Разделы

В сети

Пользователей: 125
Из них просматривают:
Аналоги: 43. Видео: 1. Галерея: 1. Даташиты: 21. Инструкции: 9. Новости: 28. Остальное: 1. Программы: 2. Теги: 1. Торрент: 1. Форум: 15. Чат: 2.
Участников: 4
Гостей: 121

an , Google , wolf170571 , Яндекс , далее...
Рекорд 2375 человек онлайн установлен 26.12.2015.

Партнёры


Партнёры

Новые объявления

Для дома и быта

Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры

Написал MACTEP в 21.01.2012 12:00:00 (31389 прочтений)

Преобразователь напряжения 12 - 220Предлагаемое устройство автоматически переходит в режим пониженного собственного потребления энергии от питающей аккумуляторной батареи при снижении тока нагрузки.

Жизнь современного человека тесно связана с электрической сетью переменного тока. Многие люди не могут обходиться без телевизоров, телефонов, компьютеров и различных бытовых электроприборов.




 Поэтому полезно иметь в хозяйстве, особенно в сельской местности, резервный источник электроэнергии, например, двигатель внутреннего сгорания с электрогенератором — бензоэлектрический агрегат Но для постоянного электроснабжения требуется его непрерывная работа, что приведёт к большому расходу бензина. В то же время многие современные электроприборы (энергосберегающие лампы, телевизоры, компьютеры) потребляют небольшую мощность (не больше 100 Вт), поэтому электроснабжение дома или квартиры от постоянно работающего электрогенератора слишком дорого. Для питания бытовых электроприборов целесообразнее использовать преобразователь постоянного напряжения в переменное 220 В, работающий от батареи аккумуляторов большой ёмкости.

Схема преобразователя напряжения 12 - 220В

(Открыть в новой вкладке в увеличенном виде)


