|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Penukar voltan kapasitor dengan pendaraban arus
Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Penukar voltan, penerus, penyongsang Dalam usaha untuk mengurangkan saiz peralatan radio yang direka, amatur radio memberi perhatian penting kepada pengecilan bekalan kuasa. Masalah ini biasanya diselesaikan menggunakan penukar voltan nadi. Sementara itu, kemajuan ketara dalam bidang komponen elektronik memungkinkan untuk mencipta bekalan kuasa bersaiz kecil yang beroperasi pada prinsip yang dipanggil "pengubah", tetapi tidak mengandungi pengubah. Kesederhanaan relatif reka bentuk dan ketersediaan komponen menjadikannya menarik kepada amatur radio. Pada bekalan kuasa rangkaian kuasa rendah, versi tanpa transformer dengan kapasitor pelindapkejutan sering digunakan [1]. Kelemahan unit sedemikian ialah arus yang digunakan daripada rangkaian adalah lebih kurang sama dengan arus keluaran dan, apabila kuasa keluaran meningkat, ia menjadi sangat besar, walaupun ia terutamanya bersifat reaktif. Pada masa yang sama, dalam blok pengubah arus ini disambungkan dengan nisbah transformasi. Dalam hal ini, pada pendapat kami, bekalan kuasa kapasitor yang beroperasi pada prinsip "pengubah" nampaknya relevan. Buat pertama kalinya, penyelesaian teknikal sedemikian telah dicadangkan oleh L. M. Braslavsky dari Institut Elektroteknikal Novosibirsk pada tahun 1972, apabila dia memfailkan permohonan untuk ciptaan. Ia ternyata sangat asli dan tidak jelas untuk pakar bahawa VNIIGPE menjalankan pemeriksaan permohonan selama enam tahun penuh dan hanya pada tahun 1978 mengeluarkan sijil pengarang. Kemudian, penyelesaian lain telah dipatenkan yang memungkinkan untuk melaksanakan bekalan kuasa kapasitor dengan voltan keluaran berbilang [2] dan penstabilannya. Penyelesaian ini mempunyai banyak persamaan dengan peranti yang menggunakan kapasitor tersuis, yang agak popular dalam reka bentuk litar asing [3]. Perkembangan selanjutnya arah ini di negara kita harus dianggap sebagai penukar AC-ke-DC dengan pengurangan voltan [4]. Gambar rajah yang dipermudahkan bagi peranti sedemikian ditunjukkan dalam Rajah. 1. Prinsip operasinya adalah seperti berikut. Pada saat permulaan masa, rantaian kapasitor C1 - Cn (dengan kapasiti yang sama) peranti dilepaskan. Dengan separuh gelombang positif voltan utama, diod VD1, VD6-VD8 dan VD2 terbuka, dan diod VD3-VD5...VDn ditutup. Dalam kes ini, semua kapasitor blok disambungkan secara bersiri dan dicas oleh voltan sesalur kepada nilai amplitudnya. Selain itu, voltan pada setiap kapasitor N, disebabkan kesamaan kapasitinya, adalah N kali kurang daripada voltan amplitud rangkaian, dan kapasitans setara yang disambungkan ke rangkaian juga N kali kurang daripada kapasiti satu kapasitor. .
