|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bộ chuyển đổi điện áp tụ điện với phép nhân hiện tại
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ chuyển đổi điện áp, bộ chỉnh lưu, bộ biến tần Trong nỗ lực giảm kích thước của thiết bị vô tuyến đang được thiết kế, những người nghiệp dư vô tuyến rất chú ý đến việc thu nhỏ nguồn điện. Vấn đề này thường được giải quyết bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi điện áp xung. Trong khi đó, tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực linh kiện điện tử giúp tạo ra các bộ nguồn cỡ nhỏ hoạt động theo nguyên lý được gọi là “máy biến áp”, nhưng không chứa máy biến áp. Sự đơn giản tương đối của thiết kế và sự sẵn có của các thành phần khiến chúng trở nên hấp dẫn đối với những người phát thanh nghiệp dư. Ở các bộ nguồn mạng điện năng thấp, phiên bản không biến áp với tụ điện thường được sử dụng [1]. Nhược điểm của thiết bị như vậy là dòng điện tiêu thụ từ mạng xấp xỉ bằng dòng điện đầu ra và khi công suất đầu ra tăng, nó sẽ trở nên rất lớn, mặc dù về bản chất nó chủ yếu là phản ứng. Đồng thời, trong các khối máy biến áp, các dòng điện này được kết nối bằng một tỷ số biến đổi. Về vấn đề này, theo ý kiến của chúng tôi, nguồn cung cấp điện bằng tụ điện hoạt động theo nguyên lý “máy biến áp” có vẻ phù hợp. Lần đầu tiên, một giải pháp kỹ thuật như vậy được đề xuất bởi L. M. Braslavsky từ Viện Kỹ thuật Điện Novosibirsk vào năm 1972, khi ông nộp đơn xin cấp phát minh. Hóa ra nó nguyên bản và khó thấy đối với các chuyên gia đến mức VNIIGPE đã tiến hành thẩm định đơn trong suốt sáu năm và chỉ đến năm 1978 mới cấp được chứng chỉ tác giả. Sau đó, các giải pháp khác đã được cấp bằng sáng chế giúp có thể triển khai các nguồn cung cấp điện bằng tụ điện với nhiều điện áp đầu ra [2] và độ ổn định của chúng. Các giải pháp này có nhiều điểm chung với các thiết bị sử dụng tụ điện chuyển mạch, khá phổ biến trong thiết kế mạch nước ngoài [3]. Sự phát triển hơn nữa của hướng này ở nước ta cần coi bộ chuyển đổi AC-DC có giảm điện áp [4]. Một sơ đồ đơn giản của một thiết bị như vậy được hiển thị trong Hình. 1. Nguyên tắc hoạt động của nó như sau. Tại thời điểm ban đầu, dãy tụ C1 - Cn (cùng công suất) của thiết bị bị phóng điện. Với nửa sóng dương của điện áp nguồn, điốt VD1, VD6-VD8 và VD2 mở và điốt VD3-VD5...VDn đóng. Trong trường hợp này, tất cả các tụ điện của khối được mắc nối tiếp và được sạc bằng điện áp nguồn đến giá trị biên độ của nó. Hơn nữa, điện áp trên mỗi N tụ, do điện dung của chúng bằng nhau nên nhỏ hơn N lần so với biên độ điện áp của mạng và điện dung tương đương mắc vào mạng cũng nhỏ hơn N lần so với điện dung của một tụ. .
