동기식 정류기가 있는 스타터 충전기. 계획, 설명

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고전력 정류기 다이오드는 상당한 양의 열을 발생시킵니다. 그 이유는 정류기 다이오드의 p-n 접합에서 돌이킬 수없는 전압 강하가 0,5 ... 1V에 도달하기 때문입니다.

제안된 장치에서는 다이오드가 전계 효과 트랜지스터로 대체되는 동기식 정류기가 사용됩니다. 열린 상태에서 드레인 소스 채널의 저항은 몇 밀리옴에 불과합니다. 이것은 전압 강하를 크게 줄여 열 발산을 줄입니다.

강력한 전계 효과 트랜지스터를 동기식 정류기의 제어 밸브로 사용할 때 이러한 트랜지스터에는 구조에 다이오드가 포함되어 있고 드레인과 소스 사이에 반대 방향으로 연결되어 있으며 일반적으로 보호라고 합니다. 따라서 정류기에서 전계 효과 트랜지스터는 반대로 켜집니다. 트랜지스터 채널이 닫혀 있는 동안 전류는 보호 다이오드를 정류하고 인가된 전압의 극성이 반전되면 닫힌 상태를 유지하고 직접일 때는 열린 상태를 유지합니다. 개방 다이오드 양단의 전압 강하를 제거하려면 게이트에 개방 펄스를 적용하여 트랜지스터 채널을 이와 동기적으로 개방해야 합니다. 결과적으로 거의 모든 전류가 채널을 통해 흐르고 저항과 전압 강하는 개방 다이오드보다 훨씬 적습니다.

성공적인 작동을 위해 동기식 정류기는 밸브에 인가되는 전압의 극성(전계 효과 트랜지스터)을 모니터링하고 적시에 밸브를 열고 닫는 제어 신호를 생성하는 장치를 포함해야 합니다. 이는 용량성 부하 또는 자체 EMF(배터리)가 있는 부하에서 작동할 때 특히 중요합니다.

동기식 정류기가 있는 스타터 충전기
그림. 1

무화과에. 도 1은 동기 정류기를 기반으로 하는 충전 장치의 다이어그램을 도시한다. 다음과 같이 작동합니다. 병렬 연결된 트랜지스터 VT2 및 VT4의 드레인에 양의 전압 반파가 작용하도록 합니다. 트랜지스터의 보호 다이오드는 이 전압 극성으로 닫힙니다.

다이오드 VD2에 의해 +0,7V로 제한되는 이 전압은 비교기 DA1의 반전 입력으로 이동합니다. 결과적으로 비교기(핀 1)의 역 "이미터" 출력에서 전압 레벨이 높아집니다. DA3 타이머 칩에 내장된 슈미트 트리거가 이 레벨을 반전시키기 때문에 트랜지스터 VT2 및 VT4의 게이트와 소스 사이의 전압은 XNUMX에 가깝고 트랜지스터 자체는 닫힙니다.

트랜지스터 VT2 및 VT4의 드레인과 소스 사이의 음의 반파 전압 동안 이러한 트랜지스터의 보호 다이오드가 열립니다. 그러나 비교기 DA1의 반전 입력 전압이 이제 비 반전 입력 전압보다 낮기 때문에 출력 1의 레벨은 낮아지고 DA3 칩의 출력은 높아집니다. 트랜지스터 VT2 및 VT3의 드레인-소스 채널은 보호 다이오드를 분로하여 열리고 인가되는 전압의 극성이 변경될 때까지 이 상태를 유지합니다.

유사하게, 전파 정류기의 두 번째 암의 트랜지스터 VT3 및 VT5의 제어가 발생합니다. 최대 1006mA의 출력 전류를 가진 KR1VI200 타이머를 드라이버로 사용하면 VT2-VT5 트랜지스터의 빠른 스위칭이 보장되며, 이로 인해 소모되는 전력이 더욱 줄어듭니다.

커패시터 C1, C2는 비교기 DA1 및 DA2의 입력에 공급되는 고주파 전압 리플을 제거하여 "바운스" 없이 스위칭을 보장합니다. 저항 R8 및 R9는 비교기의 출력 트랜지스터의 이미 터 회로에 있는 부하 저항입니다. 이 트랜지스터의 컬렉터는 전원 플러스에 연결됩니다. 켜져 있을 때 R10C4 회로는 타이머 DA3 및 DA4를 출력에서 낮은 레벨로 초기 상태로 설정합니다. 커패시터 C4가 충전되면 양단의 전압이 증가하고 미세 회로가 정상적으로 작동하기 시작합니다.

정류기의 각 다리에 두 개의 트랜지스터를 사용하면 충분히 강력한 변압기 T200을 사용하여 부하 전류를 최대 1A까지 올릴 수 있습니다. 이것은 배터리가 충분히 충전되지 않은 경우 엔진을 시동하기 위해 거의 모든 자동차의 스타터를 "도움"하기에 충분합니다. 부하가 걸린 변압기의 권선 II 및 III의 전압은 약 10V여야 하며 전체 전력은 최소 800V-A여야 합니다.

충전을 위해 배터리는 "U ^ p" 및 "Common" 단자에 연결됩니다. DA5 비교기는 전압을 기준 전압과 비교합니다. 비교 임계값은 튜닝 저항 R4에 의해 설정됩니다. 배터리 전압이 지정된 레벨 미만인 동안 비교기 DA7의 출력 5에서의 레벨은 낮게 유지되고 트랜지스터 VT1은 열려 있습니다. 동기식 정류기는 배터리를 충전합니다.
동기 정류기의 출력 전압은 맥동하기 때문에 배터리가 충전됨에 따라 반주기의 대부분에서 예시적인 전압을 초과합니다. 이 시간 간격에서 비교기 출력의 전압 레벨이 높아지고 트랜지스터 VT1이 닫힙니다. 이로 인해 평균 충전 전류가 감소하고 배터리가 완전히 충전되면 1이 됩니다(트랜지스터 VTXNUMX은 지속적으로 닫힘).

동기식 정류기 제어 장치는 다이오드 VD1을 통해 정류된 전압에 의해 전원이 공급됩니다. 커패시터 C5 및 C6은 잔물결을 부드럽게 합니다.

동기식 정류기가 있는 스타터 충전기
그림. 2

제어 장치의 인쇄 회로 기판 도면이 그림 2에 나와 있습니다. 3, 그 외관을 Fig. 5. 커패시터 C6 및 C4700 대신 1마이크로패럿 용량의 커패시터 하나가 여기에 장착됩니다. 방열판에 고정 된 전계 효과 트랜지스터 VT5-VT4의 모듈이 그림 XNUMX에 나와 있습니다. 넷.

동기식 정류기가 있는 스타터 충전기

동기 정류기에서 소비되는 전류가 확실히 100A를 초과하지 않으면 각 암에 하나의 트랜지스터가 남을 수 있습니다. 그리고 200A 이상의 전류가 필요한 경우 각 암에 병렬로 연결된 트랜지스터의 수를 적절하게 늘리거나 IGBT를 포함한 더 강력한 트랜지스터로 교체할 수 있습니다. 예를 들어, IGBT GA400GD25S는 400A, GA600GD25S - 600A의 정격입니다.

저자: V. Kalashnik, V. Chernikov, Voronezh; 발행: radioradar.net

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