Оптопара в зарядном устройстве для авто. Применение оптопар в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов: особенности и преимущества

Как оптопары улучшают работу зарядных устройств для автоаккумуляторов. Какие преимущества дает использование оптронов в схемах зарядки. Какие типы оптопар лучше подходят для зарядных устройств.

Принцип работы оптопары в зарядном устройстве

Оптопара (оптрон) — это полупроводниковый прибор, состоящий из излучателя света (светодиода) и фотоприемника (фототранзистора, фотодиода или фототиристора), объединенных в общем корпусе. Основная функция оптопары — обеспечение гальванической развязки между входными и выходными цепями.

В зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов оптопары чаще всего применяются для следующих целей:

• Управление силовыми ключами в импульсных преобразователях
• Контроль напряжения и тока заряда аккумулятора
• Защита от короткого замыкания и перегрузки
• Индикация режимов работы устройства

Рассмотрим принцип работы оптопары в типовой схеме зарядного устройства:

1. Светодиод оптопары подключается к цепи контроля напряжения на аккумуляторе через ограничительный резистор.
2. При достижении заданного напряжения светодиод начинает светиться, открывая фототранзистор.
3. Открытый фототранзистор подает управляющий сигнал на силовой ключ, отключая или ограничивая ток заряда.

Таким образом, оптопара обеспечивает автоматическое управление процессом заряда без прямой электрической связи между силовой и управляющей частями схемы.

Преимущества использования оптопар в зарядных устройствах

Применение оптронов в схемах зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов дает ряд существенных преимуществ:

• Надежная гальваническая развязка между цепями высокого и низкого напряжения
• Защита управляющей электроники от помех и перенапряжений в силовой части
• Возможность управления высоковольтными ключами низковольтными сигналами
• Высокое быстродействие и точность срабатывания
• Простота схемотехнических решений
• Компактность и надежность конструкции

Оптронная развязка позволяет повысить безопасность и надежность зарядного устройства, особенно при работе с высокими напряжениями и токами.

Типы оптопар для зарядных устройств

В зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов применяются различные типы оптопар в зависимости от конкретной схемы:

• Транзисторные оптопары (например, PC817) — для управления силовыми ключами
• Тиристорные оптопары (MOC3041) — для коммутации переменного тока
• Оптопары с логическим выходом (6N137) — для передачи цифровых сигналов
• Оптопары с линейным выходом (IL300) — для аналогового управления

При выборе оптопары следует учитывать такие параметры, как:

• Максимальное рабочее напряжение
• Ток управления светодиодом
• Коэффициент передачи тока
• Быстродействие
• Напряжение изоляции

Для большинства схем зарядных устройств хорошо подходят недорогие транзисторные оптопары серии PC817, PC847 и аналогичные.

Схемы включения оптопар в зарядных устройствах

Существует несколько типовых схем включения оптопар в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов:

Схема контроля напряжения заряда

В этой схеме оптопара используется для отключения зарядного тока при достижении заданного напряжения на аккумуляторе:

• Светодиод оптопары подключен через делитель напряжения к выходу зарядного устройства
• Фототранзистор управляет силовым ключом в цепи заряда
• При достижении порогового напряжения оптопара открывается и отключает зарядный ток

Схема стабилизации тока заряда

Здесь оптопара обеспечивает обратную связь для поддержания постоянного тока заряда:

• Светодиод оптопары включен последовательно с токоизмерительным резистором
• Фототранзистор управляет ШИМ-контроллером
• При увеличении тока оптопара приоткрывается, уменьшая коэффициент заполнения ШИМ

Схема защиты от короткого замыкания

В этой схеме оптопара обеспечивает быстрое отключение при коротком замыкании выхода:

• Светодиод оптопары подключен через токоизмерительный резистор
• Фототранзистор управляет схемой блокировки
• При превышении тока оптопара открывается и отключает силовую часть

Применение оптронной развязки позволяет реализовать эти функции с высокой надежностью и безопасностью.

Особенности применения оптопар в зарядных устройствах

При использовании оптопар в схемах зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов следует учитывать некоторые особенности:

• Температурная зависимость параметров оптопары может влиять на точность стабилизации напряжения и тока
• Разброс параметров оптопар требует индивидуальной подстройки порогов срабатывания
• Быстродействие оптопары может быть недостаточным для защиты от кратковременных перегрузок
• Старение светодиода оптопары может привести к постепенному изменению характеристик устройства

Для компенсации этих факторов применяются следующие методы:

• Использование прецизионных источников опорного напряжения
• Применение схем температурной компенсации
• Дублирование защитных цепей
• Периодическая проверка и калибровка зарядного устройства

При правильном применении оптопары позволяют создавать надежные и безопасные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов.

Перспективные направления применения оптопар в зарядных устройствах

Развитие технологий открывает новые возможности использования оптронной развязки в зарядных устройствах:

• Применение цифровых изоляторов на основе оптопар для передачи данных между силовой и управляющей частями
• Использование интеллектуальных оптопар с встроенными схемами обработки сигналов
• Интеграция оптопар в силовые модули для улучшения характеристик и уменьшения габаритов устройств
• Разработка специализированных оптопар для зарядных устройств с оптимизированными параметрами

Эти технологии позволят создавать более совершенные зарядные устройства с улучшенными характеристиками и расширенными функциональными возможностями.

Заключение

Применение оптопар в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов обеспечивает ряд важных преимуществ:

• Повышение безопасности и надежности устройств
• Улучшение точности стабилизации напряжения и тока
• Упрощение схемотехнических решений
• Расширение функциональных возможностей

При правильном выборе типа оптопары и схемы ее включения можно добиться оптимального сочетания характеристик зарядного устройства. Дальнейшее развитие оптоэлектронных технологий открывает перспективы создания еще более совершенных устройств для заряда автомобильных аккумуляторов.

Каталог радиолюбительских схем. Устройство для автоматической зарядки и разрядки автомобильных аккумуляторов

Каталог радиолюбительских схем. Устройство для автоматической зарядки и разрядки автомобильных аккумуляторов

Устройство для автоматической зарядки и разрядки автомобильных аккумуляторов

В процессе длительного (несколько месяцев) хранения автомобильных аккумуляторных батарей происходит их саморазряд, в связи с чем рекомендуется не реже одного раза в месяц производить подзарядку аккумуляторов. Однако обычная подзарядка не в состоянии предотвратить сульфатацию пластин, приводящую к уменьшению емкости аккумулятора и снижению срока его службы. Для того чтобы исключить эти нежелательные явления, рекомендуется время от времени производить тренировку аккумулятора: разрядку его током, в амперах численно равным 1/20 номинальной емкости, выраженной в ампер-часах, до напряжения 10,5 В, и последующую зарядку до напряжения 14,2…14,5 В. Такой зарядно-разрядный цикл можно повторять неоднократно, если батарея сильно засульфатирована или длительное время находилась в полуразряженном состоянии.

