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无线电电子与电气工程百科全书 高效率单周期转换器，12/220 伏。 无线电电子电气工程百科全书
无线电电子与电气工程百科全书 / 电压转换器、整流器、逆变器 一些熟悉的家用电器，例如荧光灯、闪光灯等，有时可以方便地在汽车中使用。 由于大多数设备设计为由工作电压为 220 V 的网络供电，因此需要升压转换器。 电动剃须刀或小型荧光灯消耗的功率不超过 6...25 W。 此外，这种转换器通常不需要输出处的交流电压。 上述家用电器在采用直流或单极脉动电流供电时均能正常工作。 第一个版本的单周期（反激式）脉冲直流电压转换器 12 V / 220 V 采用进口 UC3845N PWM 控制器芯片和强大的 N 沟道 BUZ11 场效应晶体管制成（图 4.10）。 这些元件比国内同行更便宜，并且允许您从设备中实现高效率，包括由于开路场效应晶体管上的源极-漏极电压降很小（转换器的效率还取决于开路场效应晶体管的比率）将能量传输到变压器的脉冲宽度到暂停）。 指定的微电路是专门为单周期转换器设计的，内部具有所有必要的节点，这使得减少外部元件的数量成为可能。 它具有一个大电流准互补输出级，专为直接驱动大功率输出级而设计。 带绝缘栅的 M 沟道场效应晶体管。 微电路输出脉冲的工作频率可达500kHz。 频率由元件 R4-C4 的值决定，在上述电路中约为 33 kHz (T = 50 μs)。
该芯片还包含一个保护电路，当电源电压降至 7,6 V 以下时，该电路会禁用转换器的操作，这在通过电池为设备供电时非常有用。 让我们更详细地考虑转换器的操作。 在图中。 4.11 显示了解释正在进行的过程的电压图。 当场效应晶体管的栅极出现正脉冲时（图4.11，a），它打开，电阻R7-R8将产生如图4.11所示的脉冲。 XNUMX，c。 脉冲顶部的斜率取决于变压器绕组的电感，如果在顶部电压幅度急剧增加，如虚线所示，则表明磁路饱和。 同时，转换损耗急剧增加，导致元件发热并恶化设备的运行。 为了消除饱和，您需要减小脉冲宽度或增加磁路中心的间隙。 通常 0,1...0,5 毫米的间隙就足够了。 当功率晶体管关断时，变压器绕组的电感会导致出现电压浪涌，如图所示。
通过正确制造变压器T1（分段次级绕组）和低压电源，浪涌幅度不会达到晶体管的危险值，因此，在该电路中，采用阻尼电路形式的特殊措施在初级绕组T1中，没有使用。 为了抑制到达 DA1.3 微电路输入端的电流反馈信号中的浪涌，在元件 R6-C5 之间安装了一个简单的 RC 滤波器。 根据电池的状况，转换器输入端的电压可以在 9 至 15 V 之间变化（即 40%）。 为了限制输出电压的变化，从电阻器 R1-R2 的分压器中移除输入反馈。 在这种情况下，负载处的输出电压将保持在 210...230 V（Rload = 2200 Ohm）范围内，请参见表格。 4.2，即变化不超过10%，还算可以接受。 表 4.2。 电源电压变化时的电路参数
通过自动改变打开晶体管 VT1 的脉冲宽度，从 Upit = 20 V 时的 9 μs 到 15 μs (Upit = 15 V) 来实现输出电压的稳定。 除电容器 C6 外，电路的所有元件均放置在尺寸为 90x55 mm 的玻璃纤维制成的单面印刷电路板上（图 4.12）。
变压器T1通过橡胶垫片用M4x30螺钉安装在板上，如图4.13所示。 XNUMX.
晶体管VT1安装在散热器上。 插头设计。 XP1 必须防止向电路错误提供电压。 脉冲变压器 T1 采用 M2000NM1 磁路中广泛使用的 BZO 铠装杯制成。 同时，应在中心部分为其提供0,1 ... 0,5毫米的间隙。 磁芯可以购买带有现有间隙的磁芯，也可以使用粗砂纸制成。 调谐时最好通过实验选择间隙大小，使磁路不进入饱和模式——这样可以方便地通过源VT1上的电压形状进行控制（见图4.11，c）。 对于变压器 T1，绕组 1-2 包含 9 匝直径为 0,5.0,6-3 mm 的导线，绕组 4-5 和 6-180 各包含 0,15 匝直径为 0,23...1 mm 的导线（导线类型 PEL或PEV）。 在这种情况下，初级绕组（2-3）位于两个次级绕组之间，即首先缠绕4-1绕组，然后缠绕2-5和6-XNUMX。 连接变压器绕组时，观察图中所示的相位非常重要。 相位调整不当不会损坏电路，但无法正常工作。 组装时用到的零件：调谐电阻R2-SDR-19a，固定电阻R7、R8为5W的C16-1M型，其余可以是任意型号； 电解电容C1-K50-35用于25V，C2-K53-1A用于16V，C6-K50-29V用于450V，其余为K10-17类型。 晶体管 VT1 安装在由硬铝型材制成的小型（按电路板尺寸）散热器上。 设置电路包括使用示波器检查连接次级绕组的正确措辞，以及将电阻器 R4 设置为所需频率。 当负载打开时，电阻器 R2 设置 XS1 插座上的输出电压。 给定的转换器电路设计用于与先前已知的负载功率（6...30 W - 永久连接）一起工作。 闲置时，电路输出端的电压可达到 400 V，这并非所有器件都可接受，因为它可能因绝缘击穿而导致损坏。 如果转换器要与不同功率的负载一起运行，并且在转换器运行期间也开启负载，则需要从输出中去除电压反馈信号。 这种方案的一个变体如图 4.14 所示。 245。 这不仅可以将空闲时电路的输出电压限制为 10 V，而且可以将该模式下的功耗降低约 0,19 倍（Ipotr=2,28 A；P=245 W；Uh=XNUMX V）。
变压器 T1 具有与电路中相同的磁路和绕组数据（图 4.10），但包含一个附加绕组 (7-4) - 14 匝直径为 0.12.0.18 mm 的 PELSHO 线（最后缠绕） 。 其余绕组的制作方法与上述变压器相同。 要制造脉冲变压器，您还可以使用该系列的方形磁芯。 KV12 由 M2500NM 铁氧体制成 - 在这种情况下，绕组的匝数不会改变。 要将铠装磁芯 (B) 替换为更现代的方形磁芯 (KB)，您可以使用该表。 4.3. 表 4.3。 更换磁芯的推荐选项
来自绕组 7-8 的电压反馈信号通过二极管提供至微电路的输入 (2)，这使得可以更准确地将输出电压保持在给定范围内，并在初级和次级之间提供电流隔离。输出电路。 表中给出了此类转换器的参数（取决于电源电压）。 4.4. 表 4.4。 电源电压变化时的电路参数
如果用介电螺钉或耐热胶将脉冲变压器固定在板上，则可以稍微提高所描述的转换器的效率。 用于组装电路的印刷电路板拓扑的变体如图 4.15 所示。 XNUMX。
使用这样的转换器，您可以通过车辆的车载网络为电动剃须刀“Agidel”、“Kharkov”和许多其他设备供电。 作者：Shelestov I.P.
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