Pada separuh kedua separuh kitaran positif, diod VD1, VD6-VD8 dan VD2 ditutup dan cas elektrik yang terkumpul oleh mereka disimpan pada kapasitor. Semasa separuh kitaran negatif, diod VD1 dan VD2 ditutup, akibatnya unit kapasitor terputus dari rangkaian. Pada masa ini, adalah mungkin untuk menyambungkan beban voltan rendah Rн ke output unit dengan menutup kenalan suis elektronik S1. Kini diod VD3-VDn, VD9-VD11 terbuka dan semua kapasitor yang dicas disambungkan kepada beban voltan rendah secara selari, yang memungkinkan untuk mendapatkan daripada unit nilai purata arus nyahcas jauh lebih tinggi daripada arus pengecasan. Oleh itu, unit mengurangkan voltan sambil meningkatkan arus keluaran secara serentak. Oleh kerana pada separuh pertama tenaga separuh kitaran terkumpul pada kapasitor, dan pada separuh kedua ia dilepaskan, operasi unit kapasitor jelas bersifat tolak-tarik. Untuk melancarkan riak dan meningkatkan nilai arus purata, kapasitansi kapasitor penapis Cf mestilah cukup besar atau unit kapasitor lain yang serupa mesti digunakan, beroperasi pada beban yang sama, tetapi dalam antifasa dengan yang pertama. Dalam peranti yang sedang dipertimbangkan, sesentuh suis S1 ditutup pada frekuensi rangkaian bekalan, yang dengan ketara mengurangkan kehilangan pensuisan pada mereka berbanding dengan menukar bekalan kuasa dan, sebagai tambahan, tidak mengenakan keperluan prestasi pada diod. Walau bagaimanapun, keperluan untuk voltan terbalik kekal. Jadi, sebagai contoh, diod VD1, VD2, VD3 - VDn dan VD9 - VD11 mesti mempunyai voltan terbalik lebih tinggi daripada voltan amplitud rangkaian dan arus purata 2N kali kurang daripada arus keluaran. Semua diod lain boleh mempunyai voltan terbalik N kali kurang daripada voltan sesalur amplitud. Kelemahan peranti adalah kekurangan pengasingan galvanik dari rangkaian dan voltan operasi tinggi transistor, yang bertindak sebagai suis elektronik S1. Tetapi kemungkinan menggunakan kapasitor oksida voltan rendah bersaiz kecil dan transistor voltan tinggi moden memastikan ciri kuasa bekalan kuasa kapasitor adalah setanding dengan unit pensuisan dan menjadikan penggunaannya menjanjikan untuk pelbagai aplikasi. Berdasarkan idea-idea ini, pengecas tanpa pengubah sepenuhnya dengan kuasa 150 W telah direka, yang jisimnya tidak melebihi 1 kg. Ia membolehkan anda melaksanakan "latihan" bateri - mod di mana bateri dicas semasa satu separuh kitaran voltan utama dan kemudian dilepaskan dengan arus yang lebih rendah ke perintang balast. Penukar voltan kapasitor yang diterangkan direka untuk mengecas bateri kereta dengan kapasiti sehingga 70 Ah, jadi purata arus keluaran maksimum peranti hendaklah 7 A. Nilai ini selaras dengan pengehadan komponen pembolehubah pada tahap 20 ...30% daripada voltan terkadar untuk kapasitor oksida yang digunakan. Gambarajah skematik peranti ditunjukkan dalam Rajah. 2. Diod penerus VD38, kapasitor C13 dan diod zener VD39, VD40 membentuk voltan bekalan unit kawalan, yang menyegerakkan operasi transistor pensuisan VT2 dan VT3 dengan kekutuban voltan rangkaian dan menstabilkan arus keluaran.
Peranti berfungsi seperti berikut. Dengan separuh gelombang positif voltan utama, blok kapasitor C1 - C12 dan kapasitor penyimpanan bekalan C13 dicas. Apabila separuh gelombang negatif, LED optocoupler U1 dihidupkan, dan phototransistornya, membuka, menghalang simpang pemancar transistor VT1. Transistor VT1 ditutup dan, melalui perintang R5, menyambungkan input bukan penyongsangan DA1 op-amp kepada output blok kapasitor. Op-amp itu sendiri menukar dan membuka transistor VT3, VT2 dan LED optocoupler U2. Op-amp DA1 beroperasi dalam mod pembanding, jadi isyarat keluarannya boleh mengambil hanya dua nilai - dekat dengan voltan bekalan dan hampir kepada sifar. Jika voltan pada input penyongsangannya lebih besar daripada pada input bukan penyongsangan, voltan keluaran akan menghampiri sifar dan transistor VT3 akan berada dalam keadaan mati. Jika tidak, voltan pada output op-amp adalah dekat dengan voltan bekalan, transistor VT3 terbuka, dan melalui perintang R10 - transistor VT2 dan optocoupler U2. Isyarat input untuk menstabilkan arus keluaran ialah voltan pada unit