מטען דופק. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מטען דופק. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מְכוֹנִית. סוללות, מטענים

כדי להטעין מצברים מתנע, חובבי רכב משתמשים במגוון רחב של מכשירים, רובם בנויים באמצעות שנאי רשת מופחת. מכשירים כאלה מאופיינים ביעילות נמוכה יחסית, ממדים ומשקל גדולים. ואם אפשר להגדיל איכשהו את היעילות, אז זה כמעט בלתי אפשרי לשפר את האינדיקטורים האחרים של מכשירים כאלה. אתה יכול לשפר משמעותית את הביצועים של המטען אם אתה בונה אותו על העיקרון של מהפך מתח דופק.

עמדות טעינת דופק המיוצרות בחו"ל (על ידי בוש, טלווין וכו') הן בעלות ביצועים טכניים מצוינים, אך אינן משתלמות עבור רוב הנהגים שלנו. יחד עם זאת, לא כל חובב רדיו יכול להרשות לעצמו לייצר מכשירים כאלה באופן עצמאי, במיוחד אלה שאין להם את הניסיון הדרוש בתחום מעגלי הדופק והקמת מכשירים כאלה.

עם זאת, מטעני דופק לא צריכים להיחשב מורכבים עד כדי כך. כך, ב-[1] מתואר מכשיר רדיו חובבני הבנוי על בסיס ממיר flyback.

היתרון הבלתי מעורער של ממירים כאלה הוא הפשטות היחסית שלהם וממדים קטנים. עם זאת, יש להם גם חסרונות. אחד החמורים שבהם הוא מגנטיזציה של הליבה המגנטית של השנאי, ולכן יש צורך להשתמש בליבה מגנטית בעלת חתך גדול פי 2...2,5 מאשר לממירי push-pull.

בנוסף, עליות מתח על אלמנט המיתוג של ממירי flyback, ככלל, עולים באופן משמעותי על מתח האספקה, מה שמצריך הכנסת מעגלים נוספים של דיכוי וחידוש. הפסדי אנרגיה בהם בולטים ביותר בהספק תפוקה גבוה, לכן משתמשים בממירים חד-מחזוריים ביחידות כוח בעלות הספק שאינו עולה על מאות וואט.

סוללת עופרת חומצה נטענת בדרך כלל באחת משלוש דרכים: מתח קבוע, זרם קבוע ומה שנקרא כלל אמפר-שעה. טעינה במתח יציב היא די פשוטה ליישום, אך היא אינה מבטיחה מאה אחוז שימוש בקיבולת הסוללה. טעינה לפי כלל האמפר-שעה (לפי וודברידג') יכולה להיחשב כשיטה אידיאלית, אך היא אינה בשימוש נרחב בשל מורכבות המעגל.

שיטת הטעינה האופטימלית ביותר היא זרם טעינה יציב. מכשירים המיישמים שיטה זו יכולים להיות מצוידים בקלות ביחידות המאפשרות לך להפוך את תהליך הטעינה לאוטומטי. קבוצת מטענים זו כוללת גם את מה שמתואר להלן.

ההתקן (ראה תרשים) מבוסס על ממיר פולסים של חצי גשר בדחיפה (אינוורטר) על טרנזיסטורים חזקים VT4 ו-VT5, הנשלט על ידי בקר רוחב פולסים DA1 בצד המתח הנמוך. ממירים כאלה, עמידים בפני עליות במתח האספקה ושינויים בהתנגדות העומס, הוכיחו את עצמם בספקי כוח למחשבים מודרניים. מכיוון שבקר PID K1114EU4 [2] מכיל שני מגברי שגיאה, אין צורך במיקרו-מעגלים נוספים כדי לשלוט בזרם הטעינה ובמתח המוצא.

(לחץ להגדלה)

דיודות מהירות גבוהות VD14, VD15 מגנות על צומת האספן של הטרנזיסטורים VT4, VT5 מפני מתח הפוך על סלילה I של השנאי T2 ופורקות את אנרגיית הפליטה חזרה למקור הכוח. דיודות חייבות להיות מינימום זמן הפעלה.

Thermistor R1 מגביל את זרם הטעינה של קבלים C4, C5 כאשר המכשיר מחובר לרשת. כדי לדכא הפרעות מהממיר, נעשה שימוש במסנן קו C1C2C3L1. המעגלים R19R21C12VD8 ו-R20R22C13VD9 משמשים להאצת תהליך סגירת טרנזיסטורי המיתוג על ידי אספקת מתח שלילי למעגל הבסיס שלהם. זה מאפשר לך להפחית את הפסדי המיתוג ולהגביר את היעילות של הממיר.

קבל C8 מונע התעסקות במעגל המגנטי של שנאי T2 עקב הקיבול הלא שווה של הקבלים C4 ו-C5. מעגל R17C11 עוזר להפחית את המשרעת של עליות מתח בפיתול I של שנאי T2.

שנאי T1 מבודד באופן גלווני את המעגלים המשניים מהרשת ומשדר פולסי בקרה למעגל הבסיס של טרנזיסטורי מיתוג. Winding III מספק בקרת זרם פרופורציונלית. השימוש בבידוד שנאים איפשר להפוך את המכשיר לבטוח לתפעול.

מיישר זרם הטעינה מיוצר באמצעות דיודות KD2997A (VD10, VD11), המסוגלות לפעול בתדר פעולה גבוה יחסית של הממיר.

הנגד R25 הוא חיישן זרם. המתח מנגד זה, המופעל על הכניסה הלא-הפוכה של מגבר השגיאה הראשון של הבקר DA1, מושווה למתח בכניסה ההפוכה שלו, שנקבע על ידי הנגד R2 "זרם טעינה". כאשר אות השגיאה משתנה, מחזור העבודה של פעימות הבקרה משתנה, זמן הפתיחה של הטרנזיסטורים הממירים, ולפיכך, ההספק המועבר לעומס.

המתח מהמחלק R23R24, פרופורציונלי למתח על הסוללה הנטענת, מסופק לכניסה הבלתי מתהפכת של מגבר השגיאה השני ומושווה למתח על פני הנגד R5 המופעל על הכניסה ההפוכה של מגבר זה. בדרך זו, מתח המוצא מווסת. זה מאפשר לך להימנע מהרתחה אינטנסיבית של האלקטרוליט בתום הטעינה על ידי הפחתת זרם הטעינה.

לבקר PHI יש מקור מובנה של מתח יציב של 5 V, אשר מפעיל את כל מחלקי המתח הקובעים את ערכי המתח הנדרשים בפלט המכשיר ובזרם הטעינה.

מכיוון שהשבב DA1 מקבל מתח מפלט המכשיר, אין זה מקובל להפחית את מתח המוצא של המכשיר ל-8 V - במקרה זה, ייצוב זרם הטעינה נפסק והוא עלול לחרוג מהערך המרבי המותר. מצבים כאלה מבוטלים על ידי יחידה המורכבת על טרנזיסטור VT3 ודיודת זנר VD12 - היא חוסמת את הפעלת המטען אם הוא עמוס בסוללה פגומה או פרוקה בכבדות (עם emf של פחות מ-9 V). דיודת הזנר, ולפיכך טרנזיסטור הצומת, נשארות סגורות, וכניסת ה-DTC (פין 4) של שבב DA1 נשארת מחוברת דרך הנגד R7 לפלט Uref של מקור מתח הייחוס המובנה (פין 14). במקרה זה, המתח בכניסת DTC הוא לפחות 3 וולט, והיווצרות פולסים אסורה.

כאשר סוללה פועלת מחוברת ליציאה של המכשיר, דיודת הזנר VD12 נפתחת, ולאחריה טרנזיסטור VT3, סוגרת את כניסת ה-DTC של הבקר לחוט המשותף ובכך מאפשרת יצירת פולסים ביציאות C1, C2 (קולט פתוח ). קצב החזרה על הדופק הוא כ-60 קילו-הרץ. לאחר הגברה זרם על ידי טרנזיסטורים VT1, VT2, הם מועברים דרך שנאי T1 לבסיס של טרנזיסטורי מיתוג VT4 ו-VT5. קצב החזרה על הדופק נקבע על ידי האלמנטים R10 ו-C9. זה מחושב באמצעות הנוסחה F=1,1/R10·C9.

דיודות KD257B ניתנות להחלפה ב-RL205, KD2997A באחרות, כולל דיודות Schottky עם מתח הפוך של יותר מ-50 V וזרם מתוקן של יותר מ-20 A, FR155 עם דיודות דופק מהירות FR205, FR305, כמו גם UF4005. לבקר K1114EU4 SHI יש אנלוגים זרים רבים - TL494IN [3], DBL494, GLRS494, IR2M02, KA7500. במקום KT886A-1, מתאימים טרנזיסטורים KT858A, KT858B או KT886B-1.

רובוטריקים הם האלמנטים הקריטיים ועתירי העבודה של כל ממיר פולסים. לא רק המאפיינים של המכשיר, אלא גם הביצועים הכוללים שלו תלויים באיכות הייצור שלהם.

שנאי T1 מלופף על ליבה מגנטית טבעת בגודל סטנדרטי K20x12x6 העשויה מפריט M2000NM. פיתול I מלופף בחוט PEV-2 0,4 באופן שווה לאורך כל הטבעת ומכיל 2x28 סיבובים; פיתולים II ו- IV - 9 סיבובים של תיל PEV-2 0,5. מתפתל III - שני סיבובים של חוט MGTF-0,8. הפיתולים מבודדים זה מזה ומהמעגל המגנטי על ידי שתי שכבות של סרט פלואורפלסטי דק.

שנאי T2 מלופף על ליבה מגנטית משוריינת Ш10x10 העשויה מפריט M2000NM (או, אפילו טוב יותר, M2500HMC); מתאימה גם ליבה מגנטית טבעת בחתך דומה. פיתול I מכיל 35 סיבובים של תיל PEV-2 0,8, ופיתול II מכיל 2x4 סיבובים של צרור עם חתך רוחב של לפחות 4 מ"מ ממספר חוטי PEV-2 או PEL. אם תקררו בכוח את השנאי, ניתן להקטין את חתך הרוחב של הרתמה.

יש לציין כי לא רק האמינות של המכשיר, אלא גם בטיחות פעולתו תלויה באיכות הבידוד המתפתל של שנאים, שכן הוא זה שמבודד את המעגלים המשניים ממתח החשמל. לכן, אין לבצע אותו מחומרים מאולתרים - נייר עטיפה, סרט נייר מכתבים וכדומה - ועוד יותר מכך להזניח אותו, כפי שעושים לפעמים חובבי רדיו חסרי ניסיון. עדיף להשתמש בקלטת פלואורפלסטית דקה או בנייר קבלים העשוי מקבלים במתח גבוה, ולהניח אותו ב-2-3 שכבות.

המכשיר מורכב בקופסת מתכת במידות מתאימות. טרנזיסטורים VT4 ו-VT5 מותקנים על גופי קירור עם שטח פנים של לפחות 100 סמ"ר. דיודות VD2, VD10 מספקות גם גוף קירור נפוץ עם שטח פנים של לפחות 11 סמ"ר. אין להשתמש בקירות קופסת המכשיר, כמו גם בגוף הקירור הכללי עבור דיודות וטרנזיסטורים, כגוף קירור מסיבות של פעולה בטוחה של המטען. ניתן להקטין משמעותית את גודלם של גופי קירור אם ייאלצו לקרר אותם על ידי מאוורר.

כדי להגדיר את הממיר תצטרך LATR, אוסילוסקופ, סוללה עובדת ושני מטרים - מד מתח ומד זרם (עד 20A). אם לרשות חובב רדיו יש שנאי בידוד 220 V x 220 V עם הספק של לפחות 300 W, יש להפעיל את המכשיר דרכו - זה יהיה בטוח יותר לעבוד.

ראשית, דרך נגד מגביל זרם זמני בהתנגדות של 1 אוהם בהספק של 75 וואט לפחות (או מנורת רכב בהספק של 40-60 וואט), מחברים סוללה ליציאת המכשיר ומוודאים שיש מתח חיובי של 5 V במוצא Uret (פין 14) של בקר PHI. חבר אוסילוסקופ ליציאות C1 ו-C2 (פינים 8 ו-11) של הבקר וצפה בפולסי הבקרה. מנוע הנגד R2 מוגדר למצב הנמוך ביותר בהתאם למעגל (זרם טעינה מינימלי) ומתח של 36...48 V מסופק מה-LATR לכניסת הרשת של המכשיר. טרנזיסטורים VT4 ו-VT5 לא אמורים לקבל מאוד חַם. אוסילוסקופ עוקב אחר המתח בין הפולט לקולט של טרנזיסטורים אלה. אם יש עליות בחזית הדופק, עליך להשתמש בדיודות הפועלות מהר יותר VD14, VD15 או ליתר דיוק לבחור אלמנטים R17 ו-C11 של מעגל השיכוך.

יש לזכור שלא כל האוסילוסקופים מאפשרים מדידות במעגלים המחוברים באופן גלווני לרשת. בנוסף, זכרו שחלק מהרכיבים של המכשיר נמצאים במתח רשת - זה לא בטוח!

אם הכל תקין, המתח בכניסת הרשת גדל בהדרגה על ידי LATR ל-220 V ופעולת הטרנזיסטורים VT4, VT5 מנוטרת באמצעות אוסילוסקופ. זרם המוצא לא יעלה על 3 A. על ידי סיבוב המחוון של הנגד R2, ודא שהזרם במוצא המכשיר משתנה בצורה חלקה.

לאחר מכן, הנגד (או המנורה) להגבלת הזרם הזמני מוסר ממעגל המוצא והסוללה מחוברת ישירות לפלט של המכשיר. נגדים R4, R6 נבחרים כך שהמגבלות לשינוי זרם הטעינה על ידי הרגולטור R2 שוות ל-0,5 ו-25 A. מתח המוצא המרבי נקבע ל-15V על ידי בחירת הנגד R5.

כפתור הרגולטור R2 מצויד בסולם מדורג בערכי זרם הטעינה. ניתן לצייד את המכשיר במד זרם. הקופסה וכל חלקי המתכת שאינם נושאי זרם של המטען חייבים להיות מוארקים באופן אמין במהלך פעולתו. לא מומלץ להשאיר מטען תקין לאורך זמן ללא השגחה.

ספרות

Kosenko S. VIPER-100A ומטען "כיס" המבוסס עליו. - רדיו, 2002, מס' 11, עמ'. 30-32.
מיקרו-מעגלים למיתוג ספקי כוח ויישומם. מַדרִיך. - מ.: DODEKA, 1997.
TL493, TL494, TL495 מעגלי בקרה של אפנון רוחב דופק. דפי נתונים - Texas Instruments, 1988. ti.com.

מחבר: V.Sorokoumov, Sergiev Posad

ראה מאמרים אחרים סעיף מְכוֹנִית. סוללות, מטענים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

MSP432 ו-CC3100 עבור האינטרנט של הדברים 23.07.2015

המושג "האינטרנט של הדברים" הופך יותר ויותר פופולרי. מופיעים המכשירים הפשוטים הראשונים המשתמשים באינטרנט לצורך תקשורת. אם המכשירים נמצאים באותו חדר או מפוזרים ברחבי הגלובוס - עבור ה-MSP432 בשילוב עם CC3100 זה לא משנה - הנתונים יועברו והשליטה תתבצע אם יש Wi-Fi בקרבת מקום.

ה-MSP432 היא משפחה חדשה של מיקרו-בקרים בעלי ביצועים גבוהים אך עם הספק נמוך מבית Texas Instruments. ליבת המחשוב החזקה של ARM Cortex M4F, יחד עם צריכת 850nA, משאירה מתחרים רבים מאחור, מה שהופך את הבקר הזה לאידיאלי להטמעת התקני IoT עצמאיים בעלי ביצועים גבוהים. ממיר 14 סיביות אנלוגי לדיגיטלי מאפשר לך לקבל ערכים מדויקים מחיישנים מסוגים שונים, והנוכחות בו זמנית של ממיר LDO וממיר DC/DC מובנה מאפשרת לך לארגן את אספקת החשמל האופטימלית ביותר עבור משימה מסוימת.

מעבד הרשת CC3100 מיישם ערוץ תקשורת אלחוטי - Wi-Fi לפי תקן 802.11 b/g/n עם קצב העברת נתונים מרבי של 16 Mbit/s, כמו גם עם יכולת לארגן את הרשת שלו.

התוצאה של שילוב ה-MSP432 עם ה-CC3100 היא פלטפורמה אוניברסלית רבת עוצמה להטמעת כל מכשיר לארגון העברת נתונים ושליטה באינטרנט.

עוד חדשות מעניינות:

▪ Dell מרחיבה את הטווח

▪ פלפלים ודבורים נגד פילים

▪ מספר החרקים מצטמצם בצורה קטסטרופלית

▪ טרנזיסטורי Infineon P600 7V CoolMOS

▪ משאיות וולוו לנהיגה עצמית לקציר קנה סוכר

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של אתר וידאו אמנות. בחירת מאמרים

▪ מאמר ציווי קטגורי. ביטוי פופולרי

▪ מאמר האם אדם יכול לטבוע בחול טובעני? תשובה מפורטת

▪ המאמר של קסקר. אגדות, טיפוח, שיטות יישום