V večini sodobnih elektronske naprave Analogni (transformatorski) napajalniki se praktično ne uporabljajo, zamenjajo jih impulzni pretvorniki napetosti. Da bi razumeli, zakaj se je to zgodilo, je treba razmisliti oblikovne značilnosti, kot tudi prednosti in slabosti teh naprav. Govorili bomo tudi o namenu glavnih komponent impulzni viri, podajamo preprost primer izvedbe, ki ga je mogoče sestaviti z lastnimi rokami.

Oblikovne značilnosti in princip delovanja

Od več načinov pretvorbe napetosti v močnostne elektronske komponente sta najbolj razširjena dva:

1. Analog, katerega glavni element je padajoči transformator, poleg svoje glavne funkcije zagotavlja tudi galvansko izolacijo.
2. Načelo impulza.

Poglejmo, v čem se ti dve možnosti razlikujeta.

PSU na osnovi močnostnega transformatorja

Oglejmo si poenostavljen blokovni diagram te naprave. Kot je razvidno iz slike, je na vhodu nameščen padajoči transformator, s pomočjo katerega se pretvori amplituda napajalne napetosti, na primer iz 220 V dobimo 15 V. Naslednji blok je usmernik, njegov naloga je pretvoriti sinusni tok v impulzni (zgoraj je prikazan harmonik običajna slika). V ta namen se uporabljajo usmerniški polprevodniški elementi (diode), povezani preko mostičnega vezja. Njihovo načelo delovanja najdete na naši spletni strani.

Naslednji blok opravlja dve funkciji: gladi napetost (v ta namen se uporablja kondenzator ustrezne zmogljivosti) in jo stabilizira. Slednje je potrebno, da napetost ne "pade", ko se obremenitev poveča.

Podan blokovni diagram je močno poenostavljen, vir tega tipa ima praviloma vhodni filter in zaščitna vezja, vendar to ni pomembno za razlago delovanja naprave.

Vse pomanjkljivosti zgornje možnosti so neposredno ali posredno povezane z glavnim konstrukcijskim elementom - transformatorjem. Prvič, njegova teža in mere omejujejo miniaturizacijo. Da ne bomo neutemeljeni, bomo kot primer uporabili padajoči transformator 220/12 V z nazivno močjo 250 W. Teža takšne enote je približno 4 kilograme, dimenzije so 125x124x89 mm. Lahko si predstavljate, koliko bi tehtal polnilnik za prenosni računalnik na njegovi osnovi.

Drugič, cena takšnih naprav je včasih večkrat višja od skupnih stroškov drugih komponent.

Pulzne naprave

Kot je razvidno iz blokovnega diagrama, prikazanega na sliki 3, se načelo delovanja teh naprav bistveno razlikuje od analognih pretvornikov, predvsem v odsotnosti vhodnega padajočega transformatorja.

Slika 3. Blokovni diagram stikalnega napajalnika

Razmislimo o algoritmu delovanja takega vira:

• Napajanje se napaja v omrežni filter; njegova naloga je zmanjšati šum omrežja, tako dohodni kot odhodni, ki nastane kot posledica delovanja.
• Nato začne delovati enota za pretvorbo sinusne napetosti v impulzno konstantno napetost in gladilni filter.
• Na naslednji stopnji je v proces priključen pretvornik, njegova naloga je povezana s tvorjenjem pravokotnih visokofrekvenčnih signalov. Povratna informacija do pretvornika se izvaja prek krmilne enote.
• Naslednji blok je IT, potreben je za avtomatski način generatorja, napajanje napetosti v vezju, zaščito, krmiljenje krmilnika in obremenitev. Poleg tega naloga IT vključuje zagotavljanje galvanske izolacije med visoko in nizkonapetostnimi tokokrogi.

Za razliko od padajočega transformatorja je jedro te naprave izdelano iz ferimagnetnih materialov, kar prispeva k zanesljivemu prenosu RF signalov, ki so lahko v območju 20-100 kHz. Funkcija Pri povezovanju je kritična vključitev začetka in konca navitij. Majhne dimenzije te naprave omogočajo izdelavo miniaturnih naprav; primer je elektronski snop (predstikalna naprava) LED ali varčne sijalke.

• Nato začne delovati izhodni usmernik, saj deluje z visokofrekvenčno napetostjo; proces zahteva visokohitrostne polprevodniške elemente, zato se za ta namen uporabljajo Schottkyjeve diode.
• V končni fazi se izvede glajenje na ugodnem filtru, po katerem se na obremenitev napaja napetost.

Zdaj pa, kot smo obljubili, poglejmo načelo delovanja glavnega elementa te naprave - pretvornika.

Kako deluje inverter?

RF modulacijo je mogoče izvesti na tri načine:

• impulzna frekvenca;
• fazni impulz;
• širina impulza.

V praksi se uporablja zadnja možnost. To je posledica tako enostavnosti izvedbe kot dejstva, da ima PWM konstantno komunikacijsko frekvenco, za razliko od drugih dveh metod modulacije. Spodaj je prikazan blokovni diagram, ki opisuje delovanje krmilnika.

Algoritem delovanja naprave je naslednji:

Generator referenčne frekvence generira niz pravokotnih signalov, katerih frekvenca ustreza referenčni. Na podlagi tega signala se oblikuje žagasti UP P, ki se dovaja na vhod primerjalnika K PWM. Signal UUS, ki prihaja iz krmilnega ojačevalnika, se dovaja na drugi vhod te naprave. Signal, ki ga ustvari ta ojačevalnik, ustreza sorazmerni razliki med UP (referenčna napetost) in U RS (krmilni signal iz vezja povratne informacije). To pomeni, da je krmilni signal UUS dejansko neusklajena napetost z nivojem, ki je odvisen tako od toka na bremenu kot od napetosti na njem (U OUT).

Ta način izvedbe vam omogoča organiziranje zaprtega kroga, ki vam omogoča nadzor izhodne napetosti, to je v resnici govorimo o linearni diskretni funkcionalni enoti. Na njegovem izhodu se generirajo impulzi, katerih trajanje je odvisno od razlike med referenčnim in krmilnim signalom. Na njegovi podlagi se ustvari napetost za krmiljenje ključnega tranzistorja pretvornika.

Postopek stabilizacije izhodne napetosti se izvaja s spremljanjem njegove ravni; ko se spreminja, se napetost krmilnega signala U PC sorazmerno spreminja, kar vodi do povečanja ali zmanjšanja trajanja med impulzi.

Zaradi tega se spremeni moč sekundarnih vezij, kar zagotavlja stabilizacijo izhodne napetosti.

Za zagotovitev varnosti je potrebna galvanska ločitev med napajalnim omrežjem in povratno povezavo. V ta namen se praviloma uporabljajo optični sklopniki.

Prednosti in slabosti impulznih virov

Če primerjamo analogne in impulzne naprave enake moči, bodo imele slednje naslednje prednosti:

• Majhna velikost in teža zaradi odsotnosti nizkofrekvenčnega padajočega transformatorja in krmilnih elementov, ki zahtevajo odvajanje toplote z velikimi radiatorji. Zahvaljujoč uporabi tehnologije pretvorbe visokofrekvenčnega signala je mogoče zmanjšati kapacitivnost kondenzatorjev, ki se uporabljajo v filtrih, kar omogoča namestitev manjših elementov.
• Večji izkoristek, saj glavne izgube povzročajo le prehodni procesi, medtem ko se v analognih vezjih med elektromagnetno pretvorbo nenehno izgublja veliko energije. Rezultat govori sam zase, poveča učinkovitost na 95-98%.
• Nižji stroški zaradi uporabe manj zmogljivih polprevodniških elementov.
• Širši razpon vhodne napetosti. Ta vrsta opreme ni zahtevna glede frekvence in amplitude, zato je dovoljena povezava v omrežja različnih standardov.
• Razpoložljivost zanesljive zaščite pred kratkimi stiki, preobremenitvijo in drugimi izrednimi razmerami.

Slabosti impulzne tehnologije vključujejo:

Prisotnost RF motenj je posledica delovanja visokofrekvenčnega pretvornika. Ta dejavnik zahteva namestitev filtra, ki zavira motnje. Na žalost njegovo delovanje ni vedno učinkovito, kar nalaga nekatere omejitve pri uporabi tovrstnih naprav v visoko natančni opremi.

Posebne zahteve za obremenitev, ne sme se zmanjšati ali povečati. Takoj ko trenutna raven preseže zgornji ali spodnji prag, se bodo karakteristike izhodne napetosti začele bistveno razlikovati od standardnih. Proizvajalci (v zadnjem času tudi kitajski) praviloma poskrbijo za takšne situacije in v svoje izdelke vgradijo ustrezno zaščito.

Področje uporabe

Skoraj vsa sodobna elektronika se napaja iz blokov te vrste, kot primer:

Sestavljanje stikalnega napajalnika z lastnimi rokami

Razmislimo o vezju preprostega napajalnika, kjer se uporablja zgoraj opisano načelo delovanja.

Oznake:

• Upori: R1 – 100 Ohm, R2 – od 150 kOhm do 300 kOhm (izbirno), R3 – 1 kOhm.
• Zmogljivosti: C1 in C2 – 0,01 µF x 630 V, C3 -22 µF x 450 V, C4 – 0,22 µF x 400 V, C5 – 6800-15000 pF (izbirno), 012 µF, C6 – 10 µF x 50 V, C7 – 220 µF x 25 V, C8 – 22 µF x 25 V.
• Diode: VD1-4 - KD258V, VD5 in VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A.
• Tranzistor VT1 - KT872A.
• Stabilizator napetosti D1 - mikrovezje KR142 z indeksom EH5 - EH8 (odvisno od zahtevane izhodne napetosti).
• Transformator T1 - uporablja se feritno jedro v obliki črke w z dimenzijami 5x5. Primarno navitje je navito s 600 ovoji žice Ø 0,1 mm, sekundar (noži 3-4) vsebuje 44 ovojev Ø 0,25 mm, zadnji navit pa vsebuje 5 ovojev Ø 0,1 mm.
• Varovalka FU1 – 0,25A.

Nastavitev se zmanjša na izbiro vrednosti R2 in C5, ki zagotavljata vzbujanje generatorja pri vhodni napetosti 185-240 V.

Ko avto dlje časa miruje, ga morate zagnati vsaj enkrat na mesec. Akumulator dobro oskrbuje avto z elektriko 4-5 let, nato pa ne zmore pravilno oskrbovati avtomobila z elektriko, slabo pa se tudi polni iz agregata ali prenosnika polnilec. Po odlična izkušnja Pri sestavljanju varilnih inverterjev se mi je porodila ideja, da bi na osnovi takšnih naprav naredil napravo za zagon motorja.

To napravo lahko uporabljate z ali brez nameščene baterije. Z baterijo invertersko napajanjeŠe lažji bo zagon motorja. Poskušal sem zagnati motor na 88 brez akumulatorja Konjske moči. Poskus je bil uspešen, brez okvar.

Na pretvorniku morate nastaviti izhodno napetost na 11,2 V. Zaganjalnik motorja z notranjim zgorevanjem je zasnovan za to napetost (10-11 V). Invertersko napajanje, ki ga sestavljamo ima možnost stabilizacije napetosti, kot tudi funkcijo zaščite pred maksimalnim tokom 224 A, zaščito pred kratkimi stiki električne napeljave.

Tehnologija IGBT , po katerem je bilo razvito električno vezje naprave, temelji na principu popolnega odpiranja in popolnega zapiranja močnih tranzistorjev, ki se uporabljajo v enoti. To omogoča zmanjšanje izgub na IGBT stikalih na najboljši možni način.

Na izhodu je možno regulirati tok in napetost s spreminjanjem širine krmilnih impulzov vklopnega stikala. Ker delujejo pri visokih frekvencah, je treba prilagoditev opraviti pri frekvenci 56 kHz. Takšna idealizacija delovanja je možna le pri stabilni izhodni frekvenci, pa tudi pri vzdrževanju na ravneh, na katerih deluje napajalnik. V tem primeru se bosta spreminjala samo širina in trajanje napetosti v območju (0% - 45%) širine impulza. Preostalih 55 % je nivo ničelne napetosti na krmilnem ključu.

Transformator inverterske enote ima feritno jedro. To omogoča uglasitev naprave na visoko frekvenco 56 kHz. Na kovinskem jedru se ne ustvarjajo vrtinčni tokovi.

Tranzistorji IGBT imajo potrebno moč in okoli sebe ne ustvarjajo vrtinčnih polj. Zakaj morate ustvariti tako visoke frekvence v napajalniku? Odgovor je očiten. Pri uporabi transformatorja, višja kot je napetostna frekvenca, manj obratov navitja na jedru je potrebnih. Druga prednost visoke frekvence delovanja je visoka učinkovitost transformatorja, ki v tem primeru postane 95%, saj so navitja jedra izdelana iz debele žice.

Transformatorska naprava, uporabljen v vezju, je majhen in zelo lahek. Naprava za širino impulza (PWM) - ustvarja manj izgub, stabilizira napetost v primerjavi z analognimi stabilizacijskimi elementi. V slednjem primeru se moč razprši v močnih tranzistorjih.

Tisti ljudje, ki se malo razumejo na radijsko elektroniko, lahko opazijo, da je transformator povezan z virom energije med taktnimi cikli z dvema ključema. Eden je priključen na plus, drugi na minus. Električno vezje, ki temelji na principu Flea Buck, vključuje povezavo transformatorja z enim ključem. Takšna povezava povzroči velike izgube moči (skupaj približno 10-15% celotne moči), saj induktivna navitja odvajajo energijo na uporu. Takšne izgube moči so nesprejemljive za gradnjo močnih več kilovatov napajalnikov.

V zgornjem diagramu ta napaka je bila odpravljena. Energija se sprošča preko diod VD18 in VD19 nazaj v mostni napajalnik, kar posledično dodatno poveča učinkovitost transformatorja.

Izgube naprej dodatni ključ ne smejo presegati 40 vatov. Vezje Flea Buck zagotavlja izgube na uporu, ki znašajo 300-200 vatov. Tranzistor IRG64PC50W, ki se uporablja v električnem tokokrogu napajalnika s tehnologijo IGBT, ima funkcijo hitrega odpiranja. Hkrati je hitrost zapiranja precej slabša, kar ima za posledico pulzno segrevanje kristala v trenutku zapiranja tranzistorja. Približno 1 kW energije se sprosti v obliki toplote na stenah tranzistorja. Ta moč je za tranzistor zelo velika, kar lahko povzroči pregrevanje.

Za zmanjšanje te trenutne moči je dodatno vezje C16 R24 VD31 priključeno med kolektorjem in oddajnikom tranzistorja. Enako smo naredili z zgornjim IGBT tranzistorja, ki v trenutku zapiranja zmanjša moč na čipu. Ta izvedba vodi do povečanja moči v trenutku, ko se odpre tranzistorsko stikalo. Vendar se zgodi skoraj v trenutku.

V trenutku, ko se IGBT odpre, se kondenzator C16 izprazni skozi upor R24. Polnjenje se zgodi v trenutku, ko se tranzistor zapre skozi hitro diodo VD3. Zaradi tega se format dviga napetosti zamika. Medtem ko se IGBT zapira, se moč, sproščena na tranzistorskem stikalu, zmanjša.

Ta sprememba v električnem tokokrogu odlično zavira resonančne prenapetosti transformatorja in s tem preprečuje prehod napetosti nad 600 voltov skozi stikalo.

IGBT je kompozitni transformator, ki je sestavljen iz polja in bipolarni tranzistor s prehodom. Tranzistor z učinkom polja tukaj deluje kot glavni. Za nadzor so potrebni pravokotni impulzi z amplitudo najmanj 12 V in ne več kot 18 V v tem odseku vezja. Možna impulzna delovna obremenitev je 2 A.

Optični sklopnik deluje na ta način. V primeru, da se na optocoupler LED pojavi napetost, so vhodi 1,2,3 in 4 pod napetostjo. Na izhodu se takoj oblikuje močan tokovni impulz z amplitudo 15,8 V. Raven impulza je omejena z upori R55 in R48.

Ko napetost na LED diodi izgine, pride do padca amplitude, kar odpre tranzistorja T2 in T4. To ustvari tok več kot visoka stopnja na uporih R48 in R58, stikalni kondenzator IGBT pa se tudi hitro izprazni.

Most sestavimo skupaj z optičnimi gonilniki na osnovi radiatorja iz računalnika Pentium 4, ki ima ravno podlago. Pred namestitvijo tranzistorjev je treba na površino radiatorja nanesti toplotno pasto.

Radiator je treba razrezati na dva dela, tako da zgornja in spodnja tipka nimata električnega stika med seboj. Diode so pritrjene na radiator s posebnimi distančniki iz sljude. Vsi električni priključki so izvedeni z nadometno montažo. Na napajalnem vodilu boste morali spajkati 8 kosov filmskih kondenzatorjev po 150 nF in največjo napetost 630 V.

Izhodno navitje močnostnega transformatorja in induktorja

Ker izhodne napetosti brez obremenitve dosežejo 50 V, jih je bilo treba popraviti z diodama VD19 in VD20. Nato se obremenitvena napetost napaja na induktor, s pomočjo katerega se napetost izravna in razdeli na polovico.

Ko so tranzistorji IGBT odprti, se začne faza nasičenja induktorja L3. Ko je IGBT v zaprtem stanju, se začne faza praznjenja induktorja. Razelektritev poteka skozi diode VD22 in VD21, ki zapirata vezje. Tako se tok, ki teče do kondenzatorja, popravi.

Stabilizacija in omejitev toka z modulacijo širine impulza

2 je vhod za ojačanje napetosti, 1 je izhod ojačevalnika. Ojačevalnik spreminja delovni tok pretvornika, pa tudi širino impulza. Diskretne spremembe ustvarjajo karakteristiko obremenitve, odvisno od povratne napetosti med napajalnikom in vhodom mikrovezja. Pin 2 mikrovezja vzdržuje napetost 2,5 V.

Širina delovnega impulza je odvisna od napetosti na vhodu 2 mikrovezja. Širina impulza postane širša, če je napetost večja od 2,5 V. Če je napetost manjša od navedene, postane širina ožja.

Stabilnost napajanja je odvisna od uporov R2 in R1. Če napetost močno pade zaradi visokih izhodnih tokov, je potrebno povečati upornost upora R1.

Včasih se zgodi, da enota med postopkom namestitve začne oddajati brneče. V tem primeru je treba prilagoditi upor R1 in kapacitivnosti kondenzatorjev C1 in C2. Če tudi ti ukrepi ne pomagajo, lahko poskusite zmanjšati število obratov tuljave C3.

Transformator mora delovati tiho, sicer bodo tranzistorji izgoreli. Tudi če vsi zgoraj navedeni ukrepi niso pomagali, morate dodati več kondenzatorjev 1 µF na tri kanale napajanja.

Plošča močnostnega kondenzatorja 1320 µF

Ko je napajanje vklopljeno v omrežje z napetostjo 220 V, pride do tokovnega skoka, po katerem diodni sklop VD8 med polnjenjem kondenzatorja odpove. Da preprečite ta učinek, morate namestiti upor R11. Ko so kondenzatorji napolnjeni, bo časovnik na ničelnem tranzistorju dal ukaz za zapiranje kontaktov in preklop releja. Zdaj se zahtevani delovni tok dovaja na električni most s transformatorjem.

Časovnik na VT1 odpre kontakte releja K2, kar omogoča uporabo procesa modulacije širine impulza.

Nastavitev bloka

Prvi korak je napeljati napetost 15 V na napajalni most, zagotoviti pravilno delovanje mostu in namestitev elementov. Nato lahko napajate most z omrežno napetostjo, v vrzel med +310 V, kjer se nahajajo kondenzatorji 1320 μF in kondenzator s kapaciteto 150 nF, in postavite žarnico 150-200 W. Nato osfilograf priključimo na kolektor-emiter spodnjega močnostnega stikala v električni krog. Prepričati se morate, da so emisije v normalnem območju, ne višje od 330 V. Nato nastavimo frekvenco PWM. Frekvenco je treba znižati, dokler se na oscilogramu ne pojavi majhen upogib impulza, kar kaže na prenasičenost transformatorja.

Delovno taktno frekvenco transformatorja izračunamo takole: najprej izmerimo taktno frekvenco prenasičenosti transformatorja, jo delimo z 2 in rezultat prištejemo frekvenci, pri kateri se impulz upogiba.

Nato morate most napajati skozi kotliček z močjo 2 kW. Odklopite povratno povezavo napetosti PWM, uporabite nastavljiva napetost na upor R2 na mestu povezave z zener diodo D4 od 5 V do 0, s čimer uravnavate tok vezja od 30 A do 200 A.

Napetost prilagodimo na minimum, bližje 5 V, odpajkamo kondenzator C23 in kratko sklenemo izhod bloka. Če slišite zvonjenje, morate peljati žico v drugo smer. Preverimo faznost navitij močnostnega transformatorja. Osciloskop priključimo na spodnje stikalo in povečamo obremenitev, da ne pride do zvonjenja ali celo napetostnega sunka nad 400 V.

Temperaturo mostičnega radiatorja merimo tako, da se radiator enakomerno segreje, kar kaže na kvalitetne mostove. Povezujemo napetostno povratno informacijo. Namestimo kondenzator C23, izmerimo napetost tako, da je v območju 11-11,2 V. Napajalnik obremenimo z majhno obremenitvijo 40 vatov.

