Пускозарядное устройство для автомобиля с синхронным выпрямителем (с печатной платой)

September 30, 2012 by admin Комментировать »

При
использовании мощных поле­вых транзисторов в качестве управляемых вентилей в
синхронном вы­прямителе следует иметь в виду, что такие транзисторы содержат в
своей структуре диод подключенный между стоком и истоком в обратном направле­нии
и обычно называемый защитным Поэтому в выпрямителе полевые Tpaнзисторы включают
инверсно. Пока ка­нал транзистора закрыт, ток выпрямляет защитный диод,
оставаясь закрытым при обратной для него полярности при­ложенного напряжения и
открываясь при прямой Чтобы устранить падение напряжения на открытом диоде необ­ходимо
синхронно с ним открывать канал транзистора – подавая на затвор открывающие
импульсы. В результате почти весь ток потечет через канал, со­противление и
падение напряжения на котором значительно меньше, чем у открытого диода

Синхронный
выпрямитель для ус­пешной работы должен содержать уст­ройство, следящее за
полярностью приложенного к вентилям — полевым транзисторам напряжения и форми­рующего
управляющие сигналы, свое­временно открывающие и закрываю­щие их Это особенно
важно при работе на емкостную нагрузку или на нагрузку, обладающую собственной
ЭДС (акку­муляторную батарею).

На
рис. 1 показана схема пускозарядного
устройства на основе синхрон­ного выпрямителя Работает он следующим образом.
Пусть на стоках параллельно соединенных транзисторов VT2 и VT4 действует
положительная полу волна напряжения Защитные диоды транзисторов при такой
полярности напряжения закрыты. Ограниченное диодом VD2 до +0,7В это напряжение
поступит на инвертирующий вход компаратора DA1. В результате на инверсном
“эмиттерном” выходе компаратора (выводе 1) уро­вень напряжения будет
высоким. По­скольку триггер Шмитта построенный на микросхеме таймера DA3 инвертирует этот уровень, напряжение между затворами
и истоками транзисторов VT2 и VT4 близко к нулю, а сами транзи­сторы закрыты.

Во
время отрицательной полуволны напряжения между стоками и истоками транзисторов VT2
и VT4 открывается защитные диоды этих транзисторов. Но поскольку напряжение на
инвертирующем входе компаратора DA1 теперь меньше чем на неинвертирующем
уровень на его выходе 1 станет низким, а на выходе микросхемы DA3 — высо­ким.
Каналы сток—исток транзисторов VT2 и VT3 откроются, зашунтировав за­щитные диоды,
и останутся в таком со­стоянии до смены полярности приложенного к ним
напряжения.

Аналогичным
образом происходит управление транзисторами VT3 и VT5 второго плеча
двухполупериодного выпрямителя. Применение таймеров КР1006ВИ1 с выходным током
до 200 mA в качестве драйверов обеспечивает быстрое
переключение транзисторов VT2—VT5, что дополнительно снижает рассеиваемую на
них мощность

Конденсаторы
С1 С2 устраняют высокочастотные пульсации напряже­ния, поступающего на входы
компараторов DA1 и DA2, обеспечивая их переключение.
Резисторы R8 и R9 — нагрузочные в цепях эмиттеров выходных транзисторов компараторов.
Коллекторы этих транзисторов соединены с плюсом питания. При его вклю­чении цепи
R10C4 устанавливает таймер DA3 и DA4 в исходное состояние с низким уровнем на
выходе. По мере зарядки конденсатора С4 напряжение на нем увеличивается и микросхемы
начинают нормально работать.

Применение
двух транзисторов в каждом плече выпрямителя позволяет довести ток нагрузки до
200 А, конечно

при
достаточно мощном трансформато­ре Т1. Этого вполне достаточно, чтобы
“помочь” стартеру почти любого легко­вого автомобиля завести
двигатель, если аккумуляторная батарея заряжена недостаточно. Напряжение на
обмотках II и III трансформатора под нагрузкой должно быть около 10 В, а
габаритная мощность — не менее 800ВА.

Для
зарядки аккумуляторную батарею подключают к зажимам “Up” и
“Общий”. Компаратор DA5 сравнивает ее напряже­ние с образцовым. Порог
сравнения устанавливают подстроечным резисто­ром R4. Пока напряжение батареи
ниже заданного, уровень на выходе 7 компа­ратора DA5 остается низким, а транзи­стор
VT1 открыт. Синхронный выпрями­тель заряжает батарею.

Поскольку
напряжение на выходе синхронного выпрямителя пульсирую­щее, по мере зарядки батареи
оно все большую часть полупериода превышает образцовое. Уровень напряжения на
выходе компаратора в этих интервалах времени становится высоким, а транзи­стор VT1
закрывается. За счет этого средний ток зарядки уменьшается, а при полной заряженности
аккумулятор­ной батареи становится равным нулю (транзистор VT1 постоянно
закрыт). Блок управления синхронным вы­прямителем питается выпрямленным
напряжением через диод VD1. Конден­саторы С5 и С6 сглаживают пульсации.

Чертеж
печатной платы блока управ­ления изображен на рис. 2, а ее внеш­ний вид — на рис.
3
. Вместо конденса­торов С5 и С6 здесь смонтирован один конденсатор
емкостью 4700 мкФ. Мо­дуль закрепленных на теплоотводах по­левых транзисторов VT1—VT5
показан на рис. 4.

Если
потребляемый от синхронного выпрямителя ток заведомо не превысит 100А, в каждом
его плече можно оста вить по одному транзистору. А если не­обходим ток больше
200 А, число па­раллельно соединенных транзисторов в каждом плече можно
соответственно увеличить либо заменить их более мощ­ными, в том числе IGBT. Например,
IGBT GA400GD25S рассчитаны на ток 400 А, GA600GD25S — 600 А.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты