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用于为网络设备供电的强大稳定直流电压转换器。无线电电子电气工程百科全书

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该设备旨在为现场以及交流网络紧急关闭期间通过 220 V 50 Hz 网络运行的设备供电。该转换器采用块式设计。它为负载提供310V的稳定直流电压或有效值为220V的相同幅值的交流脉冲电压。添加LC滤波器可以获得220V的正弦波交流电压。

电器已广泛应用于现代人的日常生活中。绝大多数人的能源来源是电压为220V的交流电网。同时，我国很多地区的供电可靠性并不高。业余无线电文献中发表了许多关于将直流电池电压转换为交流电压的转换器的文章，适合在网络无电压期间为消费者供电。它们可以按照低频 [1-4] 或高频 [5, 6] 转换的原理进行操作。每种类型的转换器都有其自己的特点。

低频变压器由于使用低频变压器而具有较大的质量和尺寸。在转换器[3]中，仅输出电压的平均整流值稳定，但幅度和有效值不稳定，这在某些情况下可能导致用电负载损坏。转换器[4]采用无反馈的逐步调节输出电压，这不能提供输出电压的高稳定性。

在超声波频率（数十千赫兹）下工作的转换器[5, 6]在重量和尺寸方面较好，但其输出功率不超过300 W。作者需要为更高功率的负载供电。在开发该装置时，作者试图保持高频转换的优势，并将输出功率提高到1 kW。

主要技术特点 （环境温度 13...20 °C 时）

电源电压，V ...... 10,5 ... 15
电流消耗，A 无负载......0,07
在最大负载 ... .100 输出电压，V
永久.......300...310
脉冲，峰值.......300...310
有效值...212...220
最大输出
功率，W .... 1000
尺寸，mm.......300x250x80
重量，公斤......2,7

该变换器由四部分组成：高频发生器，其电路如图1所示。如图2所示，高频逆变器带有整流器-倍压器（图3）、低频发生器（图4）和桥式低频逆变器-开关（图XNUMX）。

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高频发生器模块（见图 1）包含晶体管 VT1 和继电器 K1 上的输入电压控制单元、DA9 芯片上的 1 V 内部电源稳压器、逻辑元件 DD27 上的频率为 1.1 kHz 的脉冲发生器。 .1.2 和 DD 4，元件 VD4、R2、C5 和 VD5、R3、C1.3 上的延迟单元脉冲前沿，元件 DD1.4、DD2.3、DD2.4、DD2 上的控制脉冲整形器以及晶体管上的输出射极跟随器VT5-VT2.1，在元件DD2.2、DDXNUMX上输出幅度控制单元电压。

用于为网络设备供电的强大稳压 DC-DC 转换器
图。 2

高频逆变单元（见图2）包含推挽级联的强大场效应晶体管VT6-VT9和变压器T1，以及具有四倍倍压的二极管VD6-VD9和电容器C7的整流器-C10。该装置产生 300.310 V 的恒定稳定电压。如果已知交流电源电压在负载中经过整流和平滑，则可以通过额定电流为 5 A 的保险丝将此类负载连接到该装置（参见文章[5]的编辑说明）。在这种情况下，不需要剩余的块。

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低频发生器单元（见图3）包含DA9芯片上的2 V内部电源稳压器、DD50和DD3.1逻辑元件上的3.2 Hz脉冲发生器、限流电阻R18和R19，元件 VD12、R20、C14 和 VD13、R21、C15 上的脉冲边沿延迟节点，控制元件 DD3.3、DD3.4、DD4.3、DD4.4 上的脉冲整形器输出晶体管 VT11-VT14 上的射极跟随器，负载电流晶体管VT10和元件DD4.1、DD4.2上的限制器。

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图。 4

桥式低频逆变换向器（图4）包含桥上强大的关键场效应晶体管VT17-VT20和电流传感器电阻R33。控制脉冲直接提供给下晶体管VT18和VT20的栅极，并通过上侧反相器提供给上晶体管VT17和VT19的栅极。一个逆变器组装在元件 VT15、VT16、R30、R31、C16、VD14、VD15 上，第二个逆变器组装在 VT21、VT22、R35、R36、C17、VD16、VD17 上。 310 V 的恒定电压提供给电桥的一个对角线，负载通过保险丝 FU1 连接到另一个对角线。

转换器的工作原理如下。如果电源电池的电压超过 10,5 V，晶体管 VT1 打开，继电器 K1 被激活，并通过其触点 K1.1 将电源电压提供给 DA1 和 DA2 微电路上的稳压器。当电池电压降至10,5V以下时，晶体管VT1截止，触点K1.1打开，关闭发电机电源，从而所有开关晶体管VT6-VT9均闭合，变换器关闭。导通电压由微调电阻R3 调节。由于电磁继电器K1的开通电压大于关断电压，晶体管VT1上的节点特性具有较小的磁滞，足以满足实际使用。

元件DD1.1和DD1.2上的发生器的振荡频率取决于电阻器R1、R2的电阻和电容器C1的电容。脉冲从发生器的反相输出（DD3 微电路的引脚 4 和 1）提供给脉冲边沿延迟节点。而且，它们的下降几乎是毫不延迟地传递的。脉冲边沿的延迟时间由电路R4C2和R5C3的时间常数决定，它们必须相同。

整形器的特性具有迟滞，迟滞的大小取决于正反馈电路电阻器(POC)R6和R8、R7和R9的阻值比。从整形器的输出，通过晶体管VT2-VT5上的射极跟随器的控制脉冲被提供给关键晶体管VT6-VT9的栅极。

二极管VD6-VD9和电容器C7-C10上的整流器采用四倍电压倍增，原因如下。为了减少漏感，最好将变压器的初级和次级绕组缠绕在一层中。使用倍压器可以四倍地减少次级绕组的匝数并使其成为单层。

整流器输出的电压提供给分压器 R10R11。来自微调电阻器R11的引擎的与其成比例的电压通过电阻器R2.1和R2.2上的PIC电路提供到元件DD12和DD13上的节点的输入，这产生具有滞后的开关特性。接通电源后，整流器的输出电压升高。当达到上限开关阈值 (310 V) 时，连接到微电路 DD2.1 和 DD9 的引脚 1 的元件 DD2 的输出被设置为低电平，这将禁止脉冲通过射极跟随器，因为结果是所有关键晶体管都关闭。

此后，整流器的输出电压由于电容器C9和C10的放电而降低。当它下降到较低的开关阈值 (300 V) 时，元件 DD2.1 的输出被设置为高电平，这再次允许脉冲传递到射极跟随器，因此整流器的输出电压将增加至上限。通过移动微调电阻R11的滑块，可以调节整流器的输出电压，通过选择电阻R13，可以调节开关阈值的差异。增大电阻器 R13 的阻值会减小它，减小它会增大它。

低频发生器的节点（见图3）与高频发生器的相应节点类似，但低频发生器的定时电容容量较大，因此增加电阻R18和R19限制电容器 C14 和 C15 的放电电流，保护 DD3 微电路（引脚 3 和 4）的输出免受过载。

转换器过载保护单元安装在晶体管VT10、元件DD4.1、DD4.2和电阻器R25、R26、R29上。当转换器的负载电流超过允许值时，电流传感器电阻R33上的电压增加到0,7V。此时，晶体管VT10打开，元件DD4.2的输出被设置为低电平，这提供给9个微电路DD3和DD4的引脚，结果，禁止脉冲通过晶体管VT11-VT14上的射极跟随器。桥VT17-VT20的所有关键晶体管都关闭。