Такие устройства, как правило, дороги и, наряду с достоинствами, имеют определённые недостатки. Наиболее широко распространены преобразователи, работающие по принципу высокочастотного преобразования с частотой коммутации несколько десятков килогерц. Их недостаток — сильные помехи радио и телевизионному приёму, они чувствительны к кратковременным перегрузкам, возникающим, например, при включении холодильника или мощной лампы накаливания.
Кроме того, промышленность выпускает низкочастотные преобразователи напряжения, работающие на частоте 50 Гц. Но такие преобразователи мало распространены, дороги и насыщены автоматикой, что затрудняет их ремонт Поэтому радиолюбители самостоятельно конструируют низкочастотные преобразователи по описаниям, опубликованным, например, в [1—3]. Но в них не предусмотрено автоматическое выключение при сильной разрядке аккумуляторной батареи. Кроме того, они имеют низкий КПД при малой нагрузке. По этой причине большинство опубликованных преобразователей рассчитаны на небольшую мощность (до 150 Вт). Если применить более мощный трансформатор, то даже без нагрузки преобразователь будет быстро разряжать аккумуляторную батарею.
Для увеличения КПД предлагаемый преобразователь содержит два повышающих трансформатора разной мощности. Когда потребляемая нагрузкой мощность ниже некоторого предела, используется трансформатор меньшей мощности, в противном случае — более мощный.
Схема предлагаемого преобразователя показана на рисунке. Устройство содержит два узла контроля напряжения питания на транзисторах \Л7 и VT8, стабилизатор напряжения на микросхеме DA1, генератор двух последовательностей импульсов с паузами между ними на микросхеме DA2. двухтактную выходную ступень на транзисторах VT1— VT4 с мощным трансформатором Т2, двухтактную выходную ступень на транзисторах VT5 и VT6 с трансформатором Т1 в десять раз меньшей мощности, узел измерения тока нагрузки на трансформаторе тока ТЗ, диоде VD3 и транзисторе \Л"9.
Для автоматического выключения преобразователя при полной разрядке питающей аккумуляторной батареи использован узел на транзисторе VT7. Если её напряжение больше 10,5 В, транзистор VT7 открыт, реле К1 сработало и через его контакты К 1.1 напряжение питания подаётся на стабилизатор напряжения на микросхеме DA1 и далее на генератор импульсов на микросхеме DA2. При уменьшении напряжения аккумуляторной батареи ниже 10,5 В транзистор VT7 закрывается, контакты К1.1 размыкаются и отключают питание генератора импульсов, в результате чего все коммутирующие транзисторы VT1—VT6 оказываются закрытыми, а преобразователь выключенным. Напряжение выключения регулируется подстроечным резистором R8. Характеристика узла на транзисторе VT7 имеет небольшой гистерезис (из-за того, что напряжение включения электромагнитного реле больше напряжения выключения), который достаточен для практического применения.
Узел контроля напряжения питания собран на транзисторе VT8 по аналогичной схеме, но его порог срабатывания 13 В. Он обеспечивает двухступенную стабилизацию выходного напряжения. Если напряжение питания меньше 13 В, транзистор VT8 закрыт, обмотка реле К2 обесточена, на нагрузку поступает напряжение с полной вторичной обмотки одного из выходных трансформаторов Т1 или Т2 через контакты реле К2.1 или К2.2. В противном случае транзистор VT8 открывается, срабатывает реле К2 и нагрузка подключается к отводу вторичной обмотки трансформатора Т1 или Т2. Выходное напряжение преобразователя изменяется не больше чем на 7,7 % при изменении напряжения питания в пределах 11... 15 В. Это позволяет ему работать от одного из двух источников питания: аккумуляторной батареи 10,5...12 В или бортовой сети автомобиля 14 В.
В устройстве не использована безынерционная защита от превышения тока нагрузки по входу FC микросхемы DA2. Применена обычная плавкая вставка FU1, а коммутирующие транзисторы VT1— VT6 выбраны с запасом по максимально допустимому току.
В режиме холостого хода или при малом токе, потребляемом нагрузкой, напряжения на движке резистора R10 недостаточно для открывания транзистора VT9, обмотка реле КЗ обесточена. Через контакты реле КЗ. 1 и КЗ.2 импульсы с выходов микросхемы DA2 поступают на затворы транзисторов VT5 и VT6. Нагрузка подключена через контакты реле КЗ.З к вторичной обмотке трансформатора Т1. При этом потребляемый преобразователем без нагрузки ток на порядок меньше, чем при работе трансформатора 12.
Если ток нагрузки превышает некоторый предел, регулируемый подстро-ечным резистором R10, транзистор VT9 открывается и подаёт напряжение на обмотку реле КЗ. Через контакты реле К3.1 и КЗ.2 импульсы с выходов микросхемы DA2 подаются на затворы транзисторов VT1—VT4. Контакты реле КЗ.З подключают нагрузку к вторичной обмотке мощного трансформатора Т2.
Выходное напряжение преобразователя имеет форму разделённых паузами разнополярных импульсов с амплитудой примерно 250 В. Его действующее значение — около 190 В. Эти параметры попадают в допустимые пределы питающего напряжения не только для устройств с импульсными блоками питания, но и для бытовых холодильников.
Все детали преобразователя размещены в корпусе из листового алюминия. Транзисторы VT1—VT6 закреплены на корпусе с применением изолирующих прокладок и использованием геплопро-водящей пасты. Через корпус для охлаждения деталей постоянно продувается воздушный поток вентилятора с электродвигателем М1 мощностью 3 Вт.
Трансформаторы Т1 и Т2 должны иметь коэффициент трансформации 20, а трансформатор тока ТЗ — 100, при этом его первичная обмотка при максимальной мощности преобразователя 1 кВт должна быть рассчитана на ток 5 А.
Трансформатор Т1 изготовлен из трансформатора ТС-180 от блока питания лампового телевизора. Все его вторичные обмотки удалены. Первичная обмотка оставлена и использована как основная секция вторичной обмотки (на схеме от конца до отвода). К ней добавлена дополнительная секция из 90 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм (от начала до отвода). Новая первичная обмотка содержит две секции по 40 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,2 мм, намотанных в два провода.
Трансформатор Т2 намотан на статоре асинхронного трёхфазного электродвигателя мощностью 7,5 кВт. Первичная обмотка (I) содержит две секции по 15 витков и намотана алюминиевым проводом АПВ-10 в два провода для обеспечения симметрии. Вторичная обмотка (II) намотана монтажным алюминиевым проводом сечением 2,5 мм2. Она содержит 345 витков с отводом от 45-го витка.
Трансформатор ТЗ изготовлен из выходного трансформатора УЗЧ лампового телевизора. Его анодная обмотка оставлена и использована как вторичная, а другая — удалена. Взамен неё намотана первичная обмотка — 24 витка провода ПЭВ-2 диаметром 1,2 мм. При налаживании преобразователя может потребоваться в небольших пределах изменить коэффициент трансформации трансформаторов Т1 и Т2. Для этого следует намотать дополнительную обмотку из нескольких витков и с учётом фазы последовательно соединить ее со вторичной обмоткой трансформатора. Если включить обмотки синфазно, коэффициент трансформации увеличится, в противном случае — уменьшится.
Все реле должны иметь напряжение срабатывания не более 10 В. Реле К1 — слаботочное, может быть даже герко-новым — коммутируемый контактами ток не превышает 0,1 А при напряжении не более 15 В. Контакты реле К2 и КЗ должны быть рассчитаны на коммутацию переменного напряжения 220 В и тока 5 А. В экземпляре автора применены реле К1 — РЭС-59 (исполнение ХП4.500.020), К2 — V23079-D1003-B301, КЗ —HJQ-18F12VDC-3Z.
Все подстроечные резисторы СПЗ-16. Перед их установкой необходимо проверить исправность подвижной контактной системы.
Перед первым включением питания движок подстроенного резистора R1 устанавливают в любое крайнее положение, движок R8 — в верхнее по схеме положение, движки других подстроенных резисторов — в нижнее.
Вместо аккумуляторной батареи подключают лабораторный источник питания с регулируемым выходным напряжением 10... 13 В и выходным током не менее 10 А. Движком подстроечного резистора R1 устанавливают на выходе микросхемы DA1 напряжение 8...9 В. Показанное на схеме включение этого резистора, по мнению автора, снижает риск появления завышенного напряжения питания микросхемы DA2 при обрывах выводов неподвижных контактов резистора R1. Далее подборкой резистора R2 устанавливают частоту переменного напряжения на выходе преобразователя 50 Гц. После этого снижают напряжение питания до 10,5 В и перемещают движок подстроечного резистора R8 сверху вниз по схеме до отключения реле К1. Затем повышают напряжение питания до 13 В и перемещают движок переменного резистора R9 снизу вверх по схеме до срабатывания реле К2. Наконец, подключают первичную обмотку трансформатора тока ТЗ к источнику переменного тока 0,5...0,6 А и перемещают движок переменного резистора R10 до срабатывания реле К3.


А. СЕРГЕЕВ, г. Сасово Рязанской обл. (Радио, 01 2012г)


ЛИТЕРАТУРА
1. Гореславец А. Преобразователи напряжения на микросхеме КР1211ЕУ1. — Радио, 2001. №5, с. 42,43.
2. Нечаев И. Преобразователь напряжения 12/220 В 50 Гц. - Радио, 2004, № 9, с. 30, 31.
3. Озолин М. Стабилизированный преобразователь 12/220 В. — Радио, 2006, № 12, с. 30,31.

8
 
Комментарии принадлежат их авторам. Мы не несем ответственности за их содержание.
Отправитель Нити
Maximilian
Отправлено: 21.01.2012 15:39  Обновлено: 21.01.2012 15:41
Практикант
Дата регистрации: 02.06.2010
Откуда: г.Кинешма
Сообщений: 9
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Упрощенный UPS - ничего такого...да к тому же отсутствует зарядка аккумулятора.А в сельской местности гораздо актуальней иметь автоматический стабилизатор напряжения на базе ЛАТРа.
an
Отправлено: 21.01.2012 23:13  Обновлено: 21.01.2012 23:13
Администратор
Дата регистрации: 07.08.2008
Откуда: Рыбница
Сообщений: 2505
Пользователь активен!
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Не знаю как работают старые на базе ЛАТРов, но новые AVR громко кланцают и долго переключаются...
В общем не жалейте денег на хорошие стабилизаторы!
Maximilian
Отправлено: 22.01.2012 11:14  Обновлено: 22.01.2012 11:31
Практикант
Дата регистрации: 02.06.2010
Откуда: г.Кинешма
Сообщений: 9
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Ну как же? А ВРЛ ? выпуск 64 ,стр.52 схема простая и надежная - собирал в свое время - не обошлось без накладок,в частности редуктора.Ну щелкания реле свел до минимума путем подгиба контактов - уменьшил время пролета и соответственно инерционность устройства,да клацает практически бесшумно - под кожухом не слышно.
evildesign
Отправлено: 22.01.2012 11:59  Обновлено: 22.01.2012 11:59
Модератор
Дата регистрации: 26.01.2010
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 3375
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
самые лучшие ключевые элементы -IGBT. И никаких реле.
Viif
Отправлено: 24.01.2012 19:50  Обновлено: 24.01.2012 19:50
Сотрудник
Дата регистрации: 04.02.2011
Откуда:
Сообщений: 60
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Все конечно прекрасно, только вот реле... время переключения у них не очень уж. А так все хорошо придумано.
macarena
Отправлено: 24.01.2012 23:16  Обновлено: 24.01.2012 23:16
Главный Технолог
Дата регистрации: 20.02.2010
Откуда: тирасполь
Сообщений: 275
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Првктически все стабилизаторы, что выпускались у нас, были на симисторных ключах, редко на тиристорах.При мощностях от 5КВт,релющки за полдня улетят.
Все зависит от конкретных условий применения и эксплуатации...
SergV
Отправлено: 04.02.2012 9:49  Обновлено: 04.02.2012 9:49
Сотрудник
Дата регистрации: 13.05.2011
Откуда: Ростов-на-Дону
Сообщений: 42
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Скажите пожалуйста, почему с упорством, достойным лучшего применения большинство авторов делает преобразователи именно на 50 Гц? Большая (если уже не вся) часть аппаратуры имеет электронный блок питания. А сделав преобразователь например на 400 Гц можно существенно уменьшить массогабаритные показатели.
T112-10
Отправлено: 04.02.2012 11:56  Обновлено: 04.02.2012 11:56
Технический Директор
Дата регистрации: 17.07.2010
Откуда: Спиртогонск
Сообщений: 2053
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Большинство аппаратуры питается низким напряжением, значит, можно сделать вход для подключения АКБ.
А если в устройстве много питающих напряжений, можно поставить стабилизирующий преобразователь, работающий от 12В, а подключать его уже по обстоятельствам - к АКБ, бортовой сети автомобиля или к сети через нестабилизированный адаптер. Примеры таких конструкций - телевизор Электроника ВЛ-100, осциллограф С1-101, а также все ноутбуки.
KT838A
Отправлено: 10.01.2016 20:47  Обновлено: 10.01.2016 20:47
Старший сотрудник
Дата регистрации: 29.04.2014
Откуда: МП-3-3
Сообщений: 118
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Цитата:
Для увеличения КПД предлагаемый преобразователь содержит два повышающих трансформатора разной мощности. Когда потребляемая нагрузкой мощность
ниже некоторого предела, используется трансформатор меньшей мощности, в
противном случае — более мощный.

Ещё один Кашкар? Маломощный трансформатор, как известно, имеет более низкий КПД, чем мощный. Чтобы ток холостого хода был небольшим, в первичке должно быть достаточно витков.
Переключать транзисторы также нет смысла. Ведь у параллельно соединённых полевиков сопротивление, а значит и потери ниже.
KT315
Отправлено: 22.01.2016 0:03  Обновлено: 22.01.2016 0:03
V.I.P.
Дата регистрации: 24.06.2011
Откуда: Мухосранск
Сообщений: 2027
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
А что за включение VD5, VD6, анодами друг к другу? Видел подобное еще в каких-то схемах. Что оно дает?))
T112-10
Отправлено: 22.01.2016 5:00  Обновлено: 22.01.2016 5:00
Технический Директор
Дата регистрации: 17.07.2010
Откуда: Спиртогонск
Сообщений: 2053
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Двуполярный (двуханодный) стабилитрон. Симметрично ограничивает переменное напряжение с ТТ.
KT315
Отправлено: 22.01.2016 22:07  Обновлено: 22.01.2016 22:07
V.I.P.
Дата регистрации: 24.06.2011
Откуда: Мухосранск
Сообщений: 2027
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Но перед ним нет балластного резистора. 
T112-10
Отправлено: 23.01.2016 3:38  Обновлено: 23.01.2016 3:50
Технический Директор
Дата регистрации: 17.07.2010
Откуда: Спиртогонск
Сообщений: 2053
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
А зачем он там? Ток через стабилитрон равен току нагрузки, делённому на коэффициент трансформации. То есть, балластным резистором служит нагрузка.
Ток в основном идёт через резистор R7, который является датчиком тока - напряжение с него управляет полевиком. А стабилитроны нужны для защиты затвора полевика при перегрузках (например, при пуске мощного электромотора). При нормальном токе нагрузки они закрыты.

К слову, всё это можно было упростить - подключить реле К3 прямо к вторичке ТТ через выпрямитель, параллельно реле - подстроечный резистор.
evildesign
Отправлено: 23.01.2016 11:38  Обновлено: 23.01.2016 11:38
Модератор
Дата регистрации: 26.01.2010
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 3375
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Защита абсолютно неэффективная.  Нагрузка может, например, потреблять большой ток только по одной полуволне. И это не контролируется схемой. К тому же при КЗ на выходе быстродействие защиты недостаточно.
T112-10
Отправлено: 23.01.2016 14:55  Обновлено: 23.01.2016 14:55
Технический Директор
Дата регистрации: 17.07.2010
Откуда: Спиртогонск
Сообщений: 2053
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Дык из защиты там - только плавкая вставка. Реле К3 только переключает трансформаторы и транзисторы.
evildesign
Отправлено: 23.01.2016 16:41  Обновлено: 23.01.2016 16:41
Модератор
Дата регистрации: 26.01.2010
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 3375
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Ааа... Я даже не заметил назначение цепи. Во время работы переключать -это круто.
KT315
Отправлено: 27.01.2016 15:32  Обновлено: 27.01.2016 15:32
V.I.P.
Дата регистрации: 24.06.2011
Откуда: Мухосранск
Сообщений: 2027
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Цитата:
Ток в основном идёт через резистор R7, который является датчиком тока

Разве датчик тока там не трансформатор тока Т3? А зачем R7 - я не знаю...
T112-10
Отправлено: 28.01.2016 5:05  Обновлено: 28.01.2016 5:06
Технический Директор
Дата регистрации: 17.07.2010
Откуда: Спиртогонск
Сообщений: 2053
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Напряжение на этом резисторе управляет полевиком. Поэтому он - датчик тока. А трансформатор тока просто понижает измеряемый ток.
Ты же не будешь утверждать, что трансформатор тока измеряет ток, а амперметр, подключенный к его вторичке - неизвестно зачем?
KT315
Отправлено: 29.01.2016 12:10  Обновлено: 29.01.2016 12:10
V.I.P.
Дата регистрации: 24.06.2011
Откуда: Мухосранск
Сообщений: 2027
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Но трансформатор сам выдаёт напряжение, зачем его этим резистором грузить?
T112-10
Отправлено: 30.01.2016 4:22  Обновлено: 30.01.2016 4:23
Технический Директор
Дата регистрации: 17.07.2010
Откуда: Спиртогонск
Сообщений: 2053
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Без резистора это напряжение зашкалит. Покури матчасть по трансформаторам тока и узнай, почему для ТТ режим ХХ считается аварийным...
KT315
Отправлено: 30.01.2016 11:57  Обновлено: 30.01.2016 11:57
V.I.P.
Дата регистрации: 24.06.2011
Откуда: Мухосранск
Сообщений: 2027
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
Мне мама не разрешает курить  
T112-10
Отправлено: 30.01.2016 17:15  Обновлено: 30.01.2016 17:15
Технический Директор
Дата регистрации: 17.07.2010
Откуда: Спиртогонск
Сообщений: 2053
 Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры
А мы ей не скажем.

Разное

Иногда в телевизоре гетинаксовые платы с печатным монтажом от повышенных температур обугливаются (выгорают).

Интересно

Если на шприц отсоса припоя надеть отрезок силиконовой трубки.

Похожие новости