펄스 충전기. 계획, 설명

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스타터 배터리를 충전하기 위해 운전자는 다양한 장치를 사용하며 대부분은 강압 네트워크 변압기를 사용하여 제작됩니다. 이러한 장치는 상대적으로 낮은 효율성, 큰 크기 및 무게가 특징입니다. 그리고 효율성을 어떻게든 높일 수 있다면 그러한 장치의 다른 지표를 개선하는 것은 사실상 불가능합니다. 펄스 전압 인버터의 원리로 구축되면 충전기의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.

해외에서 제조된 임펄스 충전소(Bochsch, Telwin 등)는 기술적 성능이 우수하지만 비용은 대부분의 운전자가 감당할 수 없는 수준입니다. 동시에, 이러한 장치의 독립적인 제조는 모든 라디오 아마추어, 특히 펄스 회로 및 그러한 장치의 구축 분야에서 필요한 경험이 없는 사람들의 권한 내에 있지 않습니다.

그러나 펄스 충전기가 지나치게 복잡하다고 생각해서는 안 됩니다. 따라서 [1]에서는 플라이백 컨버터를 기반으로 구축된 아마추어 무선 장치에 대해 설명합니다.

이러한 변환기의 확실한 이점은 상대적 단순성과 작은 크기입니다. 그러나 단점도 있습니다. 가장 심각한 것 중 하나는 변압기 자기 회로의 자화입니다. 그 때문에 푸시 풀 변환기보다 단면적이 2 ... 2,5 배 더 큰 자기 회로를 사용해야합니다.

또한 일반적으로 플라이백 컨버터의 스위칭 요소에 대한 전압 서지는 공급 전압을 크게 초과하므로 추가 억제 및 회생 회로를 도입해야 합니다. 에너지 손실은 고출력에서 가장 두드러지므로 단일 사이클 변환기는 수백 와트를 초과하지 않는 전원 장치에 사용됩니다.

납산 배터리는 일반적으로 정전압, 정전류 및 소위 암페어 시간 규칙의 세 가지 방법 중 하나로 충전됩니다. 정전압 충전은 구현이 매우 간단하지만 배터리 용량의 XNUMX% 사용을 보장하지는 않습니다. 암페어 시간 규칙(Woodbridge에 따름)에 따라 충전하는 것이 이상적인 방법이라고 볼 수 있지만 회로가 복잡해 널리 사용되지는 않습니다.

안정적인 충전 전류로 충전하는 방식이 가장 최적으로 인정받고 있습니다. 이 방법을 구현하는 장치에는 충전 프로세스를 자동화할 수 있는 노드를 쉽게 장착할 수 있습니다. 이 충전기 그룹에는 아래에 설명된 항목도 포함됩니다.

이 장치(다이어그램 참조)는 저전압 측의 펄스 폭 컨트롤러 DA4에 의해 제어되는 강력한 트랜지스터 VT5 및 VT1의 푸시 풀 하프 브리지 펄스 변환기(인버터)를 기반으로 합니다. 공급 전압의 증가와 부하 저항의 변화에 강한 이러한 변환기는 최신 컴퓨터의 전원 공급 장치에서 잘 입증되었습니다. K1114EU4 [2] SHI 컨트롤러에는 두 개의 오류 증폭기가 있으므로 충전 전류 및 출력 전압을 제어하기 위해 추가 마이크로 회로가 필요하지 않습니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

고속 다이오드 VD14, VD15는 트랜지스터 VT4, VT5의 컬렉터 접합을 변압기 T2의 권선 I에서 역 전압으로부터 보호하고 방출 에너지를 다시 전원으로 전환합니다. 다이오드에는 최소 켜짐 시간이 있어야 합니다.

서미스터 R1은 장치가 네트워크에 연결될 때 커패시터 C4, C5의 충전 전류를 제한합니다. 메인 필터 C1C2C3L1은 인버터의 간섭을 억제하는 데 사용됩니다. 회로 R19R21C12VD8 및 R20R22C13VD9는 기본 회로에 음의 전압을 적용하여 스위칭 트랜지스터를 닫는 프로세스를 강제하는 데 사용됩니다. 이는 스위칭 손실을 줄이고 컨버터의 효율을 높입니다.

커패시터 C8은 커패시터 C2 및 C4의 커패시턴스가 동일하지 않아 변압기 T5의 자기 회로의 자화를 방지합니다. R17C11 회로는 변압기 T2의 권선 I에서 전압 서지의 진폭을 줄이는 데 도움이 됩니다.

변압기 T1은 네트워크에서 XNUMX차 회로를 전기적으로 분리하고 제어 펄스를 스위칭 트랜지스터의 기본 회로로 전송합니다. 권선 III은 비례 전류 제어를 제공합니다. 변압기 절연을 사용하면 장치를 안전하게 작동할 수 있습니다.

충전 전류 정류기는 컨버터의 상대적으로 높은 작동 주파수에서 작동할 수 있는 다이오드 KD2997A(VD10, VD11)에서 만들어집니다.

저항 R25 - 전류 센서. 첫 번째 컨트롤러 오류 증폭기 DA1의 비반전 입력에 적용된 이 저항의 전압은 저항 R2 "충전 전류"에 의해 설정된 반전 입력의 전압과 비교됩니다. 오류 신호가 변경되면 제어 펄스의 듀티 사이클, 인버터 스위칭 트랜지스터의 개방 시간, 따라서 부하로 전달되는 전력이 변경됩니다.

충전 중인 배터리의 전압에 비례하는 분배기 R23R24의 전압은 두 번째 오류 증폭기의 비반전 입력에 공급되고 이 증폭기의 반전 입력에 적용된 저항 R5 양단의 전압과 비교됩니다. 따라서 출력 전압이 조절됩니다. 이렇게 하면 충전 전류를 줄여 충전이 끝날 때 전해질이 심하게 끓는 것을 방지할 수 있습니다.

SHI 컨트롤러에는 장치의 출력과 충전 전류에서 필요한 전압을 설정하는 모든 전압 분배기에 공급하는 안정적인 5V 전압 소스가 내장되어 있습니다.

장치의 출력에서 DA1 칩에 전원이 공급되기 때문에 장치의 출력 전압을 8V로 낮추는 것은 허용되지 않습니다. 이 경우 충전 전류의 안정화가 중지되고 최대 허용 값을 초과할 수 있습니다. 이러한 상황은 VT3 트랜지스터 및 VD12 제너 다이오드에 조립된 노드에 의해 제외됩니다. 결함이 있거나 심하게 방전된 배터리(EMF 9V 미만)가 로드된 경우 충전기가 켜지지 않도록 차단합니다. 제너 다이오드와 노드 트랜지스터는 닫힌 상태를 유지하고 DA4 칩의 DTC 입력(핀 1)은 저항 R7을 통해 내장 기준 전압원(핀 14)의 Uref 출력에 연결됩니다. 동시에 DTC 입력의 전압은 최소 3V이며 펄스 형성이 금지됩니다.

건강한 배터리가 장치의 출력에 연결되면 VD12 제너 다이오드가 열리고 VT3 트랜지스터가 열리고 컨트롤러의 DTC 입력이 공통 와이어로 닫혀 출력 C1, C2에서 펄스가 형성됩니다. 오픈 컬렉터). 펄스 반복률은 약 60kHz입니다. 트랜지스터 VT1, VT2에 의한 전류 증폭 후 변압기 T1을 통해 스위칭 트랜지스터 VT4 및 VT5의 베이스로 전송됩니다. 펄스 반복 주파수는 요소 R10 및 C9에 의해 결정됩니다. F=1,1/R10·C9 공식으로 계산됩니다.

다이오드 KD257B는 RL205, KD2997A로 교체 가능 - 역전압이 50V 이상이고 정류 전류가 20A 이상인 쇼트키 다이오드, FR155 - 고속 펄스 다이오드 FR205, FR305 및 UF4005 포함 . SHI 컨트롤러 K1114EU4에는 TL494IN [3], DBL494, GLRS494, IR2M02, KA7500과 같은 많은 외국 아날로그가 있습니다. KT886A-1 대신 트랜지스터 KT858A, KT858B 또는 KT886B-1이 적합합니다.

변압기는 모든 펄스 변환기에서 가장 중요하고 노동 집약적인 요소입니다. 장치의 특성뿐만 아니라 전반적인 성능도 제조 품질에 따라 달라집니다.

변압기 T1은 M20NM 페라이트로 만든 K12x6x2000 크기의 환형 자기 회로에 감겨 있습니다. 권선 I은 와이어 PEV-2 0,4로 전체 링에 고르게 감겨 있으며 2x28 회전을 포함합니다. 권선 II 및 IV - 와이어 PEV-9 2의 0,5 턴. 권선 III - MGTF-0,8 와이어 XNUMX회. 권선은 두 층의 얇은 PTFE 테이프에 의해 서로 격리되고 자기 회로와 격리됩니다.

T2 변압기는 페라이트 M10NM(또는 더 나은 M10HMC)으로 만든 장갑 자기 회로 Ш2000х2500에 감겨 있습니다. 비슷한 단면의 환형 자기 회로도 적합합니다. 권선 I에는 PEV-35 2 와이어 0,8회, 권선 II - 여러 PEV-2 또는 PEL 와이어에서 단면적이 4mm4 이상인 번들의 2x2회 권선이 포함됩니다. 변압기가 강제로 냉각되면 번들의 단면적이 줄어들 수 있습니다.

장치의 신뢰성뿐만 아니라 작동의 안전성도 변압기의 권선 간 절연 품질에 달려 있다는 점에 유의해야합니다. 이 절연은 주 전압에서 2 차 회로를 분리하기 때문입니다. 따라서 포장지, 편지지 테이프 등 즉석 재료로 만들지 말고 경험이없는 라디오 아마추어가 가끔하는 것처럼 무시하십시오. 고전압 커패시터의 얇은 불소 수지 테이프 또는 커패시터 용지를 사용하여 3-XNUMX 층으로 배치하는 것이 가장 좋습니다.

