Провода питания преобразователя нужно подключить напрямую к аккумулятору. Иначе (если подключить после замка зажигания) система зажигания и прочее электрооборудование автомобиля будут создавать помехи преобразователю; кроме того, он сам будет влиять на электронику машины – а это в некоторых случаях может быть опасным. Так как преобразователь даже при отключенной нагрузке потребляет некоторый холостой ток покоя (эта схема – примерно 30…50 мА), в схему был д
Регулятор напряжения собран на транзисторе VT3. Как только выходное напряжение превысит 12 В, через стабилитрон VD2 потечет ток, транзистор приоткроется и понизит напряжение на входе REF модулятора. Длительность единичных импульсов станет чуть меньше, и наступит динамический баланс. Конденсаторы С7 или С8 нужны для подавления шумов стабилитрона и транзистора, впаивать нужно только один из этих конденсаторов! Какой именно – подбирается при настройке, так как это зависит от монтажа и используемых элементов. Без конденсаторов на выходе постоянного напряжения будет присутствовать шум (и будет слышно, как шумит катушка), а КПД чуть снизится за счет разогрева транзисторов, если же впаять оба конденсатора – схема будет возбуждаться. Сопротивление резистора R12 ограничивает коэффициент усиления цепи обратной связи – чем он больше, тем неустойчивее работает преобразователь. При указанном номинале резистора выходное напряжение, в зависимости от тока нагрузки, изменяется не более чем на 0,3…0,5 В, чего для такого преобразователя вполне достаточно. При использовании транзисторов с меньшим коэффициентом h21, сопротивление резистора R12 можно уменьшить до 2… 10 кОм.
Микросхема включена по типовой схеме, выводы 2 и 3 можно соединить друг с другом, но лучше оставить цепочку R6, С4 – для корректной работы преобразователя при срабатывании термозащиты. Иначе в этой ситуации транзистор нижнего уровня будет постоянно открыт и закоротит выход. Вывод Vs – общий провод высоковольтной (изолированной) части, вывод VB – ее вывод питания (+10…+20 В). В данной схеме пока открыт нижний по схеме транзистор (VT2), Vs соединен с общим проводом, и конденсатор С5 заряжается через диод VD1 почти до напряжения питания. Через некоторое время VT2 закроется, но заряд на конденсаторе С5 останется, так как ток утечки крайне мал. Когда на вход HIN поступит логическая единица, выход НО соединится внутренним транзистором с выводом VB – то есть конденсатор зарядит затвор транзистора VT1, и он откроется. Ток утечки затвора транзистора крайне мал, а его емкость в сотни раз меньше емкости С5, поэтому транзистор отпирается до насыщения, и КПД схемы получается максимально возможным. В следующем такте С5 снова подзаряжается.
В качестве драйвера силовых транзисторов выбрана микросхема IR2103 (DD2). Для данного устройства эта микросхема идеально подходит по всем параметрам и при этом имеет не слишком высокую стоимость. Один из ее входов – прямой, второй – инверсный; это позволило сэкономить на внешнем инверторе. В микросхему встроены логика, препятствующая одновременному отпиранию обоих транзисторов (сквозные токи), и генератор пауз («мертвое время», dead time) между импульсами на выходах – это позволило до минимума сократить количество внешних элементов и не заниматься построением защиты на дополнительных логических элементах. Также у микросхемы достаточно мощные для непосредственного управления выходными полевыми транзисторами выходы – благодаря чему сэкономлены 4 внешних транзистора в эмиттерных повторителях. И «изюминка» микросхемы – «плавающее» напряжение верхнего уровня (разность напряжений может достигать 600 В!) с полной электрической развязкой внутри самой микросхемы. Без этой «фишки» схему пришлось бы сильно усложнять, вводя быстродействующий (и дорогой) оптрон и еще десяток элементов.
Модулятор собран на таймере DDI.2 по обычной схеме – при уменьшении напряжения на входе REF уменьшается длительность единичных импульсов (при неизменном периоде) на выходе, то есть уменьшается выходное напряжение. Терморезистор R4 обеспечивает защиту от перегрева – при нагреве радиатора ключевых транзисторов выше 80… 100 `С его сопротивление уменьшается ниже порога переключения микросхемы по входу RES (1,0 В), и на выходе микросхемы принудительно устанавливается логический нуль до тех пор, пока транзисторы не остынут. При этом оба ключевых транзистора закрыты, напряжение на выходе пропадает. Микросхема имеет небольшой гистерезис переключения (около 40 мВ) по входу RES, поэтому при надежном тепловом контакте терморезистора с радиатором никакого дребезга переключения нет; для дополнительной защиты от наводок в схему добавлен конденсатор СЗ, его емкость желательно увеличить до сотни микрофарад.
пускающих импульсов по входу S должна быть минимально возможной, поэтому генератор на DD1.1 несимметричный – сопротивление резистора R1 (через который конденсатор С1 разряжается) в сотни раз меньше сопротивления R2. В большинстве случаев выводы R1 вообще можно закоротить, но лучше не рисковать и впаять резистор небольшого сопротивления (100…330 Ом).
На таймере DD1.1 собран тактовый генератор, его короткие импульсы с вывода 5 запускают ШИМ-модулятор на таймере DDI.2. Из-за внутренних особенностей микросхемы 555 длительность за-
Схема такого преобразователя показана на рис. 1.11.
Самый простой выход – более-менее симметрично запитать устройства от «половинок» штатного аккумулятора (например, магнитолу – от одного 12-вольтового аккумулятора, а телевизор – от другого), но полной симметричности при этом добиться невозможно, в итоге один из аккумуляторов будет постоянно перезаряжаться, а другой – недозаряжаться, и в итоге срок службы обоих аккумуляторов резко уменьшится. Поэтому единственный выход – понижаем преобразователь напряжения до необходимых для такой аппаратуры 12 В. Для современной автомагнитолы на максимальной громкости необходим ток 2…4 А, ЖКИ-телевизору – около 1 А, поэтому с учетом запаса выходной ток преобразователя должен быть в районе 5… 10 А. При этом нагрев силовых элементов схемы должен быть минимален (то есть КПД – максимально возможный), так как автомобильная техника часто эксплуатируется в жарком климате да и сама по себе сильно нагревается.
Такой преобразователь необходим водителям грузовиков, автобусов и другой большегрузной техники, с напряжением в бортовой сети 24 В (два последовательно соединенных 12-вольтовых аккумулятора). Почти вся автомобильная техника (магнитолы, телевизоры, холодильники, даже лампы подсветки!) рассчитана на 12 В a2…3 В и при прямом включении в сеть 24 В мгновенно выходит из строя.
Ноябрь 15, 2010 от admin
Мощный преобразователь напряжения 24 В – 12 В с высоким КПД
» » » Мощный преобразователь напряжения 24 В – 12 В с высоким КПД
Мощный преобразователь напряжения 24 В – 12 В с высоким КПД | Техника и Программы
Комментариев нет:
Отправить комментарий