Trong nửa sau của nửa chu kỳ dương, các điốt VD1, VD6-VD8 và VD2 đóng lại và điện tích do chúng tích lũy được lưu trữ trên các tụ điện. Trong nửa chu kỳ âm, điốt VD1 và VD2 đóng lại, do đó bộ tụ điện bị ngắt khỏi mạng. Tại thời điểm này, có thể kết nối tải điện áp thấp Rн với đầu ra của thiết bị bằng cách đóng các tiếp điểm của công tắc điện tử S1. Bây giờ, điốt VD3-VDn, VD9-VD11 mở và tất cả các tụ điện tích điện được kết nối song song với tải điện áp thấp, điều này giúp có thể thu được từ thiết bị giá trị trung bình của dòng phóng điện cao hơn đáng kể so với dòng sạc. Do đó, thiết bị giảm điện áp đồng thời tăng dòng điện đầu ra. Vì trong nửa đầu năng lượng của nửa chu kỳ được tích lũy trên các tụ điện và được giải phóng trong nửa sau nên hoạt động của bộ tụ điện rõ ràng có bản chất là kéo đẩy. Để làm phẳng các gợn sóng và tăng giá trị dòng điện trung bình, điện dung của tụ lọc Cf phải đủ lớn hoặc phải sử dụng một bộ tụ điện tương tự khác, hoạt động ở cùng tải, nhưng ngược pha với tụ đầu tiên. Trong thiết bị đang được xem xét, các tiếp điểm của công tắc S1 được đóng ở tần số của mạng cung cấp, điều này làm giảm đáng kể tổn thất chuyển mạch trên chúng so với nguồn điện chuyển mạch và ngoài ra, không áp đặt các yêu cầu về hiệu suất đối với điốt. Tuy nhiên, các yêu cầu về điện áp ngược vẫn còn. Vì vậy, ví dụ, điốt VD1, VD2, VD3 - VDn và VD9 - VD11 phải có điện áp ngược cao hơn điện áp biên độ của mạng và dòng điện trung bình nhỏ hơn 2N lần so với dòng điện đầu ra. Tất cả các điốt khác có thể có điện áp ngược nhỏ hơn N lần so với điện áp nguồn có biên độ. Nhược điểm của thiết bị là thiếu khả năng cách ly điện với mạng và điện áp hoạt động cao của bóng bán dẫn, hoạt động như một công tắc điện tử S1. Nhưng khả năng sử dụng tụ điện oxit điện áp thấp cỡ nhỏ và bóng bán dẫn điện áp cao hiện đại đảm bảo rằng đặc tính công suất của nguồn điện tụ điện có thể so sánh được với các bộ chuyển mạch và khiến việc sử dụng chúng trở nên hứa hẹn cho nhiều ứng dụng. Dựa trên những ý tưởng này, một bộ sạc hoàn toàn không biến áp có công suất 150 W đã được thiết kế, khối lượng của nó không vượt quá 1 kg. Nó cho phép bạn thực hiện "huấn luyện" pin - một chế độ trong đó pin được sạc trong một nửa chu kỳ của điện áp nguồn và sau đó phóng điện tới điện trở chấn lưu với dòng điện thấp hơn. Bộ chuyển đổi điện áp tụ điện được mô tả được thiết kế để sạc ắc quy ô tô có công suất lên tới 70 Ah, do đó dòng điện đầu ra trung bình tối đa của thiết bị phải là 7 A. Giá trị này phù hợp với giới hạn của thành phần biến đổi ở mức 20 ...30% điện áp định mức cho tụ oxit được sử dụng. Sơ đồ nguyên lý của thiết bị được hiển thị trong Hình. 2. Diode chỉnh lưu VD38, tụ điện C13 và điốt zener VD39, VD40 tạo thành điện áp nguồn của bộ điều khiển, có chức năng đồng bộ hóa hoạt động của các tranzito chuyển mạch VT2 và VT3 với cực tính của điện áp mạng và ổn định dòng điện đầu ra.
