인버터 컨버터 보호 장치. 계획, 설명

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인버터 컨버터 보호 장치. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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최근에는 정현파 전압의 반파에 대한 12레벨 단계 근사를 갖춘 DC 전압 230V ~ AC XNUMXV의 인버터 컨버터가 널리 보급되었습니다. 이는 공급 전압 형태에 중요한 장치를 포함하여 가정용 장비의 백업 전원 공급 장치에 주로 사용됩니다. 불행히도 제조업체는 설계 비용을 줄이기 위해 연결된 장비가 아닌 경우 인버터 자체에 손상을 일으키는 회로 솔루션을 사용하는 경우가 많습니다.

자주 발생하는 가장 중요한 문서화되지 않은 인버터 기능 중 하나는 부하의 결합 작동 및 배터리 충전 모드에서 장기간 사용할 수 없다는 것입니다. 즉, 주전원 전압이 있는 경우 부하를 인버터에서 분리해야 하며 충전기로 작동할 수 있으며, 주전원 전압이 없는 경우 부하를 수동으로 연결하고 전원 코드를 분리해야 하는 것으로 이해됩니다. 주전원 전압이 복원될 때 결합 모드로 전환되는 것을 방지하기 위해 주전원에서.

원칙적으로 이러한 구현은 결합 모드의 가능성이 실질적으로 배제되는 현장 조건에서 사용되는 장치의 경우 일반적입니다. 그러나 인버터를 자동 백업 전원으로 사용하려면 위험합니다. 실제로 저자는 이러한 이유로 발생하는 다양한 용량의 인버터에서 반복적으로 발생하는 전형적인 오작동을 처리해야 했습니다. 이러한 오류를 방지하기 위해 간단한 외부 장치를 사용하는 것이 좋습니다. 이는 납산 자동차 배터리와 함께 작동하도록 설계되었으며 인버터가 결합 모드로 전환되고 필요한 전원 회로 전환이 발생하지 않도록 보호하고 배터리 전압을 모니터링하고 인버터 충전기 포함을 제어하며 배터리를 다음과 같은 위험으로부터 보호합니다. 깊은 방전.

기능적으로 이 장치는 두 개의 노드로 구성됩니다. 그 중 하나(그림 1에 다이어그램 표시)는 배터리 전압을 제어하는 데 사용되고, 두 번째 노드(그림 2)는 네트워크 전압 및 스위칭을 제어하는 데 사용됩니다(요소에 번호가 매겨져 있음) 을 통해). 첫 번째 노드의 작동 원리를 고려해 보겠습니다. 그 기본은 클래식 회로에 따라 조립된 K140UD1A 연산 증폭기를 기반으로 한 비교기입니다. 기준 전압의 소스는 제너 다이오드 VD1입니다. 공급 전압이 트리밍 저항 R2에 의해 설정된 임계값으로 떨어지면 비교기는 높은 출력 레벨 상태로 전환됩니다. 일정 시간이 지나면 회로 R10C3의 시상수와 제너 다이오드 VD3의 항복 전압에 따라 결정되며 트랜지스터 VT1이 열리고 릴레이 K1이 활성화됩니다. 모드를 안전하게 전환하고 모든 임시 프로세스를 완료하려면 활성화를 지연하는 것이 좋습니다. LED HL1(빨간색)은 비교기의 상태를 나타냅니다(비교기의 출력에 하이 레벨이 나타날 때 켜짐). 스위칭 히스테리시스 값은 트리밍 저항 R8의 저항을 변경하여 설정됩니다.

인버터 컨버터 보호 장치
쌀. 1. 장치의 첫 번째 노드 구성표

인버터 컨버터 보호 장치
쌀. 2. 장치의 두 번째 노드 구성표

주전원 전압이 있는 경우 노드는 배터리 전압을 모니터링하고 인버터 충전기를 제어합니다. 배터리 부하가 꺼져 있을 때 충전기를 켜기 위한 하한 임계값은 12,2V이고, 끄기 위한 상한 임계값은 13,8V입니다[1-5].