Описываемое ниже зарядно-разрядное устройство предназначено для работы совместно с зарядным устройством, обеспечивающим необходимый зарядный ток. Устройство позволяет:

производить разрядку аккумулятора до напряжения 10,5 В;

автоматически начинать зарядку по окончании разрядки;

вести зарядку асимметричным током при соотношении зарядной и разрядной составляющих равном 10;

прекратить зарядку аккумулятора при достижении напряжением на зажимах аккумулятора значения 14,2…14,5 В, что соответствует сообщению аккумулятору его полной номинальной емкости;

контроль напряжения происходит в момент, когда зарядный ток через аккумулятор не протекает;

прекратить разрядку аккумулятора при пропадании сетевого напряжения;

производить циклы разрядки-зарядки однократно или многократно.

Рассмотрим работу устройства по его принципиальной схеме, приведенной на рис. 84.

Зарядно-разрядное устройство состоит из собственно зарядного устройства (ЗУ), обозначенного на схеме прямоугольником, и электронного узла управления. Питание узла управления осуществляется от аккумуляторной батареи.

В качестве порогового элемента (компаратора), вырабатывающего сигнал при достижении напряжением на аккумуляторе значения свыше 14,2…14,5 В и при снижении до 10,5 В, используется интегральный таймер КР1006ВИ1 (микросхема DA1). Напомним кратко, как работает эта микросхема. Таймер содержит два основных входа: вход запуска (вывод 2) и пороговый вход (вывод 6). На этих входах происходит сравнение внешних напряжений с эталонными значениями, составляющими для указанных входов соответственно 1/3 Uпит и 2/3 Uпит, где Uпит — напряжение питания таймера, поданное на вывод 8 относительно общего вывода 1. Если на выводе 6 действует напряжение меньше 2/3 Uпит; то уменьшение напряжения на выводе 2 до значения, меньшего 1/3 Uпит приведет к установке таймера в состояние, когда на выходе Q (вывод 3) действует напряжение высокого уровня. При последующем повышении напряжений на входах соответственно больше 1/3 Uпит и 2/3 Uпит таймер переключится в другое устойчивое состояние, которому соответствует напряжение низкого уровня на выходе таймера.

Вывод 5 таймера служит для контроля значения образцового напряжения, а также для возможного изменения его значения с помощью внешних элементов. В данном случае образцовое напряжение стабилизировано стабилитроном VD3. Это сделано для повышения устойчивости работы компаратора при отслеживании медленно изменяющихся напряжений. Этой же цели служит и стабилизация напряжения питания таймера параметрическим стабилизатором VD2R8. Нижний и верхний пороги срабатывания компаратора можно изменять подстроечными резисторами R10 и R9.

Допустим, что аккумуляторная батарея и ЗУ подключены к устройству и в сети присутствует напряжение 220 В. Напряжение не слишком сильно разряженного 12-вольтового аккумулятора обычно составляет 12…12,6 В. При этом интегральный таймер установится в состояние, соответствующее напряжению высокого уровня на его выходе, и транзистор VT1 будет открыт. Будет светиться светодиод HL1, индицирующий режим заряда. Однако, как правило, степень разряженности подключенного аккумулятора неизвестна, и перед началом зарядки его следует разрядить до напряжения 10,5 В. Для включения режима разрядки кратковременно нажимают кнопку SB1 «Пуск». При этом через контакты SB1.1 на вывод 6 таймера подается напряжение, переключающее его в противоположное состояние, и светодиод HL1 гаснет. Одновременно контакты SB1.2 подают на RS-триггер DD1.1DD1.2 сигнал, устанавливающий его в состояние напряжения высокого уровня на выходе логического элемента DD 1.1

При показанном на схеме положении контактов переключателя SA1 на выходах логических элементов DD1.3, DD1.4, включенных инверторами, действует напряжение низкого уровня. Если транзистор оптопары U2 открыт, то через базу транзистора VT4, резистор R22, транзистор оптопары и выходы логических элементов DD1.3 и DD1.4 протекает ток, достаточный для насыщения составного транзистора VT4. При этом через лампу накаливания EL1, подключенную к зажимам ХТЗ, ХТ4, начинает протекать разрядный ток аккумулятора. Разрядный ток в данном случае составит около 2,5 А, что соответствует режиму 20-часового разряда аккумулятора 6СТ55. При разрядке аккумулятора иной емкости следует применять лампу EL1 другой мощности, выбранной с учетом указанных выше соображений.

В устройстве предусмотрено отключение цепи разрядки при пропадании сетевого напряжения. Для этой цели используется транзисторная оптопара U2. Напряжение сети через резистор R1 подается на диодный мост VD1, выпрямляется им и подается на последовательно соединенные светодиоды оптопар U1 и U2. Конденсатор С1 и резистор R2 образуют фильтр, который сглаживает пульсации тока, протекающего через светодиод оптопары U2. Пока в сети имеется напряжение, через светодиод оптопары U2 протекает ток, фототранзистор открыт и выходной ток логических элементов DD1.3 и DD1.4 протекает через базу транзистора VT4. открывая последний. Идет разрядка аккумулятора на лампу EL1. При пропадании сетевого напряжения фототранзистор оптопары закрывается, это приводит к закрыванию транзистора VT4 и прекращению разрядки аккумулятора.

По мере разрядки аккумулятора напряжение на его зажимах уменьшается. Когда оно достигнет 10,5 В, интегральный таймер DA1 переключится в противоположное предыдущему состояние, которому соответствует напряжение высокого уровня на выходе Q. При этом откроются транзисторы VT1 и VT2. Открывание транзистора VT1 вызовет подачу напряжения на светодиод оптопары U3. зажигание светодиода HL1 «Зарядка», переключение RS-триггера DD1.1DD1.2, а также открывание транзистора VT3. Переключение RS-триггера приведет к появлению напряжения высокого уровня на выходах логических элементов DD1.3, DD1.4. Светодиод HL2 погаснет, транзистор VT4 закроется и разрядка аккумулятора прекратится. Одновременно через открывшийся фототиристор оптопары U3 напряжение с выхода зарядного устройства ЗУ будет подано на выводы аккумуляторной батареи, и начнется ее зарядка.

Ток зарядки устанавливают в соответствии с инструкцией по эксплуатации аккумуляторной батареи, т.е. равным 1/10 или 1/20 емкости батареи. Если зарядка идет без контроля оператора, следует обеспечить ограничение колебаний зарядного тока при возможных колебаниях сетевого напряжения. Самый простой способ стабилизации тока — включение двух-трех параллельно соединенных автомобильных ламп мощностью 40… 50 Вт в разрыв одного из выходных проводов зарядного устройства. Такой же эффект может быть достигнут включением лампы напряжением 220 В и мощностью 200…300 Вт в разрыв одного из входных (сетевых) проводов ЗУ. Сопротивление вольфрамовой нити ламп накаливания возрастает с увеличением температуры, т.е. лампа обладает свойствами стабилизатора тока.

Зарядный ток содержит дозированную разрядную составляющую, что благотворно сказывается на протекании электрохимических процессов в батарее. Разрядная составляющая тока протекает через резистор R 19 и транзистор VT3 и равна примерно 0,5 А.