적절한 치수의 금속 상자에 장치를 조립합니다. 트랜지스터 VT4 및 VT5는 표면적이 100cm2 이상인 방열판에 설치됩니다. Diodes VD10, VD11은 표면적이 200cm2 이상인 일반 방열판도 제공합니다. 충전기의 안전한 작동을 위해 장치 상자의 벽을 방열판으로 사용하거나 다이오드 및 트랜지스터용 일반 방열판으로 사용해서는 안 됩니다. 방열판은 팬으로 강제 냉각하여 크기를 대폭 줄일 수 있습니다.

변환기를 설정하려면 LATR, 오실로스코프, 작동하는 배터리 및 전압계와 전류계(최대 20A)의 220미터가 필요합니다. 라디오 아마추어에 최소 220W의 전력을 가진 300V x XNUMXV 절연 변압기가 있으면 장치를 통해 켜야합니다. 작업하는 것이 더 안전합니다.

먼저 최소 1W 전력의 75ohm 저항 (또는 40-60W 전력의 자동차 램프)을 가진 임시 전류 제한 저항을 통해 배터리가 장치의 출력에 연결되고 SHI 컨트롤러의 Uret 출력(핀 5)에 14V의 양전압이 있는지 확인하십시오. 오실로스코프를 컨트롤러의 출력 C1 및 C2(핀 8 및 11)에 연결하고 제어 펄스를 관찰합니다. 저항 R2의 엔진은 구성표 (최소 충전 전류)에 따라 가장 낮은 위치로 설정되고 36...48V의 전압이 LATR에서 장치의 네트워크 입력으로 공급됩니다.트랜지스터 VT4 및 VT5는 안됩니다 매우 뜨거워집니다. 오실로스코프는 이 트랜지스터의 이미터와 컬렉터 사이의 전압을 제어합니다. 펄스 앞에 서지가 있으면 더 빠른 다이오드 VD14, VD15를 사용하거나 댐핑 회로의 R17 및 C11 요소를 더 정확하게 선택해야 합니다.

모든 오실로스코프가 네트워크에 전기적으로 연결된 회로에서 측정을 허용하는 것은 아니라는 점을 염두에 두어야 합니다. 또한 장치의 일부 요소는 주전원 전압을 받고 있음을 기억하십시오. 이것은 안전하지 않습니다!

모든 것이 정상이면 주전원 입력의 전압이 LATR에 의해 220V로 부드럽게 증가하고 트랜지스터 VT4, VT5의 작동이 오실로스코프에 의해 모니터링됩니다. 이 경우 출력 전류는 3A를 초과해서는 안됩니다. 저항 R2의 슬라이더를 회전시켜 장치 출력의 전류가 원활하게 변경되는지 확인하십시오.

다음으로 임시 전류 제한 저항(또는 램프)이 출력 회로에서 제거되고 배터리가 장치의 출력에 직접 연결됩니다. 저항 R4, R6은 레귤레이터 R2에 의한 충전 전류 변경 한계가 0,5 및 25A가 되도록 선택됩니다. 저항 R15를 선택하여 최대 출력 전압을 5V로 설정합니다.

조절기 노브 R2에는 충전 전류 값으로 보정된 눈금이 제공됩니다. 장치에 전류계를 장착할 수 있습니다. 상자와 충전기의 모든 금속 비충전 부품은 작동 중에 안정적으로 접지되어야 합니다. 작동 중인 충전기를 오랫동안 방치하지 않는 것이 좋습니다.

문학

Kosenko S. VIPER-100A 및 이를 기반으로 한 "포켓" 충전기. - 라디오, 2002, No. 11, p. 30-32.
스위칭 전원 공급 장치 및 해당 애플리케이션을 위한 미세 회로. 예배 규칙서. - M.: DODEKA, 1997.
TL493, TL494, TL495 펄스 폭 변조 제어 회로. 데이터 시트 - Texas Instruments, 1988. ti.com.

저자: V.Sorokoumov, Sergiev Posad

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미국 샌디에이고 대학의 과학자들은 레지니페라톡신이 몸에 주입되면 통증을 느끼는 신경 말단에서 발견되는 분자인 TRPV1과 결합한다는 것을 발견했습니다. 결과적으로 신경 종말에 채널이 열리고 칼슘 유입이 증가합니다. 이러한 칼슘 과부하는 통증을 느끼는 신경을 비활성화하지만 동시에 다른 모든 감각을 유지합니다. 즉, 환자는 통증을 느끼지 않지만 가벼운 터치라도 감지합니다. 사실, 독소가 도입되기 전에 먼저 기존 마취로이 장소를 마취하는 것을 잊지 않아야합니다. 그렇지 않으면 오염 제거 전에 고통이 믿기지 않기 때문에 결과가 가장 슬플 것입니다.

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