주 전압이 없는 경우 노드는 배터리를 과방전으로부터 보호하고 인버터를 11,3V 전압에서 꺼진 상태로 전환하고 부하에서 작동합니다[1, 3, 6, 7]. 낮은 임계값의 필요한 수정은 네트워크 전압 모니터링 및 스위칭 장치의 요소 VT1, R3을 사용하여 분배기 R2-R18의 하단 암 저항을 변경하여 보장됩니다.

이 장치(그림 2)에는 강압 변압기 T1, 트랜지스터 VT2-VT5에 있는 2개의 전자 스위치 및 4개의 릴레이 K2-K3가 포함되어 있습니다. 주전원 전압이 없으면 릴레이 K1, K3의 전원이 차단되고 해당 접점은 다이어그램에 표시된 위치에 있으며 부하는 변환기 U5의 출력에 연결됩니다. 이 경우 트랜지스터 VT4은 닫히고 반대로 VT4.1는 열려 있으므로 (베이스에 대한 바이어스 전압은 배터리에서 공급됨) 릴레이 K1.2가 켜지고 접점 K2이 정상적으로 K11,3를 닫으면 변환기가 켜져 있는지 확인하십시오. 트랜지스터 VT1도 닫혀 있으며 비교기의 스위칭 임계값에 영향을 주지 않습니다. 배터리 전압이 1V로 떨어지면 완전 방전을 피하기 위해 비교기 스위치, 트랜지스터 VT1.2이 열리고 그 결과 릴레이 K1이 작동하고 접점 K1.1가 열리고 인버터 UXNUMX이 꺼집니다. 이 경우 접점 KXNUMX이 닫히지만 주전원 전압 부족으로 인해 아무런 결과도 발생하지 않습니다.

입력 전압이 복원되고 배터리 전압이 정상이면 릴레이 K2, K3이 활성화되고 부하가 주전원으로 전환됩니다. 트랜지스터 VT3, VT5는 상태를 반대 방향으로 변경하고 릴레이 K4의 전원이 차단되고 인버터가 꺼집니다. 동시에 트랜지스터 VT2가 열리고 저항 R18이 R3과 병렬로 연결되어(그림 1 참조) 낮은 임계값을 12,2V로 보정합니다. 배터리 전압이 이 값보다 높으면 아무 일도 일어나지 않습니다. 낮은 경우 비교기를 전환하면 릴레이 K1이 트리거되고 닫힌 접점 K1.1로 배터리 충전 모드가 켜집니다.

주전원 전압 손실 시 트랜지스터 VT3이 닫히면 트랜지스터 VT4가 단기적으로 열리게 됩니다(이미터 접합과 저항 R5, R16를 통해 커패시터 C19를 충전하는 동안). 개방형 트랜지스터는 제너 다이오드 VD1을 바이패스하고, 비교기는 배터리 전압에 관계없이 낮은 출력 전압 레벨 상태가 되며 컨버터는 강제로 켜집니다. 이는 주전원 전압이 실패할 때 장치가 충전 모드에 있을 수 있고 배터리 전압이 확실히 비교기 스위칭 임계값보다 높으므로 원래 상태로 재설정해야 하기 때문에 필요합니다. 장치의 추가 작동은 설명된 작동 원리에 따른 배터리 충전 수준에 따라 달라집니다. 다이오드 VD8은 주전원 전압이 복원될 때 커패시터 C5를 빠르게 방전시키는 역할을 합니다. LED HL2(녹색) - 주전원 전압이 있음을 나타냅니다.

LED HL1 및 HL2의 빛으로 장치와 인버터의 작동 모드를 판단할 수 있습니다. 따라서 HL1이 켜지면 이는 주 전압이 없고 인버터가 꺼지고 배터리 전압이 11,3V 미만임을 의미합니다. HL2 LED의 빛은 주 전압이 있고 배터리가 완전히 충전되었음을 나타냅니다. 마지막으로 두 표시등이 동시에 켜지면 네트워크에 전압이 있고 배터리가 충전 중임을 나타냅니다.