В процессе зарядки напряжение на полюсных выводах аккумулятора плавно увеличивается. Известно, что напряжение полностью заряженной батареи составляет 14,2…14,5 В. Измерение этого напряжения следует производить в отсутствие зарядного тока, поскольку импульсы зарядного тока в зависимости от степени разряженности аккумуляторной батареи увеличивают мгновенное значение напряжения на ее зажимах на 1…3- В по сравнению с режимом, когда ток зарядки не протекает. Для обеспечения такого режима измерения в устройстве использованы элементы U1, R4, VT2. В режиме зарядки транзистор VT2 открыт. На рис. 85 показаны эпюры напряжений и токов, поясняющие работу оптопар U1 и U2.Напряжение сети (эпюра 1) выпрямляется диодным мостом

(эпюра 2) и подается на светодиоды оптронов U1 и U2. Фототранзистор оптрона U1 открывается в моменты, когда ток через светодиод этого оптрона (эпюра 3) превышает ток открывания фототранзистора. При этом резистор R4 шунтирует подстроенный резистор R9, и верхний порог срабатывания интегрального таймера DA1 значительно увеличивается. Фототранзистор открыт большую часть периода сетевого напряжения, и лишь в моменты перехода сетевого напряжения через нуль фототранзистор закрывается, и порог срабатывания таймера уменьшается до 14,2…14,5 В. Именно в это время через аккумулятор не протекает ток зарядки. Такое измерение производится в каждом полупериоде, т.е. 100 раз в секунду. Длительность измерения составляет 1…3 мс. Как только напряжение на аккумуляторе достигнет в отсутствие тока зарядки 14,2…14,5 В, таймер DA1 переключится в противоположное состояние, и зарядка прекратится. Однако разрядка не начнется, поскольку RS-триггер не изменит своего состояния. Закончился один цикл работы устройства. В таком состоянии устройство может находиться несколько суток, поскольку потребляемый им от аккумулятора ток достаточно мал (20…30 мА) и не может вызвать его существенной разрядки.

Если необходима многократная тренировка батареи разрядно-зарядными циклами, контакты переключателя SA1 переводят в нижнее по схеме положение. В этом случае RS-триггер не будет задействован, и режимы зарядки и разрядки будут чередоваться до тех пор, пока не будет выключено сетевое напряжение либо не будет отключен заряжаемый аккумулятор.Конденсаторы С2, СЗ повышают помехоустойчивость работы таймера. Резисторы R 18, R21 обеспечивают надежное удержание транзисторов VT3, VT4 закрытыми в отсутствие тока базы.

В устройстве вместо КТ608Б можно применять любые транзисторы из серий КТ603, КТ608, КТ3117, КТ815; вместо КТ503Б-КТ315, КТ501, КТ503, КТ3117 с любыми буквами; вместо КТ814Б -любой из серий КТ814, КТ816, КТ818, КТ837 и вместо КТ825Г -любой из этой серии. Оптопары U1,U2 годятся любые из серий АОТ101, АОТ110, АОТ123, АОТ128, может лишь потребоваться уточнение сопротивления резисторов R3 и R23 по надежному открыванию фототранзисторов. В качестве оптопары U3 можно использовать оптронные тиристоры Т02-10, Т02-40, ТСО-10. Диодный мост VD1 может быть также типов КЦ402, КЦ405 с буквами А-В.

Стабилитрон VD2 желательно использовать с небольшим температурным коэффициентом напряжения, например, Д818 с другими буквами. Оксидный конденсатор С1 — К50-16, К50-35, К50-29; С2, СЗ -КМ-бб, К10-23, К73-17. Подстроечные резисторы R9, RIO — любые многооборотные, например, СП5-2. Резистор R19 — типа ПЭВ мощностью 10 или 15 Вт. Остальные — МЛТ, ОМЛТ, С2-23. Кнопка SB1, переключатель SA1 — любого типа, например, КМ2-1 и МТ1.2. Провода, соединяющие устройство с аккумуляторной батареей, желательно выбрать гибкими.

Для налаживания устройства потребуются источник постоянного напряжения, регулируемого в пределах 9…15 В и током не менее 0,6 А, и вольтметр.

Зарядное устройство и лампу EL1 временно отключают от устройства, а вместо аккумулятора подключают источник постоянного напряжения. Установив по вольтметру напряжение 10,5 В, подстроечным резистором R 10 устанавливают нижний порог срабатывания компаратора, а затем, установив напряжение 14,2…14,5 В, подстроечным резистором R9 устанавливают верхний порог. О срабатывании компараторов таймера судят по зажиганию светодиодов HL1 и HL2.

Если имеется осциллограф, его вход подключают параллельно резистору R9, и при подключенном аккумуляторе и при поданном напряжении сети наблюдают кратковременное периодическое увеличение напряжения на выводе 6 микросхемы DA1, соответствующее моменту прохождения сетевого напряжения через нуль. При отсутствии осциллографа можно обойтись вольтметром, который также подключают к резистору R9. На нем замеряют напряжение, когда сетевое напряжение подано на мост VD1 через резистор R1, а затем напряжение сети отключают. Напряжение на резисторе R9 должно несколько увеличиться. В противном случае следует проверить исправность оптопары U1.

На этом настройку можно считать законченной.

Источник материала

Регулируемый стабилизатор напряжения для зарядного устройства

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов – незаменимая вещь, которая должна иметься у каждого автолюбителя, не зависимо от того, на сколько аккумулятор хорош, поскольку подводить он может в самую неудобную минуту.

Конструкции многочисленных зарядных устройств мы неоднократно рассматривали на страницах сайта. Зарядное устройство по идее ничто иное как блок питания со стабилизацией тока и напряжения. Работает просто – мы знаем, что напряжение заряженного автомобильного аккумулятора около 14-14,4 Вольт, на зарядном устройстве нужно выставить именно это напряжение, дальше выставить желаемый ток заряда, в случае кислотных стартерных АКБ это десятая часть емкости аккумулятора, например – аккумулятор 60 А/ч, заряжаем его током 6 Ампер.

Регулируемый стабилизатор напряжения для зарядного устройства

В итоге по мере заряда аккумулятора ток будет падать и со временем примет нулевое значение – как только аккумулятор заряжен. Такая система используется во всех зарядных устройствах, процесс заряда не нужно постоянно контролировать, поскольку все выходные параметры зарядного устройства стабильны и не зависят от перепадов сетевого напряжения.

Исходя из того становиться ясно, что для постройки зарядного устройства нужно иметь три узла.

1) Понижающий трансформатор либо импульсный источник питания плюс выпрямитель
2) Стабилизатор тока
3) Стабилизатор напряжения

С помощью последнего задается порог напряжения, до которого будет заряжаться аккумулятор и сегодня мы поговорим именно о стабилизаторе напряжения.

Система прсота до безобразия, всего 2 активных компонентов, минимальные затраты, ну а сборка займет не более 10 минут при наличии всех компонентов.

Что мы имеем . полевой транзистор в качестве силового элемента, регулируемый стабилитрон, который задает напряжение стабилизации, это напряжение можно выставить вручную, с помощью переменного (а лучше подстроечного, многооборотного) резистора 3,3кОм. На вход стабилизатора можно подавать напряжение до 50 Вольт, на выходе уже получаем стабильное напряжение нужного номинала.