Tiho delovanje transformatorja prilagodimo s spreminjanjem števila obratov tuljave L3. Če to ne pomaga, povečamo kapacitivnost kondenzatorjev C1 in C2 ali postavimo PWM ploščo stran od motenj močnostnega transformatorja.

Večina sodobnih elektronskih naprav praktično ne uporablja analognih (transformatorskih) napajalnikov, nadomeščajo jih impulzni pretvorniki napetosti. Da bi razumeli, zakaj se je to zgodilo, je treba upoštevati oblikovne značilnosti, pa tudi prednosti in slabosti teh naprav. Govorili bomo tudi o namenu glavnih komponent impulznih virov in podali preprost primer izvedbe, ki jo je mogoče sestaviti z lastnimi rokami.

Oblikovne značilnosti in princip delovanja

Od več načinov pretvorbe napetosti v močnostne elektronske komponente sta najbolj razširjena dva:

1. Analog, katerega glavni element je padajoči transformator, poleg svoje glavne funkcije zagotavlja tudi galvansko izolacijo.
2. Načelo impulza.

Poglejmo, v čem se ti dve možnosti razlikujeta.

PSU na osnovi močnostnega transformatorja

Oglejmo si poenostavljen blokovni diagram te naprave. Kot je razvidno iz slike, je na vhodu nameščen padajoči transformator, s pomočjo katerega se pretvori amplituda napajalne napetosti, na primer iz 220 V dobimo 15 V. Naslednji blok je usmernik, njegov naloga je pretvorba sinusnega toka v impulznega (harmonik je prikazan nad simbolno sliko). V ta namen se uporabljajo usmerniški polprevodniški elementi (diode), povezani preko mostičnega vezja. Njihovo načelo delovanja najdete na naši spletni strani.

Naslednji blok opravlja dve funkciji: gladi napetost (v ta namen se uporablja kondenzator ustrezne zmogljivosti) in jo stabilizira. Slednje je potrebno, da napetost ne "pade", ko se obremenitev poveča.

Podan blokovni diagram je močno poenostavljen, vir tega tipa ima praviloma vhodni filter in zaščitna vezja, vendar to ni pomembno za razlago delovanja naprave.

Vse pomanjkljivosti zgornje možnosti so neposredno ali posredno povezane z glavnim konstrukcijskim elementom - transformatorjem. Prvič, njegova teža in mere omejujejo miniaturizacijo. Da ne bomo neutemeljeni, bomo kot primer uporabili padajoči transformator 220/12 V z nazivno močjo 250 W. Teža takšne enote je približno 4 kilograme, dimenzije so 125x124x89 mm. Lahko si predstavljate, koliko bi tehtal polnilnik za prenosni računalnik na njegovi osnovi.

Drugič, cena takšnih naprav je včasih večkrat višja od skupnih stroškov drugih komponent.

Pulzne naprave

Kot je razvidno iz blokovnega diagrama, prikazanega na sliki 3, se načelo delovanja teh naprav bistveno razlikuje od analognih pretvornikov, predvsem v odsotnosti vhodnega padajočega transformatorja.

Slika 3. Blokovni diagram stikalnega napajalnika

Razmislimo o algoritmu delovanja takega vira:

• Napajanje se napaja v omrežni filter; njegova naloga je zmanjšati šum omrežja, tako dohodni kot odhodni, ki nastane kot posledica delovanja.
• Nato začne delovati enota za pretvorbo sinusne napetosti v impulzno konstantno napetost in gladilni filter.
• Na naslednji stopnji je v proces priključen pretvornik, njegova naloga je povezana s tvorjenjem pravokotnih visokofrekvenčnih signalov. Povratna informacija do pretvornika se izvaja prek krmilne enote.
• Naslednji blok je IT, potreben je za avtomatski način generatorja, napajanje napetosti v vezju, zaščito, krmiljenje krmilnika in obremenitev. Poleg tega naloga IT vključuje zagotavljanje galvanske izolacije med visoko in nizkonapetostnimi tokokrogi.

Za razliko od padajočega transformatorja je jedro te naprave izdelano iz ferimagnetnih materialov, kar prispeva k zanesljivemu prenosu RF signalov, ki so lahko v območju 20-100 kHz. Značilnost IT je, da je pri priključitvi kritična vključitev začetka in konca navitij. Majhne dimenzije te naprave omogočajo izdelavo miniaturnih naprav; primer je elektronski snop (predstikalna naprava) LED ali varčne sijalke.

• Nato začne delovati izhodni usmernik, saj deluje z visokofrekvenčno napetostjo; proces zahteva visokohitrostne polprevodniške elemente, zato se za ta namen uporabljajo Schottkyjeve diode.
• V končni fazi se izvede glajenje na ugodnem filtru, po katerem se na obremenitev napaja napetost.

Zdaj pa, kot smo obljubili, poglejmo načelo delovanja glavnega elementa te naprave - pretvornika.

Kako deluje inverter?

RF modulacijo je mogoče izvesti na tri načine:

• impulzna frekvenca;
• fazni impulz;
• širina impulza.

V praksi se uporablja zadnja možnost. To je posledica tako enostavnosti izvedbe kot dejstva, da ima PWM konstantno komunikacijsko frekvenco, za razliko od drugih dveh metod modulacije. Spodaj je prikazan blokovni diagram, ki opisuje delovanje krmilnika.

Algoritem delovanja naprave je naslednji:

Generator referenčne frekvence generira niz pravokotnih signalov, katerih frekvenca ustreza referenčni. Na podlagi tega signala se oblikuje žagasti UP P, ki se dovaja na vhod primerjalnika K PWM. Signal UUS, ki prihaja iz krmilnega ojačevalnika, se dovaja na drugi vhod te naprave. Signal, ki ga ustvari ta ojačevalnik, ustreza sorazmerni razliki med UP (referenčna napetost) in U RS (krmilni signal iz povratnega vezja). To pomeni, da je krmilni signal UUS dejansko neusklajena napetost z nivojem, ki je odvisen tako od toka na bremenu kot od napetosti na njem (U OUT).

Ta način izvedbe vam omogoča organiziranje zaprtega kroga, ki vam omogoča nadzor izhodne napetosti, to je v resnici govorimo o linearni diskretni funkcionalni enoti. Na njegovem izhodu se generirajo impulzi, katerih trajanje je odvisno od razlike med referenčnim in krmilnim signalom. Na njegovi podlagi se ustvari napetost za krmiljenje ključnega tranzistorja pretvornika.

Postopek stabilizacije izhodne napetosti se izvaja s spremljanjem njegove ravni; ko se spreminja, se napetost krmilnega signala U PC sorazmerno spreminja, kar vodi do povečanja ali zmanjšanja trajanja med impulzi.

Zaradi tega se spremeni moč sekundarnih vezij, kar zagotavlja stabilizacijo izhodne napetosti.

Za zagotovitev varnosti je potrebna galvanska ločitev med napajalnim omrežjem in povratno povezavo. V ta namen se praviloma uporabljajo optični sklopniki.

