고효율, 12/220볼트의 단일 사이클 컨버터. 계획, 설명

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고효율, 12/220볼트의 단일 사이클 변환기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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형광등, 사진 플래시 및 기타 여러 가전 제품과 같은 일부 친숙한 가전 제품은 때때로 자동차에서 편리하게 사용할 수 있습니다.

대부분의 장치는 220V의 주전원 전압으로 전원이 공급되기 때문에 승압 변환기가 필요합니다. 전기 면도기나 소형 형광등은 6~25와트 이하의 전력을 소비합니다. 이 경우 이러한 변환기는 출력에 교류 전압이 필요하지 않은 경우가 많습니다. 위의 가전 제품은 일반적으로 직류 또는 단극 맥동 전류로 전원을 공급받을 때 작동합니다.

단일 사이클 (플라이 백) 펄스 DC 전압 변환기 12V / 220V의 첫 번째 버전은 가져온 UC3845N PWM 컨트롤러 칩과 강력한 N 채널 BUZ11 전계 효과 트랜지스터에서 만들어졌습니다 (그림 4.10). 이러한 요소는 국내 제품보다 저렴하며 개방형 전계 효과 트랜지스터에서 작은 소스-드레인 전압 강하를 포함하여 장치에서 고효율을 달성할 수 있습니다(변환기의 효율은 또한 변압기에 에너지를 전달하는 펄스의 폭을 일시 정지로).

지정된 마이크로 회로는 단일 사이클 변환기를 위해 특별히 설계되었으며 내부에 필요한 모든 노드가 있어 외부 요소의 수를 줄일 수 있습니다. 그것은 고전력을 직접 구동하기 위해 특별히 설계된 고전류 준 보완 출력단을 가지고 있습니다. 절연 게이트가 있는 M-채널 전계 효과 트랜지스터. 미세 회로의 출력에서 펄스의 작동 주파수는 500kHz에 도달 할 수 있습니다. 주파수는 요소 R4-C4의 값에 의해 결정되며 위의 회로에서 약 33kHz(T = 50μs)입니다.

쌀. 4.10. 전압을 증가시키는 단일 종단 펄스 변환기의 구성(확대하려면 클릭)

이 칩에는 공급 전압이 7,6V 미만으로 떨어질 때 컨버터 작동을 비활성화하는 보호 회로도 포함되어 있어 배터리에서 장치에 전원을 공급할 때 유용합니다.

변환기의 작동을 더 자세히 살펴 보겠습니다. 무화과에. 4.11은 진행 중인 프로세스를 설명하는 전압 다이어그램을 보여줍니다. 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 양의 펄스가 나타나면 (그림 4.11, a) 열리고 저항 R7-R8은 그림 4.11과 같은 펄스를 갖습니다. XNUMX, 다.

펄스 피크의 기울기는 변압기 권선의 인덕턴스에 따라 달라지며, 점선과 같이 상단에서 전압 진폭이 급격히 증가하면 자기 회로의 포화를 나타냅니다. 이 경우 변환 손실이 급격히 증가하여 소자가 가열되고 장치 작동이 저하됩니다. 포화를 제거하려면 펄스 폭을 줄이거나 자기 회로 중앙의 간격을 늘려야 합니다. 일반적으로 0,1 ~ 0,5mm의 간격이면 충분합니다.

전력 트랜지스터를 끄는 순간 변압기 권선의 인덕턴스가 그림과 같이 전압 서지를 유발합니다.

쌀. 4.11. 회로 테스트 지점의 전압 다이어그램

변압기 T1(1차 권선 분할)과 저전압 전원 공급 장치를 올바르게 제조하면 서지 진폭이 트랜지스터에 위험한 값에 도달하지 않으므로 이 회로에서 댐핑 회로의 형태로 특별한 조치를 취해야 합니다. 1.3차 권선 T6에서는 사용되지 않습니다. 그리고 DA5 마이크로 회로의 입력으로 들어오는 전류 피드백 신호의 서지를 억제하기 위해 요소 RXNUMX-CXNUMX에서 간단한 RC 필터가 설치됩니다.

컨버터 입력 전압은 배터리 상태에 따라 9~15V(40%)까지 다양합니다. 출력 전압의 변화를 제한하기 위해 저항 R1-R2 분배기에서 입력 피드백이 제거됩니다. 이 경우 부하의 출력 전압은 210 ... 230 V(Rload = 2200 Ohm) 범위에서 유지됩니다(표 참조). 4.2, 즉 10% 이하로 변경되며 이는 상당히 수용 가능합니다.

표 4.2. 공급 전압이 변할 때의 회로 매개변수

출력 전압의 안정화는 Upit=1V에서 20µs에서 9µs(Upit=15V)로 개방 트랜지스터 VT15 펄스의 폭을 자동으로 변경하여 수행됩니다.

커패시터 C6을 제외한 회로의 모든 요소는 90x55mm 크기의 유리 섬유로 만든 단면 인쇄 회로 기판에 배치됩니다 (그림 4.12).

고효율 단일 종단형 컨버터, 12/220볼트
쌀. 4.12. PCB 토폴로지 및 요소 레이아웃

변압기 T1은 그림과 같이 고무 개스킷을 통해 M4x30 나사로 보드에 장착됩니다. 4.13.