Минимальное возможное напряжение 3Вольт (зависит от полевого транзистора) дело в том, что для того, чтобы полевой транзистор открылся на его затворе нужно иметь напряжение выше 3-х вольт (в некоторых случаях и больше) кроме полевых транзисторов, которые предназначены для работы в цепях с логическим уровнем управления.

Стабилизатор может коммутировать токи до 10 Ампер в зависимости от условий, в частности от типа полевого транзистора, от наличия радиатора и активного охлаждения.

Регулируемый стабилитрон TL431 популярная штука и встречается в любом компьютерном блоке питания, на нем построен контроль выходного напряжения, стоит рядом с оптопарой.

Разобрал одно из своих зарядных устройств, чтобы показать как выглядит стабилизатор, за качество монтажа строго судить не нужно, зарядник 2 года работает у друга без нареканий, делал его на скорую руку  особо не заморачивался.

И ещё хочу отметить один момент, если вы решили поменять масло в своём автомобиле, то хочу порекомендовать отличный торговый дом “Маслёнка”, который занимается именно в этом направлении. Заходите и выбирайте индустриальное масло, здесь нет подделок…

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Схема и описание

Давно уже известно, что заряд кислотных аккумуляторов автомобилей асимметричным током, при котором  отношение Ток(заряд) / Ток(разряд) = 0,1 обеспечивает очищение пластин батареи от дендритов сульфата тем самым продлевая срок службы не новых автомобильных аккумуляторов.

До этого уже была рассмотрена схема самодельного автомобильного зарядника с регулируемым током заряда. В данной статье опишем  зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, которое способно не только зарядить кислотный аккумулятор, но и очистить его пластины от сульфатов, тем самым восстановить его утраченную емкость.

Стенд для пайки со светодиодной подсветкой

Материал: АБС + металл + акриловые линзы. Светодиодная подсветка…

Еще следует заметить, что положительно на срок службы аккумулятора автомобиля не последнюю роль играет напряжение бортовой сети в автомобиле. Чрезмерно высокое напряжение приводит к перезаряду аккумулятора, а слишком малое к его быстрому разряду.

Принцип работы автомобильного зарядного устройства

В зарядном устройстве предусмотрено автоматическое выключение аппарата от сети переменного тока  при достижении на клеммах батареи 14,4 вольт. А также автоматическое включение при понижении напряжения ниже 12,5 вольт, которое может происходить в результате саморазряда. Включение и отключение происходит бесконтактным способом, при помощи симистора. Тумблер SA1 предназначен для принудительного включения зарядного устройства в том случае, когда аккумулятор слишком сильно разряжен и его напряжение ниже 12,5В.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора обладает преимуществом, а это то, что оно не включится, пока к нему не подключена аккумуляторная батарея, что в свою очередь исключает всевозможные замыкания. Так же к преимуществу данного прибора можно отнести то, что во время его работы отсутствует интенсивное «кипение» электролита.

На первичную обмотку трансформатора переменное напряжение сети подается через предохранитель FR1 и симистор VD1. Далее пониженное напряжение, равное 21 вольту, с вторичной обмотки через силовой диод VD3 и резистор R8 идет на плюсовой вывод аккумулятора. Для контроля параллельно подключен вольтметр с максимальной шкалой 15 вольт. Для автоматического включения и выключения прибора собран узел контроля.

Он представляет собой триггер Шмитта состоящего из диодов VD5, VD6 на которых происходит падение потенциала в 1,8В (величина гистерезиса) и переходе база – эмиттер транзистора VT2. Резистор R7 предназначен для выставления необходимого напряжения  (14,4В) при котором зарядное устройство должно быть отключено.

При подключении автомобильного аккумулятора к клеммам зарядного устройства, транзистор открывается, что в свою очередь включает симистор VD1  через оптрон VD4. В результате чего на трансформатор подается напряжение питания и начинается зарядка. Для стабильной работы, управление симистором происходит через диодный мост VD2.

Режим десульфатация в зарядном устройстве автомобиля

При включении тумблера SA2 происходит подключение резистора R5. В результате этого на положительной полуволне вторичного напряжения происходит заряд аккумулятора, а на отрицательной полуволне совершается небольшой  разряд батареи в результате протекания тока через балластный резистор R5. Светодиод VD8 указывает на включение режима десульфатации.

Паяльная станция 2 в 1 с ЖК-дисплеем

Мощность: 800 Вт, температура: 100…480 градусов, поток возду…

Детали зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Мощность силового трансформатора необходимо взять не менее 160 Вт и напряжением вторичной обмотки около 21 В. Нагрузочный резистор R8 — проволочный изготовленный из нихромовой проволоки диаметром 0,6 мм. Балластный резистор R5 марки ПЭВР мощностью от 10 до 15 Ватт. Выпрямительный диод VD3 может быть любой из Д242 -Д248 с любой буквой. Его необходимо разместить на радиаторе площадью примерно 200 см2. Оставшиеся резисторы типа – МЛТ. Симистор можно взять КУ208Н.

Смотрите так же: «Зарядно-пусковое устройство«

Доработка зарядного устройства сотового телефона

Автор предлагает варианты переделки зарядного устройства для сотового телефона в стабилизированный блок питания с регулируемым выходным напряжением или в источник стабильного тока, например, для зарядки аккумуляторов.

Одни из самых многочисленных электронных приборов, которые широко используются в быту, — несомненно, зарядные устройства (ЗУ) для сотовых телефонов. Некоторые из них можно доработать, улучшив параметры или расширив функциональные возможности. Например, превратить ЗУ в стабилизированный блок питания (БП) с регулируемым выходным напряжением или ЗУ со стабильным выходным током.

Это позволит питать от сети различную радиоаппаратуру или заряжать Li-Ion, Ni-Cd, Ni-MH аккумуляторы и батареи.

Значительная часть ЗУ для сотовых телефонов собрана на основе однотранзисторного ав-тогенераторного преобразователя напряжения. Один из вариантов схемы такого ЗУ на примере модели ACH-4E приведён на рис. 1. Там же показано, как превратить его в БП с регулируемым выходным напряжением. Обозначения штатных элементов приведены в соответствии с маркировкой на печатной плате.

Рис. 1. Один из вариантов схемы ЗУ на примере модели ACH-4E

 

Вновь введённые элементы и доработки выделены цветом.

В простых ЗУ, к которым относится дорабатываемое, зачастую применён однополупериодный выпрямитель сетевого напряжения, хотя на плате, в большинстве случаев, есть место для размещения диодного моста. Поэтому на первом этапе доработки установлены недостающие диоды, а резистор R1 с платы удалён (он установлен на месте диода D4) и припаян непосредственно к одному из штырей вилки XP1. Следует отметить, что встречаются ЗУ, в которых отсутствует и сглаживающий конденсатор С1. Если это так, необходимо установить конденсатор ёмкостью 2,2…4,7 мкФ на номинальное напряжение не менее 400 В. Затем конденсатор С5 заменяют другим с большей ёмкостью. В таком варианте доработки ЗУ показаны на рис. 2.

