Преобразователь постоянного напряжения в переменное

Рассказать в:

                                      Преобразователь постоянного напряжения в переменное

Очень часто возникает необхо­димость автономного питания по­требителей. Иногда такая необхо­димость появляется, если потреби­тель требует питания с частотой от­личной, чем частота сети (как ниже, так выше частоты сети). На­пример, необходимо уменьшить частоту вращения однофазного двигателя или увеличить, для это­го нужно изменять выходную час­тоту преобразователя. Причем на­пряжение питания потребителя может быть различным. 36 В, 42 В, 127 В, 220 В Питание самого пре­образователя может быть также различным. Это аккумуляторы 12 В, 24 В, сеть с частотой 50 Гц.

Для питания таких потребите­лей и был разработан преобразо­ватель. Схема преобразователя показана на рис. 1. 

Преобразователь постоянного напряжения в переменное

Задающий ге­нератор выполнен на микросхеме da1. Частота его колебаний регу­лируется переменным резистором r2. Включение диода vd1 позво­лило в широких пределах изменять скважность (отношение периода колебаний к длительности импуль­са), причем длительность импуль­са остается постоянной и равной 750 мксек. Это необходимо для того, чтобы силовые ключи не ока­зались открытыми одновременно. Увеличивая r1, это время можно пропорционально увеличивать. На микросхеме dd1.1 выполнен дели­тель частоты на 2. С помощью d- триггера dd1.2 получаем двухфаз­ную импульсную последователь­ность, задержанную относительно исходной, так как тактовый вход dd1.2 питается через инвертор dd2.1. Таким образом, состояние триггера dd1.2 изменяется по спа­ду тактовых импульсов а не фрон­тов, чем и достигается задержка, равная длительности тактового им­пульса. Из прямых и инверсных вы­ходных сигналов триггеров dd1.1 и dd1.2 логические элементы dd2.2, dd2.3 формируют импульсы управ­ления силовыми ключами преобра­зователя. Узлы силовых ключей выполнены по одинаковой схеме. Для раскачки выходных полевых транзисторов использованы тайме­ры da2, da3, работающие в режи­ме инвертирующих триггеров Шмитта. Они позволяют получить импульсы тока затвора транзисто­ров с амплитудой до 200 мА, что гарантирует быстрое переключе­ние транзисторов.

Микросхемы da2, da4 питают­ся с помощью "бустрепного" спосо­ба питания. Он позволяет не ис­пользовать отдельный источник питания для питания микросхем da2, da4. Для развязки "верхнего" и "нижнего" ключей используются оптроны. В качестве силовых клю­чей использованы транзисторы igbt. Эти транзисторы имеют ма­лое падение напряжения в откры­том состоянии, заметно меньшее, чем в силовом полевом транзисто­ре. Уменьшение этого напряжения приводит к пропорциональному снижению мощности, рассеиваемой транзистором, и повышению общего КПД преобразователя.

Рассмотрим работу силовых це­пей преобразователя. Питается преобразователь от источника по­стоянного тока Е. В каждом конк­ретном случае это может быть ак­кумулятор 12 В, 24 В, 36 В или вып­рямитель сетевого напряжения. Силовые транзисторы выдержива­ют напряжение 600 В. В соответ­ствии с питающим напряжением и выбирают трансформатор напря­жения tv1. Для выходного напря­жения частотой 200 Гц, 400 Гц вы­бирают трансформаторы, которые могут работать на этой частоте. Цепи управления питаются от на­пряжения 12 В. Пусть на выходе логического элемента dd2.2 будет высокий уровень "1". В этом случае светодиод оптрона u1 не светит, на входе da2 высокий уровень, а на выходе низкий уровень "0". Транзи­стор vt1 закрыт. На выходе инвер­тирующего триггера da5 также низкий уровень. Транзистор vt4 также закрыт. В это же самое вре­мя на выходе логического элемен­та dd2.3 присутствует низкий уро­вень "0". Это приводит к свечению светодиода оптрона u2, а также к открытию силовых транзисторов vt2, vt3. Ток от источника питания Е проходит через транзисторы vt2, vt3 и первичную обмотку транс­форматора напряжения tv1. Через лоловину периода уровни напряже­ний на выходах логических элемен­тов dd2.2, dd2 3 изменяются на противоположные. Это приводит к закрытию транзисторов vt2, vt3 и открытию vt1, vt4. Ток от источ­ника напряжения Е проходит через транзисторы vt1, vt4 и обмотку трансформатора tv1. Но ток через обмотку tv1 идет в противополож­ном направлении На втооичной обмотке трансформатора получа­ется переменное напряжение тре­буемой частоты. Коэффициент трансформации трансформатора tv1 выбирают в соответствии с пи­тающим напряжением Е и требуе­мым выходным напряжением.

Диоды vd4 .vd7 устанавлива­ются в том случае, когда силовые транзисторы vt1...vt4 не имеют внутреннего диода. Мощность пре­образователя зависит от типа при­мененных силовых транзисторов. Полевые транзисторы, а также igbt транзисторы можно ставить параллельно для увеличения мощ­ности. Например, полевые транзи­сторы irfps37n50a позволяют коммутировать ток 37 А и выдер­живают напряжение между исто­ком и стоком до 1000 В.

Вячеслав Калашник

 Виталий Черников

г. Воронеж


Раздел: [Источники питания (прочие полезные конструкции)]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:


Наше сообщество в VK, а ты с нами? Присоединяйся!!!
Тясячи схем в категориях:
-> Прочее
-> Измерительная техника
-> Приборы
-> Схемыэлектрооборудования
-> Источники питания (прочие полезные конструкции)
-> Теоретические материалы
-> Справочные материалы
-> Устройства на микроконтроллерах
-> Зарядные устройства (для батареек)
-> Зарядные устройства (для авто)
-> Преобразователи напряжения (инверторы)
-> Все для кулера (Вентилятора)
-> Радиомикрофоны, жучки
-> Металоискатели
-> Регуляторы мощности
-> Охрана (Сигнализация)
-> Управление освещением
-> Таймеры (влажность, давление)
-> Трансиверы и радиостанции
-> Конструкции для дома
-> Конструкции простой сложности
-> Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах
-> Конструкции средней сложности
-> Стабилизаторы
-> Усилители мощности низкой частоты (на транзисторах)
-> Блоки питания (импульсные)
-> Усилители мощности высокой частоты
-> Приспособления для пайки и конструирования плат
-> Термометры
-> Борт. сеть
-> Измерительные приборы (тахометр, вольтметр итд)
-> Железо
-> Паяльники ипаяльные станции
-> Радиопередатчики
-> Вспомогательные устройства
-> Телевизионная техника
-> Регуляторы тембра, громкости
-> Блоки питания (лабораторные)
-> Усилители мощности низкой частоты (на микросхемах)
-> Другие устройства для усилителей
-> Cветовое оформление новогодней ёлки или праздничного зала
-> Глушилки
-> Телефонные жуки
-> Инфракрасная техника
-> Медицинская техника
-> Телефония
-> Для животного мира
-> Конструируем усилители
-> Антенны и усилители к ним
-> Звонки
-> Электронные игрушки
-> Усилители мощности низкой частоты (ламповые)
-> Управление двигателями (питание от однофазной сети)
-> Программаторы микроконтроллеров
-> Сверлилки
-> Изучаем микроконтроллеры
-> Радиоприемники
-> Сигнализации
-> Сотовая связь
-> USB-устройства
-> Блоки питания (трансформаторные)
-> Радиостанции простые в изготовлении
-> Источники питания (для усилителей)
-> Прочеее
-> защита от короткого замыкания (электронные предохранители)
-> Зарядные устройства (для радиостанций)
-> Мигалки
-> Cварочное оборудование
-> Кодовые электронные замки
-> Блоки питания (бестрансформаторные)
-> Часы
-> Управление поворотниками
-> Зажигание
-> Управление водой (насосы для скважин или колодцев, полив растений)
-> Моделирование
-> Блоки управления стеклоочистителями
-> Предварительные усилители
-> Защита от перегрузки и перегрева
-> Динамики
-> Ремонт бытовой техники
-> Дистанционное управление компьютером
-> Акустические микрофоны и преобразователи
-> Спутниковое ТВ
-> Gsm антенны, примочки, усилители, ретрансляторы.
-> Пищалки
-> Роботы
-> Ретрансляторы
-> Паяльники и паяльные станции
-> Звуковые сигнализаторы
-> Рули и джойстики
-> Схемы электрооборудования
-> Все для "кулера" (Вентилятора)
-> Работа с BGA микросхемами
-> Фильтры
-> Сабвуферы
Рейтинг@Mail.ru