|
СХЕМЫ---->
Полезная схемотехника. статьи № 1-50
Преобразователь напряжения 12В/220 В 50 Гц
И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Статья автора "Малогабаритный мощный преобразователь напряжения", опубликованная в "Радио" № 2 за 2003 г., вызвала повышенный интерес у наших читателей. В продолжение этой темы автор разработал преобразователь для питания сетевой аппаратуры, описание которого мы предлагаем вашему вниманию.
Преобразователь предназначен для питания радиоэлектронной аппаратуры переменным напряжением 220 В от автономного низковольтного источника постоянного тока, например автомобильной аккумуляторной батареи. Он собран на современных мощных переключательных полевых транзисторах [1] и специализированной микросхеме КР1211ЕУ1 [2]. Именно поэтому устройство весьма экономично, а его габариты определяются в основном размерами повышающего трансформатора.
Схема преобразователя показана на рис. 1.
В узле управления применена микросхема КР1211ЕУ1 (DA2), которая формирует прямоугольные импульсы для полевых транзисторов. Частоту импульсов определяют параметры цепи R4R5C10. Управляющие импульсы формируются так, что между ними существует пауза. Таким образом, исключается возможность протекания сквозного тока через транзисторы и, соответственно, повышается КПД преобразователя. Полевые транзисторы VT1, VT2 коммутируют первичную обмотку повышающего трансформатора Т1. Конденсаторы С11, С12, подключенные параллельно вторичной обмотке, сглаживают форму выходного напряжения.
В устройстве применены полевые транзисторы IRL2505. Их основные па
раметры: сопротивление открытого канала — 0,008 Ом, максимальный ток стока — 104 А (при температуре окружающей среды 25 °С) и 74 А (при температуре 70 °С), максимальный импульсный ток — 360 А, максимальная рассеиваемая мощность — 200 Вт, напряжение сток—исток — 55 В, напряжение затвор—исток — 16 В. Если мощность преобразователя не превышает 350 Вт, транзисторы допустимо не устанавливать на теплоотводы, уменьшив тем самым габариты устройства.
Питают узел управления от стабилизатора напряжения DA1. При включении питания цепь R3C9 обеспечивает запуск микросхемы DA2 с некоторой задержкой, необходимой для окончания переходных процессов. На реле К1 собран узел защиты преобразователя от перегрузки по току. Когда потребляемый ток увеличится сверх установленного уровня, реле сработает и его контакты К1.1 замкнутся. На вход FC микросхемы DA2 поступит высокий уровень, поэтому на ее выходах установится низкий уровень — транзисторы закроются и работа преобразователя прекратится. Для его повторного запуска следует выключить и затем снова включить питание.
Светодиод HL1 индицирует наличие напряжения питания, а неоновая лампа HL2 — напряжения на выходе преобразователя.
Стабилизатор 78L09 допустимо заменить на 78L82 или на отечественные микросхемы КР1157ЕН802А,
КР1157ЕН902А. В устройстве применены конденсаторы: С1— С4 — К50-35, К50-46 или аналогичные импортные; С5—С9 — К53-16 или импортные танталовые; С10 — К10-17а, желательно с малым ТКЕ; С11, С12 — К73-17. Конденсаторы С1—С8 должны иметь выводы минимальной длины. Подстроечный резистор —СП3-19, постоянные — МЛТ, С2-33, светодиод — любой с номинальным током 10...20 мА. В преобразователе следует использовать выключатель, рассчитанный на соответствующий ток, который определяется максимальной мощностью нагрузки.
Токовое реле К1 — самодельное. Его обмотка выполнена медным изолированным проводом диаметром 2 мм, намотанным на оправке диаметром 3...4 мм. Внутрь катушки помещают геркон КЭМ2 (такие применены, например, в реле РЭС44). Приблизительное число витков для тока срабатывания около 10 А — 2. Чувствительность реле можно плавно регулировать, изменяя положение геркона в катушке. После окончательного налаживания геркон фиксируют клеем. Можно также применить реле серии РЭС55. Его не разбирают, а обмотку наматывают поверх корпуса.
Трансформатор Т1 — готовый понижающий сетевой, его мощность, в первую очередь, и определяет мощность всего преобразователя. В качестве обмотки I преобразователя используют две одинаковые вторичные обмотки с номинальным напряжением по 11...12 В, они должны быть рассчитаны на соответствующий ток. Сетевая обмотка
трансформатора в нашем случае будет выходной.
Большинство деталей размещают на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2.
Фольга с противоположной стороны оставлена — она выполняет функцию общего провода, ее соединяют с минусовым выводом источника. Чтобы уменьшить сопротивление печатных проводников силовой части преобразователя, по которым протекает значительный ток, поверх фольги припаивают несколько проводников диаметром 1,2...1,5 мм. Выводы деталей соединяют с общим проводом через круглые отверстия в плате. Белыми квадратными точками показаны места пайки выводов деталей к печатным проводникам. Соединительные проводники должны иметь соответствующее сечение, не менее 1,5...2 мм2. Их следует припаивать ближе к стоковым выводам транзисторов, поскольку они обеспечивают дополнительный отвод тепла.
Налаживание следует начать с установки частоты преобразователя. Для этого первичную обмотку трансформатора временно отсоединяют от плюсовой линии питания, а к одному из выходов микросхемы DA2 подключают осциллограф или частотомер. Подстроечным резистором R4 устанавливают частоту 50 Гц. Затем восстанавливают соединение первичной обмотки трансформатора с плюсовой линией питания. Подбором емкости конденсаторов С11, С12 добиваются формы выходного напряжения, близкой к синусоидальной. Для уменьшения длины и, соответственно, потерь в соединительных проводах плату прикрепляют непосредственно к трансформатору. Преобразователь монтируют в корпусе из изоляционного материала. На боковой стенке размещают выключатель, элементы индикации и розетку XS1, а на ее выводах — резисторы R6, R7 и конденсаторы С11, С12.
Радио 2004 №9
ЛИТЕРАТУРА
1. Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы International Rectifier. — Радио, 2001, № 5, с. 45.
2. Гореславец А. Преобразователи напряжения на микросхеме КР1211ЕУ1. — Радио, 2001, № 5, с. 42, 43.
|