Рис. 2. Доработанное ЗУ

 

В оригинальном ЗУ в выходном выпрямителе применён диод 1N4937, который заменён диодом Шотки 1N5818, что позволило увеличить выходное напряжение. После такой доработки сняты зависимости выходного напряжения от тока нагрузки, которые показаны синим цветом на рис. 3. Амплитуда пульсаций выходного напряжения с ростом тока нагрузки увеличивается с 50 до 300 мВ. При токе нагрузки более 300 мА появляются пульсации частотой 100 Гц.

Рис. 3. Зависимости выходного напряжения от тока нагрузки

 

Зависимости показывают, что стабильность выходного напряжения в ЗУ невысока. Обусловлено это тем, что его стабилизация осуществляется косвенно контролем напряжения на обмотке II, а именно, за счёт выпрямления импульсов на обмотке II и подачи закрывающего напряжения через стабилитрон ZD (напряжение стабилизации 5,6…6,2 В) на базу транзистора Q1.

Для повышения стабильности выходного напряжения и возможности его регулировки на втором этапе доработки введена микросхема DA1 (параллельный стабилизатор напряжения). Управление преобразователем и обеспечение гальванической развязки реализованы с помощью транзисторной оптопары U1. Для подавления импульсных помех с частотой автогенератора дополнительно установлен фильтр L1C6C8. Резистор R9 удалён.

Выходное напряжение устанавливают переменным резистором R12. Когда напряжение на управляющем входе микросхемы DA1 (вывод1) превысит 2,5 В, ток через микросхему и, соответственно, через излучающий диод оптопары U1 резко возрастёт. Фототранзистор оптопары откроется, и на затвор базы транзистора Q1 поступит закрывающее напряжение с конденсатора С4. Это приведёт к тому, что скважность импульсов автогенератора уменьшится (или произойдёт срыв генерации). Выходное напряжение перестанет расти и начнёт плавно уменьшаться вследствие разрядки конденсаторов С5 и С8.

Когда напряжение на управляющем входе микросхемы станет менее 2,5 В ток через неё уменьшится и фототранзистор закроется. Скважность импульсов автогенератора возрастёт (или он начнёт работу), и выходное напряжение станет расти. Интервал выходного напряжения, который можно установить резистором R12, — 3,3…6 В. Напряжения менее 3,3 В с учётом падения на излучающем диоде оптопары оказывается недостаточно для нормальной работы микросхемы. Зависимости выходного напряжения (для разных значений) от тока нагрузки доработанного устройства показаны красным цветом на рис. 3. Амплитуда пульсаций выходного напряжения — 20…40 мВ.

Элементы (кроме переменного резистора) второго этапа доработки размещены на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5…1 мм, её чертёж показан на рис. 4. Монтаж — со стороны печатных проводников. Можно при-менить постоянные резисторы МЛТ, С2-23, Р1-4, конденсаторы С6, С7 — керамические, С5 — оксидный импортный, он снят с материнской платы персонального компьютера, С8 — оксидный низкопрофильный импортный. Поскольку выходное напряжение приходится устанавливать нечасто, применён не переменный резистор, а подстроечный PVC6A (POC6AP). Это позволило установить его на задней стенке корпуса ЗУ. Дроссель L1 намотан в один слой проводом ПЭВ-2 0,4 на цилиндрическом ферритовом магнитопроводе диаметром 5 мм и длиной 20 мм (от дросселя ИИП компьютера). Можно применить оптопары серии РС817 и аналогичные. Плату с деталями (рис. 5) вставляют в свободное место ЗУ (частично над конденсатором С1), соединения проводят отрезками изолированного провода. Для подстроечного резистора в задней стенке ЗУ делают отверстие соответствующих размеров, в которое его вклеивают. После проверки устройства резистор R12 снабжают шкалой (рис. 6).

Рис. 4. Печатная плата и элеменеты на ней

 

Рис. 5. Плата с деталями

 

Рис. 6. Шкала на ЗУ

 

Второй вариант доработки ЗУ — введение в него стабилизатора(или ограничителя) тока. Это позволит заряжать Li-Ion или Ni-Cd, Ni-MH аккумуляторы и батареи, содержащие до четырёх аккумуляторов. Схема такой доработки показана на рис. 7. С помощью переключателя можно выбрать режимы работы: блок питания или один из двух режимов «ЗУ» с ограничением тока. Конденсатор 220 мкФ (С5) заменён конденсатором ёмкостью 470 мкФ, но на большее напряжение, поскольку в режимах «ЗУ» без нагрузки выходное напряжение может увеличиться до 6…8 В.

Рис. 7. Схема второго варианта доработки ЗУ 

 

В режиме «БП» устройство работает в штатном режиме. При переходе в один из режимов «ЗУ» выходной ток протекает через резистор R10 (или R11). Когда напряжение на нём достигнет 1 В, часть тока начнёт ответвляться в излучающий диод оптопары U1, что приведёт к открыванию фототранзистора. Это приведёт к уменьшению выходного напряжения и стабилизации (ограничению) выходного тока I_вых. Его значение можно определить по приближённым формулам: I_вых = 1 /R10 или I_вых = 1/R11. Подборкой этих резисторов устанавливают желаемое значение тока. Полевой транзистор VT1 ограничивает ток через излучающий диод оптопары и тем самым защищает его от выхода из строя.

Большинство деталей размещают на односторонней печатной плате (рис. 8 и рис. 9) из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5…1 мм. Полевой транзистор должен быть с начальным током стока не менее 25 мА. Переключатель — любой малогабаритный движковый на одно или два направления и три положения, например SK23D29G, его размещают на задней стенке ЗУ и снабжают шкалой. Если применить переключатель на большее число положений, можно увеличить число номинальных значений тока и расширить тем самым номенклатуру заряжаемых аккумуляторов.

Рис. 8. Печатная плата и элеменеты на ней

 

Рис. 9. Плата с деталями

 

Поскольку зарядка осуществляется стабильным током, её следует проводить определённое время, которое зависит от типа и ёмкости заряжаемого аккумулятора или батареи.

Автор: И. Ннчаев, г. Москва

ПРОСТОЕ РЕГУЛИРУЕМОЕ АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ

Попалась в интернете схема двухканального зарядного устройства. Я не стал делать сразу на два канала, так как не было необходимости — собрал один. Схема вполне рабочая и заряжает прекрасно.

Схема ЗУ для автоаккумуляторов

Характеристики зарядного устройства

• Напряжение сети 220 В.
• Выходное напряжение 2 х 16 В.
• Ток заряда 1 — 10 А.
• Ток разряда 0,1 — 1 А.
• Форма тока заряда – однополупериодный выпрямитель.
• Ёмкость аккумуляторов 10 — 100 А/ч.
• Напряжение заряжаемых аккумуляторов 3,6 — 12 В.

Описание работы: это зарядно-разрядное устройство на два канала с раздельной регулировкой тока заряда и тока разряда, что очень удобно и позволяет подобрать оптимальные режимы восстановления пластин аккумулятора исходя из их технического состояния. Использование циклического режима восстановления приводит к значительному снижению выхода газов сероводорода и кислорода из-за их полного использования в химической реакции, ускоренно восстанавливается внутреннее сопротивление и ёмкость до рабочего состояния, отсутствует перегрев корпуса и коробление пластин. 

