetkreis gewickelt. Ø10x10 aus Ferrit M2000HM (oder noch besser M2500NMS), ein Ringmagnetkern mit ähnlichem Querschnitt ist ebenfalls geeignet. Wicklung I enthält 35 Drahtwindungen PEV-2 0,8. Wicklung II – 2x4 Windungen eines Kabelbaums mit einem Querschnitt von mindestens 4 mm1 aus mehreren PEV-2- oder PEL-Drähten. Wenn Sie den Transformator stark abkühlen, kann sich der Querschnitt des Kabelbaums verringern. Es ist zu beachten, dass nicht nur die Zuverlässigkeit des Geräts, sondern auch die Sicherheit seines Betriebs von der Qualität der Wicklungsisolierung der Transformatoren abhängt, da diese die Sekundärkreise von der Netzspannung trennt. Daher sollten Sie es nicht aus improvisierten Materialien – Geschenkpapier, Klebeband usw. – durchführen und es noch mehr vernachlässigen, wie es unerfahrene Funkamateure manchmal tun. Am besten verwenden Sie dünnes Fluorkunststoffband oder Kondensatorpapier aus Hochspannungskondensatoren und legen es in 2-3 Lagen auf. Autor: Shelestov I.P.
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Kommentare zum Artikel: Alexander, shurik_eryoma@rambler.ru Eine sehr interessante Schaltung, aber lässt sie sich auf 2 Ausgangsspannungen von 12 und 24 V umrüsten? Ich kann keine Impulsspeicherschaltung für 2 Spannungen von 12 und 24 V finden. Vielleicht kennt der Autor eine. Ich hoffe auf Ihre Hilfe.
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