Thiết bị hoạt động như sau. Với nửa sóng dương của điện áp nguồn, khối tụ C1 - C12 và tụ điện lưu trữ nguồn C13 được tích điện. Khi nửa sóng âm, đèn LED của bộ ghép quang U1 sẽ bật và bóng bán dẫn quang của nó mở ra sẽ tắt điểm nối bộ phát của bóng bán dẫn VT1. Transitor VT1 đóng và thông qua điện trở R5, kết nối đầu vào không đảo của op-amp DA1 với đầu ra của khối tụ điện. Op-amp tự chuyển mạch và mở các bóng bán dẫn VT3, VT2 và đèn LED của bộ ghép quang U2. Op-amp DA1 hoạt động ở chế độ so sánh, do đó tín hiệu đầu ra của nó chỉ có thể nhận hai giá trị - gần với điện áp nguồn và gần bằng 3. Nếu điện áp ở đầu vào đảo của nó lớn hơn ở đầu vào không đảo, điện áp đầu ra sẽ gần bằng 3 và bóng bán dẫn VT10 sẽ ở trạng thái tắt. Mặt khác, điện áp ở đầu ra của op-amp gần với điện áp cung cấp, bóng bán dẫn VT2 mở và thông qua điện trở R2 - bóng bán dẫn VTXNUMX và bộ ghép quang UXNUMX. Tín hiệu đầu vào để ổn định dòng điện đầu ra là điện áp trên tụ điện. Nó liên quan đến điện tích theo các mối quan hệ đã biết: U=CQ và dU/dt=CdQ/dt=CI. Do đó, sự thay đổi điện áp trên khối tụ điện (mức giảm của nó) tỷ lệ thuận với điện tích cung cấp cho tải, do đó, bằng cách ổn định điện tích do khối tụ điện cung cấp trong một chu kỳ phóng điện, thiết bị sẽ ổn định dòng điện đầu ra. Giá trị của nó được điều chỉnh bởi điện trở R7. Sau khi đóng bóng bán dẫn VT1, điện áp từ khối tụ điện được cung cấp cho đầu vào không đảo của op-amp DA1 và được so sánh với điện áp tiêu chuẩn được cung cấp cho đầu vào đảo ngược từ bộ chia R6-R8. Khi điện áp trên khối tụ điện trở nên nhỏ hơn điện áp mẫu, op-amp DA1 chuyển sang trạng thái 3 và đóng bóng bán dẫn VT2, và thông qua nó (và tải thiết bị) - photodinistor của bộ ghép quang UXNUMX. Nếu vì lý do nào đó, điện áp trên bộ tụ điện không giảm đến mức mẫu (tức là điện tích được xác định bởi vị trí của thanh trượt điện trở R7 chưa được chuyển sang tải) và thời gian quy định để phóng điện đã hết, thì thiết bị sẽ hoạt động để ngăn điện áp nguồn đạt đến đầu ra. Thiết bị được tổ chức như thế này. Điện áp của nửa sóng âm của mạng giảm cho đến khi đèn LED của bộ ghép quang U1 tắt và do đó, bóng bán dẫn quang của nó đóng lại. Điều này dẫn đến việc mở bóng bán dẫn VT1, ngắt mạch đầu vào không đảo và bộ so sánh chuyển mạch DA1, và kết quả là đóng các bóng bán dẫn VT3, VT2 ngay cả trước khi xuất hiện nửa sóng dương của điện áp nguồn. Do đó, xảy ra sự đồng bộ cưỡng bức của bộ ổn định dòng điện với cực tính của điện áp mạng. Bộ ghép quang U2 chỉ cần thiết như một tính năng an toàn và có thể không có trong bộ nguồn tích hợp. Việc sạc pin mất tương đối nhiều thời gian và cần phải kiểm soát một chút. Do đó, thiết bị cung cấp khả năng tự động tắt pin đang sạc khi điện áp là 14,2...14,4 V. Chức năng của phần tử ngưỡng để tắt pin đã sạc đầy được thực hiện bởi rơle điện từ K1 (RES10), được kích hoạt