桥式低频逆变器开关（图 4）的工作原理如下。在脉冲之间的暂停期间，上述射极跟随器输出端的电压为零，因此晶体管VT16和VT21打开，而所有其他晶体管关闭。当脉冲到达栅极 VT15 和 VT20 时，这些晶体管以及 VT17 打开。当脉冲到达栅极 VT18 和 VT22 时，这些晶体管以及 VT19 打开。这样，在电桥的输出端就形成了摆幅为 620 V、有效值为 220 V 的矩形多极性电压脉冲，中间有停顿。通过电桥串联晶体管的电流被排除在外。

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一些消费者需要正弦交流电源电压。在这种情况下，低频发生器组件（见图3）被另一个低频发生器组件取代，其电路如图5所示。 50. 本机在运放 DA4.1 处使用一个 4.2 Hz 正弦电压发生器，在运放 DA44 处使用一个反相器，两个积分电路 R25C49 和 R30C23，两个射极跟随器 VT24 VT25、VT26 VT50 以及电阻上的两个加法器R52R54R51 和 R55R57RXNUMX。

用于为网络设备供电的强大稳压 DC-DC 转换器
图。 6

来自OUDA4.1输出的正半波正弦电压通过二极管VD21提供给加法器R51R55R57。反相器 DA4.2 输出的正半波通过 VD20 二极管馈送到加法器 R50R52R54。从加法器的输出，通过电阻器R53和R56的电压被提供给脉冲整形器DD5.1、DD5.2、DD6.1、DD6.2的输入。矩形脉冲被提供到积分电路的输入端，锯齿脉冲在电容器C25和C30上形成，锯齿脉冲通过电容器C26和C31馈送到两个脉冲整形器的输入端。应力图如图。图 6 显示了整形器输入端的脉冲如何在 50 Hz 的一个频率周期内求和。为了清楚地显示脉冲的形状，延长了高频填充周期 (27 kHz)。在图中。 6、a——DD8微电路5脚电压；在图中6b - DD8 芯片的引脚 6。结果，在整形器的输出处形成了正弦 PWM 频率为 50 Hz 的脉冲序列：如图 6 所示。 5,2,c——输出DD6；在图中6.2,g - DD220 的输出。在“~620 V”转换器的输出端，产生摆幅为 6 V 的双极性 PWM 信号，其形状如图 XNUMX 所示。 XNUMX、D.

为了抑制输出电压中频率为27kHz的成分，必须在负载上串联一个扼流圈，并在负载上并联一个电容器。这些元素是针对每个负载通过实验选择的。例如，功率为100W的负载（其电阻为484欧姆）需要具有电感为0,13H的扼流圈和电容为0,56微法拉的电容器的滤波器。对于不同的负载电阻，电感器的电感按正比重新计算，电容器的电容与负载电阻成反比。

转换器的所有部件均装在铝板外壳内。晶体管VT6-VT9、VT17-VT20使用导热膏和云母垫片固定在外壳上。 IRFIZ44N 晶体管（VT15 和 VT22）安装时无需垫片，因为它们的外壳完全绝缘。它们可以用 IRFZ44N 替换，但必须通过云母垫片安装。

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图。 7

带有 1 W M3 电动机的计算机电源风扇不断地将空气吹过机箱以冷却部件。为了减少低功率负载期间的能耗，可以使用开关 SA1 关闭风扇。变压器T1缠绕在由TVS-110线路变压器折叠在一起的四个磁芯上，如图7所示。 1、数字表示：2——绕组线； 3——磁路； 5 - 收紧磁路的夹子。初级绕组（I 和 II）包含四段三匝导线，横截面为 2 mm2,5（两根 2 mm11 安装线折叠在一起）。次级绕组 (III) 包含两段 1,5 匝安装线，横截面为 2 mmXNUMX。绕组的匝数必须沿磁芯长度均匀分布，并且绕组必须是单层的。

其余元件通过表面贴装安装在两个单独的板上。具有图 1 所示元件的板。 2，位于靠近关键晶体管的位置（见图 3）。具有图 4 所示元件的板。 XNUMX、-桥式低频逆变器开关晶体管旁边（见图XNUMX）。

建议使用“低 ESR”类别的进口氧化物电容器 C6，例如 Jamicon WL 或类似电容器。否则会发热。

整流电容器C7-C10必须有足够大的允许无功功率。该器件使用 MBGCH 电容器。与它们分别并联一个容量为3μF、额定电压为30V的H0,022组无感陶瓷电容器KM-250。

微调电阻器属于 SP3-1b 系列。在安装之前，有必要检查动触点系统的可用性。

继电器K1的工作电压必须不超过10V。作者使用RES59继电器（版本HP4.500.020）。

设置时，不要使用电池，而是使用输出电压可调为10.13V的实验室电源。转换器的输入端施加10,5V的电压，电阻R3用于关断继电器K1。

然后输入电压增加到12V。通过选择电阻器R1和R2（见图1），在DD18,5微电路的引脚3和4处设置相同的1μs脉冲持续时间。通过选择电阻器 R4 和 R5，这些脉冲之间的暂停持续时间设置为 5 μs。微调电阻R11的驱动器是VD305-VD60C6-C9整流器输出端的+7V电压，负载功率为10W（见图2）。通过选择电阻器 R16 和 R17（图 3），可在 DD10 微电路的引脚 3 和 4 处建立相同的 3 ms 脉冲持续时间。通过选择电阻器 R20 和 R21，这些脉冲之间的暂停持续时间为 6 ms。

其框图如图所示。 5、这样设置。将电路中的微调电阻R39向下移动，使运放DA4.1上的发生器停止工作。通过选择电容器 C25 和 C30，它们两端的锯齿波电压摆幅设置为 4 V。固定电阻器 R52 和 R55 暂时替换为 15 kOhm 的微调器（作为变阻器）。首先，它们的电阻从最大值平滑减小，直到脉冲出现在发射极跟随器的输出处，然后增加直到脉冲消失。

用数字欧姆表测量微调电阻引入部分的阻值，并用相同阻值的常数代替。此后，向上移动电路中的微调电阻器 R39 的滑块，将发生器输出的电压幅度设置为 4 V。在这种情况下，输出电压应具有稍微截断的正弦波形状。如有必要，通过选择电容器 C18 和 C22，您需要将生成频率设置为 50 Hz。然后，选择电阻R50和R51，电阻R4和R54两端的半波幅度为57V。为了改善 DA4.1 运算放大器上发生器的运行，可能需要在电阻器 R47 的右端子和公共线之间添加一个 40 pF 电容器。

该转换器的电源可以是汽车启动电池、汽车车载网络、电动汽车牵引电池、太阳能电池板、风力或水力发电机。如有必要，电源电压可以加倍。为此，变压器 T1 的初级绕组（I 和 II）必须包含四段六匝安装线，横截面为 2,5 mm2。

作者使用了由乌拉尔电锯制成的自制气体发生器和T-12拖拉机输出电压为1V、功率为150kW的发电机，它们通过三角带传动相互连接。就功率重量比而言，这款气体发生器超越了许多工业设计。它的重量轻，尺寸小，可以在路上携带，如有必要，还可以在现场为汽车电池充电。电压转换器可为功率高达 1 kW 的任何设备供电。

文学

Goreslavets A. KR1211EU1 芯片上的电压转换器。 - 广播，2001 年，第 5 期，第 42 页43、XNUMX。
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逆变器“联盟号”CAR300。技术说明

作者：A.谢尔盖夫

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首先，所谓的。 “签名混合”（signature blend），该公司讽刺地称之为“特洛伊牛”，由模仿人气味的信号化合物组成，蚊子自然喜欢这种气味。这种混合物带有虚假的人类气味，可以喷洒在牲畜和其他宠物身上。被气味吸引的蚊子会喝动物血，而不是人血。如果这些动物被注射了对蚊子有毒的药物（例如，典型的蠕虫药物），吸血鬼就会死亡。

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