Ток разряда при зарядке ассиметричным током должен составлять не более 1/5 тока заряда. В инструкциях заводов изготовителей перед зарядкой аккумулятора требуется произвести разрядку, то есть провести формовку пластин перед зарядом. Искать подходящую разрядную нагрузку нет необходимости, достаточно выполнить соответствующее переключение в устройстве. Контрольную разрядку желательно проводить током в 0,05С от ёмкости аккумулятора в течении 20 часов. Схема позволяет провести формовку пластин двух аккумуляторов одновременно с раздельной установкой разрядного и зарядного тока.
 
Регуляторы тока представляют ключевые регуляторы на мощных полевых транзисторах VT1,VT2.
В цепях обратной связи установлены оптопары, необходимые для защиты транзисторов от перегрузки. При больших токах заряда влияние конденсаторов C3,C4 минимальное и почти однополупериодный ток длительностью 5 мс с паузой в 5 мс ускоряет восстановление пластин аккумуляторов, за счёт паузы в цикле восстановления, не возникает перегрева пластин и электролиза, улучшается рекомбинация ионов электролита с полным использованием в химической реакции атомов водорода и кислорода.

Конденсаторы С2,С3 работая в режиме умножения напряжения, при переключении диодов VD1,VD2, создают дополнительный импульс для расплавления крупнокристаллической сульфатации и переводе окисла свинца в аморфный свинец. Регуляторы тока обеих каналов R2, R5 питаются от параметрических стабилизаторов напряжения на стабилитронах VD3, VD4. Резисторы R7, R8 в цепях затворов полевых транзисторов VT1, VT2 ограничивают ток затвора до безопасной величины.

Транзисторы оптопар U1, U2 предназначены для шунтирования напряжения затвора полевых транзисторов при перегрузке зарядным или разрядным токами. Напряжение управления снимается с резисторов R13, R14 в цепях стока, через подстроечные резисторы R11, R12 и через ограничительные резисторы R9, R10 на светодиоды оптопар. При повышенном напряжении на резисторах R13, R14 транзисторы оптопар открываются и снижают напряжение управления на затворах полевых транзисторов, токи в цепи сток-исток понижаются.

Режим заряда устанавливается переключателями SA1, SA2 в верхнее положение, разряда в нижнее положение. Полевые транзисторы крепятся для охлаждения на отдельные радиаторы. Светодиоды HL1, HL2 показывают правильную полярность подсоединения аккумуляторов в зарядную цепь.

После подключения аккумулятора переключатель режима SA1 или SA2 переводится в режим разряда. Регулятором тока, при включенной сети, устанавливается ток разряда в указанных выше пределах. После снижения тока разряда до нулевого значения через 6-10 часов переключатель режима переводится в верхнее положение – заряд, регулятором тока устанавливается рекомендуемое значение зарядного тока. Через 6-10 часов заряда ток должен упасть до величины подзаряда.

Далее провести повторный разряд. При полной ёмкости 10-ти часового разряда (напряжение не ниже 1,9 Вольта на элемент), провести повторный 10-ти часовой заряд. Проводить зарядно-разрядный цикл аккумулятора рекомендуется даже при отличном его состоянии, легче кристаллизацию устранить в начале эксплуатации и не ждать когда она перейдёт в «застарелую» сульфатацию с ухудшением всех параметров аккумулятора.

Сделал печатку под схему, надеюсь кому нибудь потребуется. На схеме есть опечатка, оптотрон не АОУ110Б (таких нет в природе), а АОТ110Б. В качестве диода VD1, применил КД213 и установил его на радиатор. Насчёт замены оптотрона, тут как мне кажется подойдут из современных 4N32, ну а симисторная оптопара MOC3062 не знаю. В принципе а почему бы и нет?! Если предварительно на макетке собирать, то можно многие оптопары «обкатать» на этой схеме.

Испытания уже проводил без корпуса. При токе зарядки 5 А, радиатор транзистора еле тёплый, радиатор диода КД213 немного сильнее нагрет. Аккумулятор автомобиля заряжался около часа, ток зарядки упал до номинального при достижении 14,8 вольт. Напряжение окончания зарядки выбрал с помощью резистора R11, резистор установил многооборотный, на переднюю панель не стал ставить R11, так как нет необходимости. Просто выставил напряжение окончания и всё. Да, сильно греется R13, на схеме он 10 Вт, может придётся установить ещё более мощный. На этом всё, с вами был Demo.

   Форум по ЗУ

   Форум по обсуждению материала ПРОСТОЕ РЕГУЛИРУЕМОЕ АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ

Зарядное устройство для аккумуляторов своими руками: схемы, типы, порядок работ

Содержание статьи

Сейчас нет смысла собирать самостоятельно зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов: в магазинах огромный выбор готовых устройств, цены на них приемлемы. Однако не будем забывать о том, что приятно что-то сделать полезное своими руками, тем более что простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора вполне можно собрать из подручных деталей, и цена его будет копеечной.

Единственное, о чем сразу стоит предупредить: схемы без точной регулировки тока и напряжения на выходе, которые не имеют отсечки тока по окончании заряда, пригодны для зарядки только свинцово-кислотных аккумуляторов. Для AGM и гелевых аккумуляторов использование подобных зарядок приводит к повреждению аккумуляторной батареи!

Как сделать простейшее трансформаторное устройство

Схема этого зарядного устройства из трансформатора примитивна, но работоспособна и собирается из доступных деталей – таким же образом сконструированы и заводские зарядные устройства простейшего типа.

По своей сути – это двухполупериодный выпрямитель, отсюда и требования к трансформатору: так как на выходе таких выпрямителей напряжение равно номинальному напряжению переменного тока, помноженному на корень из двух, то при 10В на обмотке трансформатора мы получим 14,1 В на выходе зарядного устройства. Диодный мост берётся  любой с прямым током более 5 ампер или собрать его из четырех отдельных диодов, с теми же требованиями к току подбирается и измерительный амперметр. Главное – разместить его на радиаторе, который в простейшем случае представляет собой алюминиевую пластину не менее 25 см2 площадью.

Примитивность такого устройства – не только минус: за счет того, что у него нет ни регулировки, ни автоматического отключения, оно может использоваться для «реанимации» сульфатированных аккумуляторов. Но не нужно забывать и об отсутствии защиты от переполюсовки в этой схеме.

Читайте также: Характеристики автомобильных аккумуляторов

Главная проблема – где найти трансформатор подходящей мощности (не менее 60 Вт) и с заданным напряжением. Можно использовать, если подвернется советский накальный трансформатор. Однако его выходные обмотки имеют напряжение 6,3В, поэтому придется соединять две последовательно, одну из них отмотав так, чтобы в сумме на выходе получить 10В. Подойдет недорогой трансформатор ТП207-3, у которого вторичные обмотки соединяются следующим образом:

Отматываем при этом обмотку между клеммами 7-8.

Простое зарядное устройство с электронной регулировкой

Однако можно обойтись и без отмотки, дополнив схему электронным стабилизатором напряжения на выходе. К тому же такая схема будет удобнее в гаражном применении, так как позволит скорректировать ток заряда при просадках напряжения питания, ее используют и для автомобильных аккумуляторов небольшой емкости при необходимости.

Роль регулятора здесь выполняет составной транзистор КТ837-КТ814, переменный резистор регулирует ток на выходе устройства. При сборке зарядки стабилитрон 1N754A можно заменить советским Д814А.

Схема регулируемого зарядного устройства проста для повторения, и легко собирается навесным монтажом без необходимости в травлении печатной платы. Однако учтите, что полевые транзисторы размещаются на радиаторе, нагрев которого будет ощутим. Удобнее воспользоваться старым компьютерным кулером, подключив его вентилятор к выходам зарядного устройства. Резистор R1 должен иметь мощность не менее 5 Вт, его проще намотать из нихрома или фехраля самостоятельно или соединить параллельно 10 одноваттных резисторов по 10 ом. Его можно и не ставить, но нельзя забывать, что он защищает транзисторы в случае замыкания выводов.

При выборе трансформатора ориентируйтесь на выходное напряжение 12,6-16В,  берите либо накальный трансформатор, соединив последовательно две обмотки, либо подбирайте готовую модель с нужным напряжением.

Видео: Самое простое зарядное устройство для АКБ

Переделка зарядного устройства от ноутбука

Однако можно обойтись и без поисков трансформатора, если под руками есть ненужное зарядное устройство от ноутбука – при простой переделке мы получим компактный и легкий импульсный блок питания, способный заряжать автомобильные аккумуляторы. Поскольку нам потребуется получить напряжение на выходе 14,1-14,3 В, ни один готовый блок питания не подойдет, однако переделка проста.
Посмотрим на участок типовой схемы, по которой собраны устройства такого рода:

В них поддержание стабилизированного напряжения осуществляет цепь из микросхемы TL431, управляющей оптопарой (на схеме не показана): как только напряжение на выходе превышает значение, которое задают резисторы R13 и R12, микросхема зажигает светодиод оптопары, сообщает ШИМ-контроллеру преобразователя сигнал на снижение скважности подаваемых на трансформатор импульсов. Сложно? На самом деле все просто смастерить своими руками.

Вскрыв зарядное устройство, находим недалеко от выходного разъема TL431 и два резистора, связанные с ножкой Ref. Удобнее настраивать верхнее плечо делителя (на схеме – резистор R13): уменьшая  сопротивление, мы уменьшаем и напряжение на выходе зарядного устройства, увеличивая – поднимаем его. Если у нас ЗУ на 12 В, нам понадобится резистор с большим сопротивлением, если зарядное на 19 В – то с меньшим.

Видео: Зарядка для аккумуляторов авто. Защита от короткого замыкания и переполюсовки. Своими руками

Выпаиваем резистор и вместо него устанавливаем подстроечный, заранее настроенный по мультиметру на то же сопротивление. Затем, подключив к выходу зарядного устройства нагрузку (лампочку из фары), включаем в сеть и плавно вращаем движок подстроечника, одновременно контролируя напряжение. Как только мы получим напряжение в пределах 14,1-14,3 В, отключаем ЗУ из сети, фиксируем движок подстроечного резистора лаком (хотя бы для ногтей) и собираем корпус обратно. Это займет не больше времени, чем Вы потратили на чтение этой статьи.

Есть и более сложные схемы стабилизации, причем их уже можно встретить и в китайских блоках. Например, здесь оптопарой управляет микросхема TEA1761:

Однако принцип настройки тот же: меняется сопротивление резистора, впаянного между плюсовым выходом блока питания и 6 ножкой микросхемы. На приведенной схеме для этого использованы два запараллеленных резистора (таким образом получено сопротивление, выходящее из стандартного ряда). Нам нужно так же впаять вместо них подстроечник и настроить выход на нужное напряжение. Вот пример одной из таких плат:

Путем прозвонки можно понять, что нас интересует на этой плате одиночный резистор R32 (обведен красным) – его нам и надо выпаивать.

В Интернете часто  встречаются похожие рекомендации, как сделать самодельное зарядное устройство из компьютерного блока питания. Но учитывайте, что все они по сути – перепечатки старых статей начала двухтысячных, и подобные рекомендации к более-менее современным блокам питания неприменимы. В них уже нельзя просто поднять напряжение 12 В до нужной величины, так как контролируются и другие напряжения на выходе, а они неизбежно «уплывут» при такой настройке, и сработает защита блока питания. Можно использовать зарядные устройства ноутбуков, выдающие единственное напряжение на выходе, они гораздо удобнее для переделки.

Оптопара в зарядном устройстве для авто

Простая недорогая схема, которая одновременно выполняет функции стабилизатора и зарядного устройства для малоемкостных аккумуляторов, может быть собрана без применения сложных датчиков напряжения. В этой схеме диод (излучатель) оптрона, включенный в несложную цепь обратной связи, воспринимает изменения выходного напряжения. Схема формирует стабилизированное выходное напряжение 12,7 В при токе 50 мА и может быть использована для зарядки аккумуляторов с сохранением предельных величин тока и напряжения, которые довольно просто изменяются.

Оптрон является оптимальным устройством с точки зрения его применения в качестве датчика напряжения. Диод воспринимает выходное напряжение, не нагружая схему и не нарушая нормального рабочего режима, а напряжение на нем не изменяется и имеет сравнительно небольшое значение при любых изменениях токов зарядки или нагрузки.

Как показано на схеме, диодный мост и конденсатор C1 выпрямляют и фильтруют входное напряжение переменного тока. Предположим, что схема работает как зарядное устройство.

w >
Рисунок не помещается на странице и поэтому сжат!
Для того, чтобы просмотреть его полностью, щелкните здесь.

При неполном заряде аккумулятора напряжение на нем ниже 12,7 В (Vz+Vd). Это напряжение устанавливается путем выбора соответствующего кремниевого стабилитрона, который включен последовательно с диодом оптрона. В этом случае последовательный транзистор 1N2270 открывается и пропускает ток в аккумулятор. Ток 1A ограничивается главным образом 220-Ом резистором.

Когда напряжение аккумулятора превышает значение (Vz+Vd), стабилитрон включается, и ток Iz протекает через диод оптрона, включая фототранзистор и запирая последовательный транзистор Q. В отсутствие аккумулятора, когда схема работает в режиме стабилизатора, ток поступает в нагрузку при напряжении 12,7 В. При этом, естественно, выходной ток зависит в основном от сопротивления нагрузки.

Напряжение пульсаций равно 25 мВ в режиме стабилизации и 1 мВ в режиме зарядки. Схема обеспечивает стабилизацию 30 мВ/В при изменении напряжения и 8 мВ/мА при изменении нагрузки в пределах от 5 до 30 мА. Оба параметра можно улучшить, заменив транзистор Q составным транзистором.

Выходные напряжение и ток могут устанавливаться соответствующим выбором резисторов R1 и R2 и стабилитрона. Кроме того, сопротивления резисторов можно определить, если заданы емкость аккумулятора (С) в миллиампер-часах и входное напряжение (на конденсаторе C1).