Prednosti in slabosti impulznih virov

Če primerjamo analogne in impulzne naprave enake moči, bodo imele slednje naslednje prednosti:

• Majhna velikost in teža zaradi odsotnosti nizkofrekvenčnega padajočega transformatorja in krmilnih elementov, ki zahtevajo odvajanje toplote z velikimi radiatorji. Zahvaljujoč uporabi tehnologije pretvorbe visokofrekvenčnega signala je mogoče zmanjšati kapacitivnost kondenzatorjev, ki se uporabljajo v filtrih, kar omogoča namestitev manjših elementov.
• Večji izkoristek, saj glavne izgube povzročajo le prehodni procesi, medtem ko se v analognih vezjih med elektromagnetno pretvorbo nenehno izgublja veliko energije. Rezultat govori sam zase, poveča učinkovitost na 95-98%.
• Nižji stroški zaradi uporabe manj zmogljivih polprevodniških elementov.
• Širši razpon vhodne napetosti. Ta vrsta opreme ni zahtevna glede frekvence in amplitude, zato je dovoljena povezava v omrežja različnih standardov.
• Razpoložljivost zanesljive zaščite pred kratkimi stiki, preobremenitvijo in drugimi izrednimi razmerami.

Slabosti impulzne tehnologije vključujejo:

Prisotnost RF motenj je posledica delovanja visokofrekvenčnega pretvornika. Ta dejavnik zahteva namestitev filtra, ki zavira motnje. Na žalost njegovo delovanje ni vedno učinkovito, kar nalaga nekatere omejitve pri uporabi tovrstnih naprav v visoko natančni opremi.

Posebne zahteve za obremenitev, ne sme se zmanjšati ali povečati. Takoj ko trenutna raven preseže zgornji ali spodnji prag, se bodo karakteristike izhodne napetosti začele bistveno razlikovati od standardnih. Proizvajalci (v zadnjem času tudi kitajski) praviloma poskrbijo za takšne situacije in v svoje izdelke vgradijo ustrezno zaščito.

Področje uporabe

Skoraj vsa sodobna elektronika se napaja iz blokov te vrste, kot primer:

Sestavljanje stikalnega napajalnika z lastnimi rokami

Razmislimo o vezju preprostega napajalnika, kjer se uporablja zgoraj opisano načelo delovanja.

Oznake:

• Upori: R1 – 100 Ohm, R2 – od 150 kOhm do 300 kOhm (izbirno), R3 – 1 kOhm.
• Zmogljivosti: C1 in C2 – 0,01 µF x 630 V, C3 -22 µF x 450 V, C4 – 0,22 µF x 400 V, C5 – 6800-15000 pF (izbirno), 012 µF, C6 – 10 µF x 50 V, C7 – 220 µF x 25 V, C8 – 22 µF x 25 V.
• Diode: VD1-4 - KD258V, VD5 in VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A.
• Tranzistor VT1 - KT872A.
• Stabilizator napetosti D1 - mikrovezje KR142 z indeksom EH5 - EH8 (odvisno od zahtevane izhodne napetosti).
• Transformator T1 - uporablja se feritno jedro v obliki črke w z dimenzijami 5x5. Primarno navitje je navito s 600 ovoji žice Ø 0,1 mm, sekundar (noži 3-4) vsebuje 44 ovojev Ø 0,25 mm, zadnji navit pa vsebuje 5 ovojev Ø 0,1 mm.
• Varovalka FU1 – 0,25A.

Nastavitev se zmanjša na izbiro vrednosti R2 in C5, ki zagotavljata vzbujanje generatorja pri vhodni napetosti 185-240 V.

Predgovor

Spoštovane bralce tega članka že vnaprej opozarjam, da bo ta članek imel obliko in vsebino, ki bralcem ni povsem poznana. Naj pojasnim zakaj.

Gradivo, ki je predstavljeno vaši pozornosti, je popolnoma ekskluzivno. Vse naprave, o katerih bom govoril v mojih člankih, sem osebno razvil, modeliral, konfiguriral in spomnil. Najpogosteje se vse začne s poskusom izvajanja neke vrste zanimiva ideja. Pot je lahko zelo trnova, včasih traja tudi precej dolgo, kakšen bo končni rezultat in ali ga sploh bo, pa ni vnaprej znano. A praksa potrjuje, da tisti, ki hodi, obvlada pot... in rezultati včasih presežejo vsa pričakovanja... In kako fascinanten je sam proces - tega se ne da opisati z besedami opozorilo) nimajo vedno dovolj znanja in veščin, modri in pravočasni nasveti pa so dobrodošli in pomagajo pripeljati idejo do logičnega zaključka. Tukaj so podrobnosti ...

Ta članek ni namenjen toliko začetnikom, temveč ljudem, ki že imajo potrebno znanje in izkušnje, ki jih zanimajo tudi hoditi po neuhojenih poteh in jim standardni pristopi k reševanju problemov niso tako zanimivi ... Pomembno je da razumete, da to ni material za nepremišljeno ponavljanje, temveč - smer, v katero se morate premakniti ... Bralcem ne obljubljam velikih podrobnosti o očitnih, dobro znanih in razumljivih stvareh za pismene elektronike ... , ampak to obljubim glavno BISTVO bo vedno dobro osvetljena.

O inverterju

Razsmernik, o katerem bomo razpravljali, se je rodil natanko tako, kot je opisano zgoraj ... Na žalost ne morem, ne da bi kršil pravila za objavo teh člankov, podrobno opisati, kako je nastal, vendar vam zagotavljam, da so vezja obeh ekstremne različice razsmernika še niso na voljo nikjer so bile objavljene...Še več, predzadnja različica sheme je že praktično v uporabi, ekstremna (upam da najbolj dovršena med njimi) pa še ni bila samo poslikana na papirju, vendar ne dvomim o njegovi funkcionalnosti, izdelava in testiranje pa bosta trajala le par dni...

Spoznavanje mikrovezja za polmostni pretvornik IR2153 je naredilo dober vtis - dokaj majhen tok, ki ga porabi napajalnik, prisotnost mrtvega časa, vgrajen nadzor moči ... Vendar ima dve pomembni pomanjkljivosti - tam ni možnosti prilagajanja trajanja izhodnih impulzov in precej majhen pogonski tok ... (v resnici ni navedeno v podatkovnem listu, vendar je malo verjetno, da je več kot 250-500 mA ...). Treba je bilo rešiti dva problema - ugotoviti, kako izvesti regulacijo napetosti pretvornika in kako povečati tok gonilnikov stikala za vklop ...

Te težave so bile rešene z uvedbo tranzistorjev z učinkom polja v vezje optičnega gonilnika in diferencialnih vezij na izhodih mikrovezja IR2153 (glej sliko 1)

Slika 1

Nekaj ​​besed o tem, kako deluje prilagajanje trajanja pulza. Impulzi iz izhodov IR2153 se dovajajo v diferencialna vezja, sestavljena iz elementov C2, R2, optični gonilnik LED, VD3-R4 - optocoupler tranzistor..., in elementov C3, R3, optični gonilnik LED, VD4-R5 - optocoupler tranzistor.. Elementi diferencialnih vezij so zasnovani tako, da je trajanje impulzov na izhodih optičnih gonilnikov skoraj enako trajanju impulzov na izhodih IR2153. Hkrati je napetost na izhodu pretvornika največja.

V trenutku, ko napetost na izhodu pretvornika doseže stabilizacijsko napetost, se optični tranzistor začne rahlo odpirati ... to vodi do zmanjšanja časovne konstante diferencialnega vezja in posledično do zmanjšanja trajanje impulzov na izhodu optičnih gonilnikov. To zagotavlja stabilizacijo napetosti na izhodu pretvornika. Diode VD1, VD2 odpravljajo negativni val, ki se pojavi med diferenciacijo.

Namenoma ne omenjam tipa optičnih gonilnikov. Zato je optični gonilnik tranzistorja z učinkom polja velika ločena tema za razpravo. Njihova paleta je zelo velika - na desetine ... če ne na stotine vrst ... za vsak okus in barvo. Če želite razumeti njihov namen in njihove značilnosti, jih morate sami preučiti.

Predstavljeni razsmernik ima še eno pomembno lastnost. Naj pojasnim. Ker je glavni namen razsmernika polnjenje litijevih baterij (čeprav se seveda lahko uporabljajo poljubne baterije), je bilo treba sprejeti ukrepe za omejitev toka na izhodu pretvornika. Dejstvo je, da če na napajanje priključite izpraznjeno baterijo, lahko polnilni tok preseže vse razumne meje ... Za omejitev polnilnega toka na raven, ki jo potrebujemo, se v vezje krmilne elektrode TL431 uvede shunt Rsh. . Kako deluje? Minus akumulatorja, ki se polni, ni povezan z minusom inverterja, temveč z zgornjim priključkom vezja Rsh ... Ko tok teče skozi Rsh, se potencial na krmilni elektrodi TL431 ... poveča, kar vodi do zmanjšanje napetosti na izhodu pretvornika in posledično omejitev polnilnega toka. Ko se baterija polni, napetost na njej narašča, vendar se za njo poveča tudi napetost na izhodu inverterja, ki teži k stabilizacijski napetosti. Skratka, to je preprosta in nesramno učinkovita naprava. S spreminjanjem ocene Rsh je enostavno omejiti polnilni tok na kateri koli ravni, ki jo potrebujemo. Zato se sama ocena Rsh ne objavi ... (referenčna vrednost je 0,1 Ohm in manj ...), lažje jo je izbrati eksperimentalno.

V pričakovanju številnih poučnih komentarjev o “pravilnosti” in “nepravilnosti” principov polnjenja litijevih baterij vas vljudno prosim, da se vzdržite takšnih komentarjev in verjemite mi na besedo, da se več kot zavedam, kako se to počne... To je velika, ločena tema ... in v okviru tega v tem članku ne bomo obravnavali.

Nekaj ​​besed o POMEMBNIH lastnostih nastavitve signalnega dela razsmernika...

Če želite preveriti delovanje in konfigurirati signalni del pretvornika, morate na napajalni tokokrog signalnega dela uporabiti +15 voltov iz katerega koli zunanjega napajanja in z osciloskopom preveriti prisotnost impulzov na vratih močnostnih stikal. . Nato je treba simulirati delovanje optičnega sklopnika s povratno zvezo (z dovajanjem napetosti na LED optičnega sklopnika) in se prepričati, da v tem primeru pride do SKORAJ popolnega zožitve impulzov na vratih močnostnih stikal. Hkrati je bolj priročno priključiti sonde osciloskopa na neobičajen način, drugače - signalno žico sonde na eno od vrat stikala za vklop in skupno žico sonde osciloskopa na vrata drugo stikalo za vklop ... To bo omogočilo sočasni prikaz impulzov različnih polciklov ... (kar je v sosednjih polciklih, bomo videli impulze nasprotne polarnosti, zdaj ni pomembno). NAJPOMEMBNEJŠA stvar je zagotoviti (ali doseči), da ko je povratni optični sklopnik VKLOPLJEN, se krmilni impulzi NE zožijo na nič (ostanejo minimalnega trajanja, vendar ne izgubijo svoje pravokotne oblike ...). Poleg tega je pomembno z izbiro upora R5 (ali R4) zagotoviti, da so impulzi v sosednjih polciklih ENAKO dolgi... (razlika je zelo verjetna zaradi razlike v karakteristikah optičnih gonilnikov) ). Glejte sliko 2

Slika 2

Po tej težavi bo priklop razsmernika na 220-voltno omrežje najverjetneje potekal brez težav. Pri nastavitvi je zelo priporočljivo na izhod inverterja priključiti majhno breme (5 W avtomobilska žarnica)... Zaradi neničelnega minimalnega trajanja krmilnih impulzov, brez bremena, lahko napetost na izhodu inverterja višja od stabilizacijske napetosti. To ne moti delovanja pretvornika, vendar upam, da se bom znebil tega neprijetnega trenutka v naslednji različici pretvornika.

Pomembna stvar pri oblikovanju tiskanega vezja je, da ima številne funkcije ...

Zadnjih nekaj let uporabljam plošče namenjene ala-planarni montaži elementov... Se pravi, vsi elementi se nahajajo na strani tiskanih vodnikov. Na ta način so spajkani VSI elementi vezja... tudi tisti, ki prvotno niso bili predvideni za planarno montažo. To bistveno zmanjša delovno intenzivnost proizvodnje. Poleg tega ima plošča popolnoma raven spodnji del in omogoča namestitev plošče neposredno na radiator. Ta zasnova bistveno poenostavi postopek zamenjave elementov med nastavitvijo in popravilom. Nekatere povezave (najbolj neprijetne za tiskano ožičenje) so izvedene z izolirano montažno žico. To je povsem upravičeno, saj vam omogoča znatno zmanjšanje velikosti plošče.

Sama zasnova tiskanega vezja (glej sliko 3) je prej OSNOVA za vašo posebno zasnovo. Njeno končno zasnovo bo treba prilagoditi optičnim gonilnikom, ki jih uporabljate. Upoštevati je treba, da imajo različni optični gonilniki RAZLIČNA ohišja, številčenje in dodelitev nožic pa se lahko razlikuje od prikazanega na diagramu v tem članku. Predstavljena plošča je glede signalnega dela doživela že približno deset predelav. Popravek dela signala, včasih zelo pomemben, sploh ne vzame veliko časa.

Slika 3

V okviru tega članka ne nameravam podati natančnega seznama elementov. Razlog je preprost - glavni cilj ves ta hrup, narediti uporabno stvar z minimalnim delom iz maksimalnih razpoložljivih elementov. Se pravi, zbirajte od tega, kar imate. Mimogrede, če izhodna napetost pretvornika ni načrtovana za več kot dvajset voltov, potem kateri koli transformator iz računalniška enota napajalnik (sestavljen z vezjem s pol mostom). Fotografija spodaj - splošna oblika sestavljen pretvornik, tako da imate predstavo o tem, kako izgleda (bolje je videti enkrat kot slišati stokrat). Prosim vas za popustljivost pri kvaliteti izdelave, a preprosto nimam izbire - imam samo dve roki ... Spajkate trenutno različico, a v vaši glavi je naslednja možnost že skoraj zrela ... Drugače pa - obstaja nikakor... - ne moreš skočiti čez stopnico.. .