이 장치는 전력 소비 다이어그램에 표시된 모든 유형의 소형 고정 저항기를 사용합니다. 트리머 저항 - 바람직하게는 다중 회전(웜 구동 모터 포함)입니다. 극성 커패시터 - 유사한 용량의 산화물 K50-83, K50-16 또는 유사한 수입품, C2 - 모든 소형 세라믹(예: K10-73-1b, K10-17v). K140UD1A 대신 K(R)140UD1 시리즈의 다른 연산 증폭기 또는 유사한 매개변수를 가진 연산 증폭기, 허용 가능한 공급 전압 12V ± 5% 및 해당 보정 회로를 비교기로 사용할 수 있습니다. 트랜지스터 VT2-VT4는 작성자가 사용한 것보다 나쁘지 않은 매개변수를 가진 모든 아날로그로 교체할 수 있습니다(예: 국내 KT3102 시리즈 또는 문자 색인이 있는 수입 BC547). KT972A 대신 이 시리즈의 다른 트랜지스터를 설치하거나 적절한 방식으로 연결된 기존 저전력 및 고전력 트랜지스터의 복합 트랜지스터를 사용할 수 있습니다(예: KT315 및 KT817 시리즈).

제너 다이오드 VD1 - 안정화 전류 5mA, VD6 - 5V에서 안정화 전압 2...11V, 가능한 최소 최소 전류 및 최대 안정화 전류 12mA, VD3 - 3.. .3,6 V. KS211Zh (VD2) 대신 KS211E 또는 KS211G, KS211D를 사용할 수 있습니다 (두 번째 경우 R9는 저항이 160 Ohms이고 소비 전력이 0,25 W 인 저항으로 교체해야 함). 릴레이 K1 - K4 - 정격 권선 전압 2V의 인쇄 회로 장착용 OMRON G112RL12DC 또는 유사 제품, 최소 240A 전류에서 5V 스위칭 전압용으로 설계됨(최대 부하 전력은 허용 전류에 따라 다름)

변압기 T1은 전류 2mA에서 9차 권선이 100x1V인 강압 변압기입니다. LED HL2 및 HL307 - 각각 AL307BM 및 AL307VM, AL503GM 또는 매우 밝음(예: CREE C1-GC(HL503) 및 C2-RC(HLXNUMX)).

장치는 내부 치수가 65x67x110mm인 IP110 또는 IP82 플라스틱 케이스에 조립됩니다. 케이스 내부의 보드와 원격 요소의 위치는 그림 3에 나와 있습니다. 1.2. 릴레이 접점 K4.1, KXNUMX은 인버터 전원 스위치의 개방형 배선에 연결됩니다. 전원 회로를 설치할 때 전기 안전 규칙을 준수해야 합니다.

인버터 컨버터 보호 장치
쌀. 3. 보드 및 원격 요소의 위치

설정은 트리밍 저항 R2 및 R8을 사용하여 비교기의 스위칭 임계값을 설정하고 저항 R18을 선택하는 것으로 구성됩니다. 설정 중에는 외부 조정 소스에서 비교기 장치에 전원을 공급하는 것이 좋습니다. 트랜지스터 VT2의 컬렉터 및 이미 터 단자를 점퍼로 연결하여 먼저 저항 R2를 사용하여 하한 임계 값을 12,2V로 설정 한 다음 R8을 사용하여 상한 임계 값을 13,8V로 설정합니다. 연속 근사를 통해 비교기가 명확하게 활성화됩니다. 지정된 전압 값에서. 그런 다음 VT2 터미널에서 점퍼를 제거하고 낮은 임계값이 11,3V 레벨로 이동하는지 확인합니다. 필요한 경우 저항 R18을 선택하고 일시적으로 저항이 6,8...10 kOhm인 트리밍 저항으로 교체합니다. 이 시점에서 조정이 완료된 것으로 간주될 수 있습니다.

문학

밀폐형 납축전지. - URL: powerinfo. ru/accumulator-pb.php.
자동차 산성 배터리. - URL: qrz. ru/schemes/contribute/digest/avto20.shtml.
자동차 배터리를 충전하는 방법. 사용 및 선택에 대한 권장 사항. - URL: ydoma.info/avtomobil-kak-zaryadit-akkumulyator.html.
자동차 배터리 충전의 특징. - URL: sevbat.com/consulting/1/.
배터리를 확인하는 방법. - URL: al-vo.ru/o-zhizni/kak-proverit-akkumulyator.html.
납산 배터리. - URL: ru.wikipedia.org/wiki/ Lead-acid_battery.
충전된 자동차 배터리의 전압. - URL: autogrep. ru/review/212.html.

저자: D. 판크라티예프

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