kapasitor. Ia berkaitan dengan cas elektrik oleh hubungan yang diketahui: U=CQ dan dU/dt=CdQ/dt=CI. Oleh itu, perubahan voltan pada blok kapasitor (penurunannya) adalah berkadar terus dengan cas yang diberikan kepada beban, oleh itu, dengan menstabilkan cas yang diberikan oleh blok kapasitor semasa kitaran nyahcas tunggal, peranti menstabilkan arus keluaran. Nilainya dikawal oleh perintang R7. Selepas menutup transistor VT1, voltan daripada blok kapasitor dibekalkan kepada input bukan penyongsangan DA1 op-amp dan dibandingkan dengan standard yang dibekalkan kepada input penyongsangan daripada pembahagi R6-R8. Apabila voltan pada blok kapasitor menjadi kurang daripada yang boleh dicontohi, op-amp DA1 bertukar kepada keadaan sifar dan menutup transistor VT3, dan melaluinya (dan beban peranti) - photodinistor optocoupler U2. Jika atas sebab tertentu voltan pada unit kapasitor tidak berkurangan ke tahap yang boleh dicontohi (iaitu, caj yang ditentukan oleh kedudukan peluncur R7 perintang belum dipindahkan ke beban), dan masa yang diperuntukkan untuk nyahcas telah tamat, unit akan beroperasi untuk menghalang voltan sesalur daripada mencapai output Peranti disusun seperti ini. Voltan separuh gelombang negatif rangkaian berkurangan sehingga LED optocoupler U1 dimatikan dan, akibatnya, phototransistornya ditutup. Ini membawa kepada pembukaan transistor VT1, memecut input bukan menyongsang dan menukar pembanding DA1 dan, sebagai hasilnya, menutup transistor VT3, VT2 walaupun sebelum penampilan separuh gelombang positif voltan utama. Oleh itu, terdapat penyegerakan paksa unit penstabilan semasa dengan kekutuban voltan rangkaian. Optocoupler U2 hanya diperlukan sebagai ciri keselamatan dan mungkin tidak terdapat dalam bekalan kuasa terbina dalam. Mengecas bateri mengambil masa yang agak lama dan memerlukan sedikit kawalan. Oleh itu, peranti menyediakan keupayaan untuk mematikan bateri yang sedang dicas secara automatik apabila voltan padanya ialah 14,2...14,4 V. Fungsi elemen ambang untuk mematikan bateri yang dicas sepenuhnya dilakukan oleh geganti elektromagnet K1 (RES10). ), yang beroperasi pada voltan kira-kira 10,5 V. Geganti disambungkan ke terminal output X2 dan X3 melalui perintang penalaan wayar R11. Perintang ini, bersama-sama dengan kapasitor C14, membentuk penapis yang menindas komponen berselang-seli voltan pengecasan berdenyut, tetapi melepasi komponen langsung voltan bateri yang meningkat secara perlahan. Oleh itu, apabila voltan ambang dicapai, geganti K1 diaktifkan dan, menggunakan sesentuh pembukaan K1.1, mematikan kuasa ke unit kapasitor dan sistem kawalan. Penggulungan geganti itu sendiri kekal di bawah voltan bateri yang sedang dicas dan, disebabkan oleh kehadiran histerisis, dimatikan apabila voltan turun kepada 11,8 V. Selepas itu bateri dicas semula secara automatik. Menghidupkan/mematikan mod pengecasan automatik dijalankan menggunakan suis SA2. Penggunaan geganti siri RES10 adalah disebabkan penggunaan arusnya yang rendah dan, akibatnya, arus nyahcas bateri yang rendah dalam mod berhenti pengecasan. Sentuhan kuasa rendah geganti yang digunakan juga mencerminkan ciri peranti yang diterangkan yang dikaitkan dengan sifat kapasitif beban. Oleh itu, litar bekalan kuasa unit kapasitor pecah tanpa percikan api. Penggunaan dua fius utama (FU1, FU2) dan suis dua bahagian SA1 dikaitkan dengan peningkatan keperluan keselamatan elektrik kerana kekurangan pengasingan galvanik peranti daripada sesalur kuasa. Penampilan dan beberapa ciri reka bentuk pengecas tanpa pengubah digambarkan dalam Rajah. 3. Badan peranti diperbuat daripada dua plat aluminium berbentuk U yang disambungkan dengan skru. Di dinding hadapannya terdapat penunjuk bekalan kuasa (HL1), ammeter PA1 untuk memantau arus pengecasan dan soket keluaran X2, X3. Suis SA1, SA2 (suis togol), perintang pemangkasan R7, R11 dan fius sesalur terletak di dinding belakang kes itu. Penempatan perintang pemangkasan di sana adalah disebabkan oleh kehadiran sistem penstabilan arus pengecasan, oleh itu, apabila beroperasi di garaj, anda hanya perlu menetapkan nilai arus pengecasan dan akhir ambang pengecasan sekali sebelum memulakan operasi.