Da, to sem pozabil omeniti - verjetno se bodo pojavila vprašanja o moči inverterja. Odgovoril bom takole - največjo moč takega razsmernika je težko oceniti v odsotnosti ..., določena je predvsem z močjo uporabljenega močnostni elementi, izhodni transformator in največji temenski izhodni tok optičnih gonilnikov. Pri velikih močeh bo začela močno vplivati ​​sama zasnova, blažilni tokokrogi močnostnih stikal..., namesto diod na izhodu boste morali uporabiti sinhrone usmernike... Skratka, to je čisto drugače zgodba, veliko težje izvedljivo... Kar zadeva opisani inverter, ga uporabljam za polnjenje baterije LiFePO4 z napetostjo 21,9 voltov (kapaciteta - 15A/h) s tokom 7-8 amperov... To je linija, kjer je temperatura radiatorja in transformatorja v razumnih mejah in ni potrebno prisilno hlajenje... Za moj okus - poceni in veselo..

O tem pretvorniku ne nameravam podrobneje govoriti v okviru tega članka. Ni mogoče pokriti vsega (in traja toliko časa, je treba opozoriti ...), zato bi bilo bolj smiselno razpravljati o vprašanjih, ki so se pojavila, v ločeni temi na forumu o spajkalnikih. Tam bom prisluhnila vsem željam in kritikam ter odgovorila na vprašanja.

Ne dvomim, da marsikomu ta pristop morda ne bo všeč. In mnogi so prepričani, da je bilo že vse izumljeno pred nami ... Zagotavljam vam, da ni tako ...

A to še ni konec zgodbe. Če bo interes, potem lahko nadaljujemo s pogovorom... saj obstaja še ena, skrajna različica signalnega dela. ...upam, da se bo nadaljevalo.

Dodatki od 25.06.2014

Tako se je izkazalo tudi tokrat - črnilo na članku se še ni posušilo, pa so se že pojavile zelo zanimive ideje, kako narediti signalni del inverterja bolj popoln ...

Rad bi vas opozoril, da vse risbe, označene s podpisom "projekt" v popolnoma sestavljenem pretvorniku, NISO bile preverjene! Če pa je bilo delovanje posameznih fragmentov vezja preizkušeno na mizi in je bilo njihovo delovanje potrjeno, bom naredil poseben pridržek.

Princip delovanja spremenjenega signalnega dela še vedno temelji na razlikovanju impulzov iz mikrovezja IR2153. Ampak z vidika pravilne gradnje elektronska vezja, je pristop tukaj bolj kompetenten.

Nekaj ​​pojasnil - dejanska diferencialna vezja zdaj vključujejo C2, R2, R4 in C3, R3, R5 ter diode VD1, VD2 in povratni optični sklopnik. Diode, ki eliminirajo negativne emisije, ki nastanejo pri diferenciaciji, so izključene..., ker niso potrebne - poljski tranzistorji omogočajo dovod napetosti gate-source +/-20 voltov. Diferencirani impulzi, ki spreminjajo svoje trajanje pod vplivom optičnega sklopnika povratne zveze, vstopajo v vrata tranzistorjev T1, T2, ki vklopijo LED diode optičnih gonilnikov ...

Ta shema je bila preizkušena na mizi. Pokazal je dobro zmogljivost in veliko prilagodljivost v konfiguraciji. Toplo priporočam za uporabo.

Spodnja fotografija prikazuje delček sheme vezja s spremenjenim signalnim delom in risbo tiskanega vezja s popravki za spremenjeni signalni del...

Se nadaljuje...

Posodobitev z dne 29. junija 2014

Takole izgleda skrajna različica signalnega dela razsmernika, ki sem jo omenil na začetku članka. Končno sem našel čas, da naredim njegovo postavitev in pogledam njeno delo v resnici ... Pogledal sem ... in vendar - ja, prav on bo imenovan za najbolj popolnega od predlaganih ... Shema lahko lahko imenujemo uspešen, ker vsi elementi v njem opravljajo funkcije, za katere in so namenjeni od rojstva.

Ta različica krmilnika uporablja drugačen, bolj znan način spreminjanja trajanja nadzora. Impulzi iz izhodov IR2153 se pretvorijo iz pravokotne v trikotno obliko z integracijskimi vezji R2,C2 in R3,C3. Ustvarjeni trikotni impulzi se dovajajo na invertne vhode dvojnega primerjalnika LM393. Neinvertirajoči vhodi primerjalnikov prejemajo napetost iz delilnika R4, R5. Primerjalniki primerjajo trenutno vrednost trikotne napetosti z napetostjo iz delilnika R4, R5 in v trenutkih, ko vrednost trikotne napetosti presega napetost iz delilnika R4, R5, se na izhodih primerjalnikov pojavi nizek potencial. To vodi do vklopa LED optičnega gonilnika... POVEČANJE napetosti iz delilnika R4, R5 vodi do ZMANJŠANJA trajanja impulza na izhodih primerjalnikov. To je tisto, kar bo omogočilo organizacijo povratne informacije izhoda inverterja z oblikovalnikom trajanja impulza in s tem zagotavljanje stabilizacije in nadzora izhodne napetosti inverterja. Ko se sproži povratni optični sklopnik, se optični sklopniški tranzistor rahlo odpre, napetost iz delilnika R4,R5 se poveča, kar vodi do zmanjšanja trajanja krmilnih impulzov ..., medtem ko se izhodna napetost zmanjša ... Vrednost upor R6* določa stopnjo vpliva povratnega vezja na trajanje generiranih impulzov ... - manjša kot je vrednost upora R6*, krajše je trajanje impulzov ob sprožitvi povratnega optosklopnika... Pri nastavitvi spreminjanje vrednosti upora R6* vam omogoča, da zagotovite, da bo trajanje ustvarjenih impulzov v trenutku, ko se sproži povratni optični sklopnik, nagnjeno k (ali enako - tukaj ni strašljivo) na nič. Spodnje slike vam bodo pomagale razumeti bistvo delovanja primerjalnikov.

Nekaj ​​besed o tem, kaj je pomembno pri postavitvi. Sam postopek namestitve je dokaj preprost, vendar ga nikar ne poskušajte izvesti brez osciloskopa ... To je enako, kot da bi poskušali voziti z zavezanimi očmi ... Posebnost (in to je prej njegova prednost kot slabost) je, da omogoča lahko generirate impulze s poljubnim razmerjem trajanja v sosednjih kanalih... Razumeti morate, da lahko oblikovalnik spremeni (uvede ali popolnoma odpravi) trajanje mrtvega časa med impulzi sosednjih kanalov, ampak jih celo oblikuje v tak način, da se bodo impulzi sosednjih kanalov "prekrivali" ..., kar je seveda nesprejemljivo ... Vaša naloga je, da z osciloskopom spremljate impulze na izhodu gonilnikov in spreminjate vrednost upor R4*, nastavite neinvertirajoče vhode primerjalnikov na takšno napetost, da se bodo na izhodih gonilnikov -2 μS generirali impulzi, ločeni z mrtvim časom 1 (širši kot je mrtvi čas, manjša je nevarnost prehodnih tokov ).

Nato je potrebno vklopiti povratni optični sklopnik in ga s spreminjanjem vrednosti upora R6* izbrati tako, da se trajanje generiranih zmanjša na nič. Med tem postopkom ne bo škodljivo nadzorovati TRENUTKA IZGINOTJA ustvarjenih impulzov. Zelo zaželeno je, da do popolnega izginotja generiranih impulzov pride SAKRAT ... Nesočasno izginotje je možno, če so parametri integratorjev R2,C2 in R3,C3 zelo različni. To je mogoče odpraviti z majhno spremembo vrednosti elementov enega od integratorjev. To mi je uspelo praktično. Za udobje sem začasno namesto vezja optocoupler tranzistor-R6* priključil potenciometer 20 Kohm in nastavil trajanje impulza na točko izginotja. Razlika v trajanju generiranih impulzov se je izkazala za zanemarljivo ... A tudi to sem odpravil z vgradnjo dodatnega kondenzatorja (samo 30 pF) vzporedno s kondenzatorjem C3.