ở điện áp khoảng 10,5 V. Rơle được kết nối với các đầu ra X2 và X3 thông qua điện trở điều chỉnh dây R11. Điện trở này cùng với tụ điện C14 tạo thành một bộ lọc triệt tiêu thành phần xoay chiều của điện áp sạc xung, nhưng bỏ qua thành phần trực tiếp tăng chậm của điện áp pin. Do đó, khi đạt đến điện áp ngưỡng, rơle K1 được kích hoạt và sử dụng các tiếp điểm mở K1.1 để tắt nguồn cấp cho bộ tụ điện và hệ thống điều khiển. Bản thân cuộn dây rơle vẫn ở dưới điện áp của pin đang được sạc và do có hiện tượng trễ, nó sẽ tắt khi điện áp giảm xuống 11,8 V. Sau đó, pin sẽ tự động được sạc lại. Việc bật/tắt chế độ tự động kết thúc sạc được thực hiện bằng công tắc SA2. Việc sử dụng rơle dòng RES10 là do mức tiêu thụ dòng điện thấp và do đó dòng xả pin thấp ở chế độ dừng sạc. Các tiếp điểm công suất thấp của rơle được sử dụng cũng phản ánh các tính năng của thiết bị được mô tả liên quan đến tính chất điện dung của tải. Do đó, mạch cấp nguồn của bộ tụ điện bị đứt mà không phát ra tia lửa điện. Việc sử dụng hai cầu chì nguồn điện (FU1, FU2) và công tắc hai phần SA1 có liên quan đến việc tăng yêu cầu về an toàn điện do thiếu cách ly điện của thiết bị với nguồn điện. Hình dáng bên ngoài và một số đặc điểm thiết kế của bộ sạc không biến áp được minh họa trong hình. 3. Thân thiết bị được làm bằng hai tấm nhôm hình chữ U được kết nối bằng ốc vít. Trên bức tường phía trước của nó có đèn báo nguồn điện (HL1), ampe kế PA1 để theo dõi dòng sạc và ổ cắm đầu ra X2, X3. Các công tắc SA1, SA2 (công tắc bật tắt), điện trở cắt R7, R11 và cầu chì nguồn điện được đặt ở thành sau của vỏ. Việc bố trí các điện trở cắt ở đó là do có hệ thống ổn định dòng sạc nên khi vận hành trong gara, bạn chỉ cần đặt giá trị dòng sạc và điểm kết thúc ngưỡng sạc một lần trước khi bắt đầu vận hành.
Bộ ghép quang U2 và bóng bán dẫn mạnh VT3 được lắp đặt ở phần trên của vỏ, có lỗ thông gió. Diện tích làm mát của bộ tản nhiệt của chúng là khoảng 20 cm 2 . Các tản nhiệt được cố định vào thân máy bằng vít có ống lót cách điện và vòng đệm bằng nhựa. Bộ tụ điện điốt được lắp ráp trên một bảng mạch in làm bằng sợi thủy tinh lá mỏng một mặt, được gắn trên các giá đỡ bên trong vỏ. Tất cả các bộ phận của hệ thống điều khiển bộ sạc được gắn trên bảng thứ hai, nằm dưới bộ tụ điện. Trong khối tụ điện, có thể sử dụng bất kỳ tụ oxit nào, nhưng tốt nhất là một loại. Nếu sử dụng tụ điện nhập khẩu, kích thước của bộ phận này có thể giảm đáng kể. Các điốt của khối cũng có thể là bất kỳ, được thiết kế cho cùng một dòng điện và điện áp ngược - thậm chí các điốt D226B và D7Zh cũng phù hợp, nhưng kích thước của khối và trọng lượng của nó sẽ tăng lên đáng kể. Chúng tôi sẽ thay thế bộ ghép quang TO325-12,5-4 bằng TO125-10 hoặc TO125-12,5 ít nhất là loại 4. Thay vì KP706B (VT3), có thể sử dụng các bóng bán dẫn hiệu ứng trường tương tự trong nước hoặc IGBT nhập