고효율 단일 종단형 컨버터, 12/220볼트
쌀. 4.13 변압기 T1의 설치 유형

트랜지스터 VT1은 라디에이터에 장착됩니다. 플러그 디자인. XP1은 회로에 잘못된 전압 공급을 배제해야 합니다.

펄스 트랜스포머 T1은 M2000NM1 자기 회로에서 널리 사용되는 BZO 아머 컵을 사용하여 제작되었습니다. 동시에 중앙 부분에 0,1 ~ 0,5mm의 간격을 두어야 합니다.

자기 회로는 기존 틈으로 구입하거나 거친 사포로 만들 수 있습니다. 자기 회로가 포화 모드로 들어가지 않도록 설정할 때 실험적으로 갭 값을 선택하는 것이 좋습니다. 소스 VT1의 전압 모양으로 제어하는 것이 편리합니다(그림 4.11, c 참조).

변압기 T1의 경우 권선 1-2에는 직경 9mm의 와이어 0,5.0,6회, 권선 3-4 및 5-6에는 직경 180 ~ 0,15mm(PEL 또는 PEV 철사). 이 경우 0,23차 권선(1-2)은 3차 권선 사이에 위치합니다. 첫 번째 권선 4-1가 감긴 다음 2-5 및 6-XNUMX이 감겨 있습니다.

변압기 권선을 연결할 때 다이어그램에 표시된 위상을 관찰하는 것이 중요합니다. 부적절한 페이징은 회로를 손상시키지 않지만 제대로 작동하지 않습니다.

조립할 때 다음 부품이 사용되었습니다. 조정 저항 R2 - SDR-19a, 7W에 대한 C8-5M 유형의 고정 저항 R16 및 R1, 나머지는 모든 유형이 될 수 있습니다. 1V의 경우 전해 커패시터 C50 - K35-25, 2V의 경우 C53 - K1-16A, 6V의 경우 C50 - K29-450V 및 나머지 K10-17 유형. 트랜지스터 VT1은 두랄루민 프로필로 만든 작은 (보드 크기 기준) 라디에이터에 장착됩니다. 회로 설정은 오실로스코프를 사용하여 4차 권선 연결의 올바른 문구를 확인하고 저항 R2로 원하는 주파수를 설정하는 것으로 구성됩니다. 저항 R1는 부하가 켜져 있을 때 소켓 XSXNUMX에서 출력 전압을 설정합니다.

위의 컨버터 회로는 알려진 부하 전력(6 ~ 30W - 영구적으로 연결됨)으로 작동하도록 설계되었습니다. 유휴 상태에서 회로 출력의 전압은 절연 파괴로 인해 손상될 수 있으므로 모든 장치에 허용되지 않는 400V에 도달할 수 있습니다.

컨버터가 컨버터 작동 중에도 켜지는 다른 전력의 부하로 작동하는 경우 출력에서 전압 피드백 신호를 제거해야합니다. 이러한 구성표의 변형이 그림 4.14에 나와 있습니다. 245. 이를 통해 유휴 상태에서 회로의 출력 전압을 10V로 제한할 수 있을 뿐만 아니라 이 모드에서 전력 소비를 약 0,19배까지 줄일 수 있습니다(Ipotr=2,28A, P=245W, Uh=XNUMXV).

쌀. 4.14. 유휴 상태에서 최대 전압 제한이 있는 단일 사이클 컨버터 방식

변압기 T1에는 회로와 동일한 자기 회로 및 권선 데이터가 있지만(그림 4.10) 추가 권선(7-4) - 직경 14mm의 PELSHO 와이어 0.12.0.18회(마지막에 감김)가 포함되어 있습니다. . 나머지 권선은 위에서 설명한 변압기와 동일한 방식으로 만들어집니다.

펄스 변압기 제조를 위해 시리즈의 사각 코어를 사용할 수도 있습니다. M12NM 페라이트의 KV2500 - 이 경우 권선의 권수는 변경되지 않습니다. 외장 자기 코어(B)를 보다 현대적인 정사각형 코어(KB)로 교체하려면 표를 사용할 수 있습니다. 4.3.

표 4.3. 자기 회로 교체를 위한 권장 옵션

다이오드를 통한 권선 7-8의 전압 피드백 신호는 마이크로 회로의 입력(2)에 공급되어 주어진 범위에서 출력 전압을 보다 정확하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 기본과 출력 회로. 공급 전압에 따른 이러한 변환기의 매개 변수는 표에 나와 있습니다. 4.4.

표 4.4. 공급 전압이 변할 때의 회로 매개변수

펄스 변압기를 유전체 나사 또는 내열성 접착제로 보드에 고정하면 설명된 변환기의 효율을 조금 더 높일 수 있습니다. 회로 조립을 위한 인쇄 회로 기판 토폴로지의 변형이 그림 4.15에 나와 있습니다. XNUMX.

고효율 단일 종단형 컨버터, 12/220볼트
쌀. 4.15. PCB 토폴로지 및 요소 레이아웃

이러한 변환기의 도움으로 자동차의 온보드 네트워크에서 Agidel, Kharkiv 전기 면도기 및 기타 여러 장치에 전원을 공급할 수 있습니다.

저자: Shelestov I.P.

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