Nekaj ​​besed o značilnostih delovanja optičnih gonilnikov ... Med nastavitvijo se je izkazalo, da optični gonilniki delujejo bolje z večjim tokom LED. Poleg tega obstaja še en pomemben odtenek - LED optičnega gonilnika porabi več toka ne med celotnim impulzom trajanje, vendar le v dokaj kratkih obdobjih (1-2 µS), ki časovno sovpadajo s položaji impulznih front. To je pomembno, saj nam omogoča razumeti, da povprečni tok, ki ga porabi LED optodriver, sploh ni visok. Ti premisleki določajo izbiro vrednosti upora R7. Dejansko izmerjeni PEAK tok optodriver LED z nominalno vrednostjo, navedeno na diagramu, je 8-10 mA.

V vezju v napajalnem vezju spodnjega gonilnika je bila dodana dioda (VD5). Naj pojasnim zakaj. Optični pogoni, ki jih uporabljam, imajo vgrajen sistem za nadzor moči. Zaradi dejstva, da je v napajalnem tokokrogu zgornjega gonilnika vedno uporabljena dioda, je napajalna napetost zgornjega gonilnika vedno nekoliko nižja od napajalne napetosti spodnjega gonilnika. Zato, ko se napajalna napetost zmanjša, impulzi iz izhoda zgornjega gonilnika izginejo nekoliko prej kot spodnji. Da bi približali trenutke, ko so gonilniki izklopljeni, je bila predstavljena dioda VD5. Na te trenutke morate biti vedno zelo pozorni ...

Tukaj je čas, da opozorimo, da se ta gonilnik lahko uporablja (po rahli spremembi v logiki primerjalnika) skupaj z običajnimi (neoptičnimi) gonilniki pol-mostov. Za tiste, ki ne razumejo, o čem govorimo, poglejte na primer, kaj je IR2113. Podobnih je ogromno... in morda se bo njihova uporaba izkazala za celo bolj zaželeno kot optična... Ampak to je tema za naslednji dodatek k članku... Ne obljubim, da bom testiral njihovega dela v praksi, a vsaj na ravni sheme vezja več možnosti - ni problema ...

To je to - veliko je bukev - v resnici pa se nastavitev zmanjša na izbiro dveh uporov. Posebej želim opozoriti, da ta gonilnik NI kritičen za njegovo napajanje - v območju moči mikrovezja IR2153 (9-15 voltov) deluje popolnoma ustrezno. Izginotje impulzov iz izhodov IR2153, ko se njegova moč zmanjša (v trenutku, ko je enota izklopljena), vodi do zapiranja stikal za napajanje.

Še nekaj nasvetov - ne poskušajte zamenjati IR2153 z nekim analogom na diskretnih elementih - ni produktivno ... V resnici je to mogoče, vendar preprosto ni razumno - število delov se bo znatno povečalo (v izvirniku samo trije so... precej manj). Poleg tega boste morali rešiti težave v zvezi z obnašanjem analoga pri vklopu in izklopu (in zagotovo bodo). Boj proti temu bo še dodatno zapletel shemo in pomen te ideje bo izničen ...

Za tiste, ki jih ta tema zanima, prilagam risbe, prilagojene za ta oblikovalnik tiskana vezja. Med njimi je sam oblikovalec v obliki podmodula ... - bolj priročno je začeti svoje prvo poznavanje z njimi. POSEBEJ bi poudaril, da če se odločite poskusiti samostojno konfigurirati gonilnik (brez povezovanja stikal za vklop), ne pozabite, da morate pri nastavitvi povezati "virtualni" skupni vod zgornjega gonilnika z resnično skupno žico (sicer zgornji gonilnik ne bo imel moči).

Čeprav nisem načrtoval nadaljnjih sprememb pretvornika, je treba opozoriti, da bo prisotnost samo enega vezja za prilagajanje trajanja olajšala vnos tokovne zaščite vanj. To je ločena zanimiva tema in morda se bomo k njej vrnili kasneje ...

Za zaključek tega dodatka naj vas spomnim, da je od rojstva glavni namen pretvornika polnjenje litijevih baterij. Obdarjen je s posebnimi, zelo pomembnimi lastnostmi z uporabo v krogu Rsh ... Za tiste, ki ne razumejo njegovega namena, priporočam, da se še enkrat poglobite v del članka, v katerem je obravnavan.

Če ne uporabljamo Rsh (jumperja), bomo imeli navaden inverter s stabilizacijo napetosti (seveda brez tokovne zaščite...).

Seznam radioelementov

Imenovanje	Vrsta	Denominacija	Količina	Opomba	Trgovina	Moja beležka
	Napajalni gonilnik in MOSFET	IR2153	1			V beležnico
	Referenčna napetost IC	TL431	1			V beležnico
T1, T2	Tranzistor z učinkom polja		2			V beležnico
VD1-VD6	Dioda		6			V beležnico
VD7, VD8	Usmerniška dioda	FR607	2			V beležnico
VD9	Diodni most	RS405L	1			V beležnico
	Optocoupler		1			V beležnico
	Optični gonilnik		2			V beležnico
C1	Kondenzator	3900 pF	1			V beležnico
C2, C3, C10	Kondenzator	0,01 µF	3			V beležnico
C4		100 µF 25 V	1			V beležnico
C5, C6	Kondenzator	1 µF	2			V beležnico
S7, S12	Kondenzator	1000 pF	2			V beležnico
S8, S9	Elektrolitski kondenzator	150 µF 250 V	2			V beležnico
C11	Elektrolitski kondenzator	1000 µF	1			V beležnico
R1	upor	5,1 kOhm	1			V beležnico
R2, R3	upor	1,3 kOhm	2			V beležnico
R4, R5	upor	110 ohmov	2			V beležnico
R6, R7	upor	10 ohmov	2			V beležnico
R8, R9	upor	10 kOhm	2			V beležnico
R10, R15	upor	3,9 kOhm	2	R10 0,5 W.		V beležnico
R11	upor	3 kOhm	1	0,5 W		V beležnico
R12	upor	51 ohmov	1	1 W		V beležnico
R13, R14	upor	100 kOhm	2			V beležnico
R16, R18	upor	1 kOhm	2			V beležnico
R17	upor	7,76 kOhm	1			V beležnico
Rsh	upor	0,1 Ohm ali manj	1			V beležnico
	Transformator		1	Iz računalniškega napajalnika		V beležnico
	Induktor		1			V beležnico
F1	Varovalka	2 A	1			V beležnico
	Glavni oscilator. Možnost št. 2.
	Napajalni gonilnik in MOSFET	IR2153	1			V beležnico
T1, T2	MOSFET tranzistor	2N7002	2			V beležnico
	Optocoupler		1			V beležnico
	Optični gonilnik		2			V beležnico
VD1-VD3	Dioda		3			V beležnico
C1	Kondenzator	2200 pF	1