khẩu cho cùng dòng điện và điện áp, tốt nhất là có điện trở kênh tối thiểu. Khi chọn rơle điện từ (K1), cần tính đến điện áp định mức trên bảng tên cao hơn khoảng 1,5...1,7 lần so với điện áp hoạt động và điện áp hoạt động có thể hơi khác ngay cả đối với rơle từ cùng một lô . Có thể sử dụng rơle RES9, RES22, RES32 và các loại khác có mức tiêu thụ dòng điện đủ thấp cho điện áp hoạt động trong khoảng 8...12 V. Trong trường hợp này, có thể cần phải chọn điện trở R11 và tụ điện C14 nhằm triệt tiêu hiệu quả thành phần thay đổi và ngăn chặn hiện tượng "nảy" của các tiếp điểm rơle và cảnh báo sai. Chỉ điều chỉnh thiết bị nếu có cầu chì chính. Trước khi bật lần đầu tiên, hãy nhớ kiểm tra việc lắp đặt và kết nối đúng cách, vì lỗi có thể dẫn đến hỏng hầu hết các bộ phận và thậm chí là nổ tụ điện. Là một chính sách bảo hiểm, bộ ngưng tụ có thể được bọc bằng một hộp làm bằng bìa cứng hoặc ván ép dày. Một thiết bị được lắp ráp chính xác sẽ bắt đầu hoạt động ngay lập tức. Về cơ bản, bạn sẽ chỉ cần lựa chọn điện trở R6 và R8 để điều chỉnh phạm vi điều chỉnh dòng sạc. Để thực hiện việc này, hãy kết nối pin đã xả với đầu ra của thiết bị và sử dụng lựa chọn các điện trở R6 và R8, đặt phạm vi điều chỉnh dòng sạc bằng ampe kế PA1 với điện trở R7. Nếu ở vị trí ban đầu trên thanh trượt của điện trở R7 có dòng điện khác 8 thì bạn cần giảm điện trở của điện trở R7. Nếu dòng sạc bằng 7 ở vị trí cực trị của thanh trượt R6 thì điện trở của điện trở này sẽ tăng lên. Tiếp theo, đặt thanh trượt của điện trở RXNUMX về vị trí cuối cùng. Nếu bây giờ dòng sạc nhỏ hơn mức tối đa thì điện trở của điện trở RXNUMX sẽ phải giảm, nếu vượt quá thì phải tăng lên. Sau đó, đặt công tắc SA2 sang vị trí “Chế độ thủ công”, sạc đầy pin, theo dõi điện áp trên pin bằng vôn kế DC. Sau đó ngắt kết nối thiết bị khỏi mạng, di chuyển công tắc bật tắt SA2 sang chế độ “Tự động” và thanh trượt điện trở R11 về vị trí điện trở tối đa. Kết nối lại thiết bị với mạng và bằng cách giảm điện trở của điện trở R11, rơle K1 hoạt động rõ ràng - thiết bị đã sẵn sàng hoạt động. Khi thiết lập và vận hành bộ sạc, bạn phải nhớ rằng không có cách ly điện với nguồn điện. Do đó, bạn chỉ có thể kết nối và ngắt kết nối nó khỏi pin khi ngắt kết nối dây nguồn khỏi nguồn điện. Bộ sạc được mô tả là một trong những ví dụ cụ thể về việc sử dụng bộ chuyển đổi điện áp bằng tụ điện. Trong các trường hợp khác, phải lưu ý rằng giá trị hiệu dụng của điện áp đầu ra của nó là khoảng 12 V và biên độ gần 24 V. Vì vậy, để cấp nguồn cho các thiết bị điện tử, tốt hơn nên sử dụng hai khối tụ điện, một trong đó hoạt động từ điện áp dương và thứ hai từ điện áp nguồn nửa sóng âm. Đầu ra của cả hai khối phải được kết hợp và hoạt động trên một tải chung. Bản thân các khối gần như giống hệt nhau. Chúng chỉ khác nhau ở cách kết nối với các dây mạng mang dòng điện: trong đó khối đầu tiên được kết nối bằng cực âm diode, khối thứ hai được kết nối bằng cực dương. Điều này giúp có thể đạt được công suất đầu ra lớn hơn với việc giảm đáng kể điện dung của tụ lọc. Điện áp đầu ra của thiết bị được mô tả được xác định bởi số lượng tụ điện trong pin và ở mức điện áp thấp hơn có thể được đặt theo mức tăng khá nhỏ. Đầu ra của bộ chuyển đổi được mô tả chính thức có thể được coi là không được kết nối với mạng, vì trong một nửa chu kỳ của mạng, bóng bán dẫn VT3 và bộ ghép quang U2 đóng và trong nửa chu kỳ còn lại, các điốt VD3 và VD4 đóng. Tuy nhiên, bạn không thể cho rằng việc chạm vào các đầu ra là an toàn. Bất kỳ yếu tố nào được đề cập ở trên đều có thể bị lỗi, điều này sẽ không đáng chú ý từ quan điểm hoạt động của bộ chuyển đổi, nhưng một trong các dây đầu ra sẽ được kết nối với mạng. Do đó, bạn không cần phải cài đặt, chẳng hạn như diode VD4 và bộ ghép quang U2 - thiết bị sẽ hoạt động bình thường nếu không có chúng. Về ổn định dòng điện đầu ra. Dòng điện ra bị tắt lúc điện áp trên khối tụ giảm đến giá trị do điện trở R7 chỉ định, đồng thời điện áp ban đầu trên khối tỉ lệ thuận với điện áp mạng. Như các tác giả đã chỉ ra, dòng điện đầu ra tỷ lệ thuận với chênh lệch giữa các điện áp này, do đó sự ổn định của nó chỉ xảy ra khi tải thay đổi. Sự dao động của điện áp đường dây ảnh hưởng đến dòng điện đầu ra, với sự thay đổi tương đối của dòng điện đầu ra xấp xỉ gấp đôi sự thay đổi tương đối của điện áp đường dây. Thiết bị rơle được các tác giả đề xuất để tắt bộ chuyển đổi tại thời điểm sạc pin không thể có độ trễ điện áp hẹp như đã chỉ ra trong bài viết, vì đối với rơle RES-10, dòng điện giải phóng nhỏ hơn khoảng bảy lần so với dòng điện dòng điện hoạt động. Để đạt được độ trễ cần thiết, cần sử dụng rơle có số lượng tiếp điểm lớn. Khi được kích hoạt, nó phải đưa vào một điện trở thay đổi bổ sung nối tiếp với R11, thiết lập điện áp giải phóng rơle. Văn chương
Tác giả: N. Kazakov, A. Petrov, Volgograd
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Cơ chế lão hóa của hệ thống miễn dịch đã được phát hiện ▪ Máy đo độ cao MS5611 và MS5607 ▪ Thẻ ngân hàng sẽ bị mất dải từ ▪ Camera IP Dome mới của Panasonic ▪ Phụ nữ bận rộn vẫn khỏe mạnh
▪ phần video nghệ thuật của trang web. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Famusov. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Màu sắc là gì? đáp án chi tiết ▪ bài viết Phó chủ nhiệm Khoa. Mô tả công việc ▪ bài báo Máy dò kim loại đơn giản. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài báo Xoa đồng xu vào tay. tiêu điểm bí mật
Nhận xét về bài viết: Alexey Tôi không hiểu một điều, trong mạch có 12 tụ điện 2200 mf ở điện áp 25 volt, nếu đặt 2200 mf ở điện áp 35 volt thì 10 tụ. Và nếu đó là 50 volt, thì bạn có thể giới hạn ở mức 8 không? Tôi hiểu chính xác?
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này