Optocoupler U2 dan transistor berkuasa VT3 dipasang di bahagian atas perumahan, yang mempunyai lubang pengudaraan. Kawasan penyejukan sink haba mereka adalah lebih kurang 20 cm 2 . Sinki haba diikat pada badan dengan skru dengan sesendal penebat dan pencuci plastik. Unit kapasitor diod dipasang pada papan litar bercetak yang diperbuat daripada gentian kaca kerajang satu sisi, yang dipasang pada rak di dalam perumah. Semua bahagian sistem kawalan pengecas dipasang pada papan kedua, terletak di bawah unit kapasitor. Dalam blok kapasitor, adalah mungkin untuk menggunakan mana-mana kapasitor oksida, tetapi lebih baik satu jenis. Jika kapasitor yang diimport digunakan, dimensi unit ini boleh dikurangkan dengan ketara. Diod blok juga boleh menjadi apa-apa, direka untuk voltan arus dan terbalik yang sama - walaupun diod D226B dan D7Zh akan dilakukan, tetapi dimensi blok dan beratnya akan meningkat dengan ketara. Kami akan menggantikan optocoupler TO325-12,5-4 dengan TO125-10 atau TO125-12,5 sekurang-kurangnya kelas 4. Daripada KP706B (VT3), adalah mungkin untuk menggunakan transistor kesan medan domestik yang serupa atau IGBT yang diimport untuk arus dan voltan yang sama, sebaik-baiknya dengan rintangan saluran yang minimum. Apabila memilih geganti elektromagnet (K1), adalah perlu untuk mengambil kira bahawa voltan terkadar plat nama adalah lebih kurang 1,5...1,7 kali lebih tinggi daripada voltan kendalian dan voltan kendalian boleh sedikit berbeza walaupun untuk geganti daripada kumpulan yang sama . Adalah mungkin untuk menggunakan geganti RES9, RES22, RES32 dan lain-lain dengan penggunaan arus yang cukup rendah untuk voltan operasi dalam julat 8...12 V. Dalam kes ini, mungkin perlu memilih perintang R11 dan kapasitor C14 untuk menindas komponen pembolehubah dengan berkesan dan mencegah "melantun" kenalan geganti dan penggera palsu. Laraskan peranti hanya jika terdapat fius sesalur. Sebelum menghidupkan buat kali pertama, pastikan anda menyemak pemasangan dan sambungan yang betul, kerana ralat boleh menyebabkan kegagalan kebanyakan bahagian dan juga letupan kapasitor. Sebagai polisi insurans, unit kondenser boleh ditutup dengan kotak yang diperbuat daripada kadbod tebal atau papan lapis. Peranti yang dipasang dengan betul mula berfungsi serta-merta. Pada asasnya, anda hanya memerlukan pilihan perintang R6 dan R8 untuk melaraskan julat pelarasan arus pengecasan. Untuk melakukan ini, sambungkan bateri yang dinyahcas ke output unit dan, menggunakan pilihan perintang R6 dan R8, tetapkan julat peraturan arus pengecasan menggunakan ammeter PA1 dengan perintang R7. Jika pada kedudukan awal peluncur perintang R7 arus berbeza daripada sifar, maka anda perlu mengurangkan rintangan perintang R8. Jika arus pengecasan menjadi sifar dalam kedudukan melampau peluncur R7, rintangan perintang ini perlu ditingkatkan. Seterusnya, tetapkan peluncur perintang R7 ke kedudukan terakhirnya. Jika arus pengecasan kini ternyata kurang daripada maksimum, rintangan perintang R6 perlu dikurangkan, dan jika melebihinya, ia perlu ditingkatkan. Selepas ini, tetapkan suis SA2 ke kedudukan "Mod Manual", bawa bateri ke cas penuh, pantau voltan padanya dengan voltmeter DC. Kemudian putuskan sambungan peranti daripada rangkaian, gerakkan suis togol SA2 ke mod "Auto", dan peluncur perintang R11 ke kedudukan rintangan maksimum. Sambungkan semula peranti ke rangkaian dan dengan mengurangkan rintangan perintang R11, capai operasi geganti K1 yang jelas - peranti sedia untuk beroperasi. Semasa menyediakan dan mengendalikan pengecas, anda mesti ingat bahawa tiada pengasingan galvanik daripada rangkaian. Oleh itu, anda boleh menyambung dan memutuskannya daripada bateri hanya apabila kord kuasa diputuskan daripada sesalur kuasa. Pengecas yang diterangkan adalah salah satu contoh khusus menggunakan penukar voltan kapasitor. Dalam kes lain, perlu diingat bahawa nilai berkesan voltan keluarannya adalah kira-kira 12 V, dan amplitud adalah hampir 24 V. Oleh itu, untuk menggerakkan peranti elektronik, lebih dinasihatkan untuk menggunakan dua blok kapasitor, satu yang beroperasi dari positif, dan yang kedua dari voltan utama separuh gelombang negatif. Keluaran kedua-dua blok mesti digabungkan dan beroperasi pada satu beban biasa. Blok itu sendiri hampir sama. Mereka berbeza hanya dalam sambungan mereka ke wayar rangkaian pembawa semasa: di mana blok pertama disambungkan oleh katod diod, yang kedua disambungkan oleh anod. Ini memungkinkan untuk mendapatkan kuasa keluaran yang lebih besar dengan pengurangan ketara dalam kapasitansi kapasitor penapis. Voltan keluaran peranti yang diterangkan ditentukan oleh bilangan kapasitor dalam bateri dan pada voltan yang lebih rendah boleh ditetapkan dalam kenaikan yang agak kecil. Output penukar yang diterangkan secara rasmi boleh dianggap tidak disambungkan ke rangkaian, kerana semasa satu separuh kitaran rangkaian, transistor VT3 dan optocoupler U2 ditutup, dan semasa yang lain, diod VD3 dan VD4 ditutup. Walau bagaimanapun, anda tidak boleh menganggap bahawa menyentuh terminal output adalah selamat. Mana-mana elemen yang disebutkan di atas mungkin gagal, ini tidak akan dapat dilihat dari sudut pandangan operasi penukar, tetapi salah satu wayar output akan disambungkan ke rangkaian. Oleh itu, anda tidak perlu memasang, sebagai contoh, diod VD4 dan optocoupler U2 - peranti akan berfungsi seperti biasa tanpanya. Mengenai menstabilkan arus keluaran. Arus keluaran dimatikan pada saat voltan pada blok kapasitor berkurangan kepada nilai yang ditentukan oleh perintang R7, dan voltan awal pada blok adalah berkadar dengan voltan rangkaian. Seperti yang ditunjukkan oleh pengarang, arus keluaran adalah berkadar dengan perbezaan antara voltan ini, jadi penstabilannya berlaku hanya apabila beban berubah. Turun naik dalam voltan talian menjejaskan arus keluaran, dengan perubahan relatif dalam arus keluaran adalah kira-kira dua kali perubahan relatif dalam voltan talian. Peranti geganti yang dicadangkan oleh pengarang untuk mematikan penukar pada masa bateri dicas tidak boleh mempunyai histeresis voltan yang sempit, seperti yang ditunjukkan dalam artikel, kerana untuk geganti RES-10 arus pelepasan adalah kira-kira tujuh kali kurang daripada arus operasi. Untuk mendapatkan histerisis yang diperlukan, perlu menggunakan geganti dengan sejumlah besar kenalan. Apabila dicetuskan, ia mesti memperkenalkan perintang pembolehubah tambahan dalam siri dengan R11, yang menetapkan voltan pelepas geganti. Kesusasteraan
Pengarang: N. Kazakov, A. Petrov, Volgograd
Perangkap udara untuk serangga
01.05.2024 Ancaman serpihan angkasa kepada medan magnet Bumi
01.05.2024 Pemejalan bahan pukal
30.04.2024
▪ Pemacu untuk menukar LED putih EL7513 ▪ Aplikasi baharu untuk enjin hidrogen
▪ bahagian tapak Penguat frekuensi rendah. Pemilihan artikel ▪ artikel Cara memasang sistem pembesar suara. Seni audio ▪ Bagaimana ubat berasal? Jawapan terperinci ▪ artikel Tiga voltan daripada satu Krona. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Komen pada artikel: Alexey Saya tidak faham satu perkara, dalam litar terdapat 12 kapasitor 2200 mf pada 25 volt, jika anda meletakkan 2200 mf pada 35 volt, maka 10 keping. Dan jika ia 50 volt, maka anda boleh mengehadkan diri anda kepada 8? saya faham betul ke?
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini