脉冲充电器。方案、说明

脉冲充电器。无线电电子电气工程百科全书

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该器件基于强大的晶体管 VT4 和 VT5 上的推挽半桥脉冲转换器（逆变器），由低压侧的脉冲宽度控制器 DA1 控制。这种转换器能够抵抗电源电压的增加和负载电阻的变化，已经在现代计算机的电源中证明了自己的能力。由于K1114EU4 SHI控制器包含两个误差放大器，因此不需要额外的微电路来控制充电电流和输出电压。

（点击放大）

高速二极管VD14、VD15保护晶体管VT4、VT5的集电极结免受变压器T2的I绕组上的反向电压的影响，并将发射能量转移回电源。二极管必须有最短导通时间。

当设备连接到网络时，热敏电阻 R9 限制电容器 C7、C8 的充电电流。电源滤波器C1、C2、C5、L1用于抑制来自变换器的干扰。

电路R19、R21、C12、VD9和R20、R22、C13、VD10用于通过向开关晶体管的基极电路施加负电压来加速闭合开关晶体管的过程。这减少了开关损耗并提高了转换器的效率。

电容器C9防止由于电容器C2和C7的电容量不相等而导致变压器T8的磁路磁化。

电路R17、C11有助于降低变压器T2绕组I上的电压浪涌幅度。

变压器 T1 将次级电路与网络电解耦，并将控制脉冲传输到开关晶体管的基极电路。绕组 III 提供比例电流控制。变压器隔离的使用使得设备的运行安全成为可能。

充电电流整流器采用二极管KD2997A（VD11、VD12），能够工作在转换器较高的工作频率下。

电阻器 R26 用作电流传感器。该电阻器施加到 DAI 控制器第一个误差放大器非反相输入端的电压与其反相输入端的电压进行比较，该电压由电阻器 R1“电流充电”设置。当误差信号发生变化时，控制脉冲的占空比、逆变器开关晶体管的打开时间以及传输到负载的功率都会发生变化。

来自分压器 R23、R24 的电压（与正在充电的电池上的电压成比例）被馈送到第二误差放大器的反相输入端，并与施加到该放大器反相输入端的电阻器 R4 两端的电压进行比较。从而，输出电压得到调节。通过降低充电电流，可以避免充电结束时电解液剧烈沸腾。

SHI - 控制器具有内置的 5 V 稳定电压源，为所有分压器供电，这些分压器设置设备输出电压和充电电流所需的值。

由于电源是从设备的输出提供给DA1芯片的，因此将设备的输出电压降低到8V是不可接受的——在这种情况下，充电电流的稳定会停止，并且可能会超过最大允许值。 VT3 晶体管和 VD13 齐纳二极管上组装的节点可以排除这种情况 - 如果充电器装载有故障或高度放电的电池（EMF 低于 9 V），它会阻止充电器打开。

齐纳二极管以及节点晶体管保持闭合状态，DA4 芯片的 DTC 输入（引脚 1）通过电阻器 R6 连接到内置参考电压源（引脚 14）的 Uref 输出（引脚 3 处的电压）。 DTC 输入至少为 XNUMX V，禁止产生脉冲。

当健康的电池连接到设备的输出时，VD13 齐纳二极管打开，随后 VT3 晶体管打开，将控制器的 DTC 输入关闭到公共线，从而允许在引脚 8 和 11 处形成脉冲（输出C1、C2——集电极开路）。脉冲重复率约为60 kHz。电流经晶体管VT1、VT2放大后，通过变压器T1传输至开关晶体管VT4、VT5的基极。

脉冲重复率由元件R10和C6决定。它的计算公式如下：

F=1,1/R10-C6

设备设置

需要建立转换器。 LATR、一台示波器、一块工作电池和两个仪表 - 一个电压表和一个电流表（最高 20 A）。

如果业余无线电爱好者有一个220 V x 220 V的隔离变压器，功率至少为300 W，则应该通过它来打开设备 - 这样工作起来会更安全。

首先，通过一个阻值1欧姆、功率至少75W的临时限流电阻（或者功率40-60W的车灯），将电池连接到设备的输出端，使确保 SHI 控制器的 Uref 输出（引脚 5）处有 14 V 正电压。

将示波器连接到控制器的端子 8 和 11（输出 C1 和 C2）并观察控制脉冲。根据方案（最小充电电流）将电阻器 R1 的引擎设置为最低位置，并从 LATR 向设备的网络输入提供 36 ... 48 V 的电压。

晶体管 VT4 和 VT5 不应变得很热。示波器控制这些晶体管的发射极和集电极之间的电压。

如果脉冲前端有浪涌，则应使用更快的二极管VD14、VD15，或者更准确地选择元件R17和RXNUMX。 SP阻尼电路。

必须记住，并非所有示波器都允许在电流连接到网络的电路中进行测量。此外，请记住，设备的某些元件处于电源电压下 - 这并不安全！如果一切正常，电源输入端的电压会逐渐升高。 LATRom高达220V并控制示波器上晶体管VT4、VT5的操作。

此时，输出电流不应超过3A。旋转电阻RI的滑块，确保设备输出端的电流变化平稳。接下来，从输出电路中移除临时限流电阻（或灯），并将电池直接连接到设备的输出。选择电阻器 R2、R5，以便调节器 R2 改变充电电流的限制为 0,5 和 25 A。通过选择电阻器 R15 将最大输出电压设置为 4 V。

调节旋钮R2设有以充电电流值校准的刻度。您可以为设备配备电流表。

充电器在使用过程中，箱体及所有金属不带电部件必须可靠接地。不建议让正在工作的充电器长时间无人看管。

Детали

二极管KD257B可以用RL205代替，KD2997A可以用其他二极管代替，包括反向电压大于50V、整流电流大于20A的肖特基二极管、FR155-用高速脉冲二极管FR205、FR305和UF400S 。

二极管VD11、VD12还提供表面积至少为200 cm2的总散热器。

K1114EU4 SHI控制器有许多国外类似产品——TL494IN、DBL494、mPC494、IR2M02、KA7500。

代替 KT886A-1，晶体管 KT858A、KT858B 或 KT886B-1 是合适的。

晶体管 VT4 和 VT5 安装在面积至少为 100 cm2 的散热器上。

出于充电器安全操作的原因，不应使用作为散热器的设备盒的壁以及二极管和晶体管的公共散热器。通过风扇强制冷却，可以大幅减小散热器的尺寸。

变压器是任何脉冲转换器中最关键和最劳动密集型的元件。不仅设备的特性，而且其整体性能也取决于其制造质量。

变压器T1缠绕在由M20NM铁氧体制成的尺寸为K12x 6x2000的环形磁路上。

绕组 I 采用 PEV-2 0,4 线均匀缠绕在整个环上，包含 2x28 匝。

绕组 II 和 IV - 9 匝线 PEV-2 各 0,5。

绕组 III - 两匝电线。 MGTF-0,8。绕组通过两层薄 PTFE 胶带相互隔离并与磁路隔离。

变压器T2缠绕在铠装磁芯上。来自 M10HM 铁氧体（或者更好的是 M10NMS）的 SH2000x2500，相同横截面的环形磁路也适用。

绕组 I 包含 35 匝线 PEV-2 0,8。

绕组 II - 由多根 PEV-2 或 PEL 电线组成的 4x4 匝横截面至少为 1 mm2 的线束。如果强制冷却变压器，则可以减小线束的横截面。

应该指出的是，不仅设备的可靠性，而且其运行的安全性也取决于变压器绕组间绝缘的质量，因为正是这种绝缘将次级电路与电源电压隔离。因此，您不应该使用临时材料（包装纸、文具胶带等）来制作它，更不要像缺乏经验的无线电爱好者有时那样忽视它。最好使用薄的氟塑料胶带或高压电容器的电容器纸，敷设2-3层。

作者：Shelestov I.P.

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