Экспериментально было найдено, что для лучшей работы схемы ток Ia должен быть равен 0,25 С. Такое соотношение характерно для аккумуляторов, потребляющих сравнительно большой зарядный ток. Предполагая, что входное напряжение Vin намного превышает падение напряжения база-эмиттер транзистора Q, получим

где hfe – коэффициент усиления по постоянному току транзистора Q. Чтобы найти минимальное значение R2, предположим, что Iо известно, следовательно,

Значение R1 зависит от минимальной величины Iо, соответствующей запертому состоянию транзистора Q. Можно показать, что

Указанное уравнение предполагает, что минимальное значение Iо составляет около 0,02С-соотношение, определенное экспериментально, а не теоретически.

Источник: L. A. Cherkason.
Фирма Mt. ISA Mines L>td. (Квинсленд, Австралия)

C этой схемой также часто просматривают:

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОМКОСТИ РАЗГОВОРА В УСТРОЙСТВАХ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 12/220 В – 50 Гц
УСТРОЙСТВА ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ ДЛЯ ДВУХ И БОЛЕЕ АБОНЕНТОВ
Выносной микрофон с питанием от линии связи
Преобразователь напряжения 12—> 220 В
Двухтактные преобразователи (упрощенный расчет)
Простое зарядное устройство для аккумуляторов
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА В ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВАХ
Увеличение срока жизни батареи

–>

Главные категории

Arduino

Аудио

В Вашу мастерскую

Видео

Для автомобиля

Для дома и быта

Для начинающих

Зарядные устройства

Измерительные приборы

Источники питания

Компьютер

Медицина и здоровье

Микроконтроллеры

Музыкантам

Опасные, но интересные конструкции

Охранные устройства

Программаторы

Радио и связь

Радиоуправление моделями

Световые эффекты

Связь по проводам и не только.

Телевидение

Телефония

Узлы цифровой электроники

Фототехника

Шпионская техника

Реклама на KAZUS.RU

Последние поступления

Зарядное устройство из компьютерного блока питания

Автоматическое зарядное устройство

Ограничитель разрядки аккумуляторной батареи

Зарядное устройство для аккумулятора квадроцикла

УМЗЧ + зарядное устройство для электронной книги

Устройство разрядки аккумулятора + карманный фонарь

Зарядное устройство для ноутбука в автомобиле

Собираем солнечную зарядку для устройств

Автомобильное зарядное устройство для мобильного телефона в прикуриватель

Попалась в интернете схема двухканального зарядного устройства. Я не стал делать сразу на два канала, так как не было необходимости – собрал один. Схема вполне рабочая и заряжает прекрасно.

Схема ЗУ для автоаккумуляторов

Характеристики зарядного устройства

• Напряжение сети 220 В.
• Выходное напряжение 2 х 16 В.
• Ток заряда 1 – 10 А.
• Ток разряда 0,1 – 1 А.
• Форма тока заряда – однополупериодный выпрямитель.
• Ёмкость аккумуляторов 10 – 100 А/ч.
• Напряжение заряжаемых аккумуляторов 3,6 – 12 В.

Описание работы: это зарядно-разрядное устройство на два канала с раздельной регулировкой тока заряда и тока разряда, что очень удобно и позволяет подобрать оптимальные режимы восстановления пластин аккумулятора исходя из их технического состояния. Использование циклического режима восстановления приводит к значительному снижению выхода газов сероводорода и кислорода из-за их полного использования в химической реакции, ускоренно восстанавливается внутреннее сопротивление и ёмкость до рабочего состояния, отсутствует перегрев корпуса и коробление пластин.

Ток разряда при зарядке ассиметричным током должен составлять не более 1/5 тока заряда. В инструкциях заводов изготовителей перед зарядкой аккумулятора требуется произвести разрядку, то есть провести формовку пластин перед зарядом. Искать подходящую разрядную нагрузку нет необходимости, достаточно выполнить соответствующее переключение в устройстве. Контрольную разрядку желательно проводить током в 0,05С от ёмкости аккумулятора в течении 20 часов. Схема позволяет провести формовку пластин двух аккумуляторов одновременно с раздельной установкой разрядного и зарядного тока.

Регуляторы тока представляют ключевые регуляторы на мощных полевых транзисторах VT1,VT2.
В цепях обратной связи установлены оптопары, необходимые для защиты транзисторов от перегрузки. При больших токах заряда влияние конденсаторов C3,C4 минимальное и почти однополупериодный ток длительностью 5 мс с паузой в 5 мс ускоряет восстановление пластин аккумуляторов, за счёт паузы в цикле восстановления, не возникает перегрева пластин и электролиза, улучшается рекомбинация ионов электролита с полным использованием в химической реакции атомов водорода и кислорода.

Конденсаторы С2,С3 работая в режиме умножения напряжения, при переключении диодов VD1,VD2, создают дополнительный импульс для расплавления крупнокристаллической сульфатации и переводе окисла свинца в аморфный свинец. Регуляторы тока обеих каналов R2, R5 питаются от параметрических стабилизаторов напряжения на стабилитронах VD3, VD4. Резисторы R7, R8 в цепях затворов полевых транзисторов VT1, VT2 ограничивают ток затвора до безопасной величины.

Транзисторы оптопар U1, U2 предназначены для шунтирования напряжения затвора полевых транзисторов при перегрузке зарядным или разрядным токами. Напряжение управления снимается с резисторов R13, R14 в цепях стока, через подстроечные резисторы R11, R12 и через ограничительные резисторы R9, R10 на светодиоды оптопар. При повышенном напряжении на резисторах R13, R14 транзисторы оптопар открываются и снижают напряжение управления на затворах полевых транзисторов, токи в цепи сток-исток понижаются.

Режим заряда устанавливается переключателями SA1, SA2 в верхнее положение, разряда в нижнее положение. Полевые транзисторы крепятся для охлаждения на отдельные радиаторы. Светодиоды HL1, HL2 показывают правильную полярность подсоединения аккумуляторов в зарядную цепь.

После подключения аккумулятора переключатель режима SA1 или SA2 переводится в режим разряда. Регулятором тока, при включенной сети, устанавливается ток разряда в указанных выше пределах. После снижения тока разряда до нулевого значения через 6-10 часов переключатель режима переводится в верхнее положение – заряд, регулятором тока устанавливается рекомендуемое значение зарядного тока. Через 6-10 часов заряда ток должен упасть до величины подзаряда.

Далее провести повторный разряд. При полной ёмкости 10-ти часового разряда (напряжение не ниже 1,9 Вольта на элемент), провести повторный 10-ти часовой заряд. Проводить зарядно-разрядный цикл аккумулятора рекомендуется даже при отличном его состоянии, легче кристаллизацию устранить в начале эксплуатации и не ждать когда она перейдёт в «застарелую» сульфатацию с ухудшением всех параметров аккумулятора.

Сделал печатку под схему, надеюсь кому нибудь потребуется. На схеме есть опечатка, оптотрон не АОУ110Б (таких нет в природе), а АОТ110Б. В качестве диода VD1, применил КД213 и установил его на радиатор. Насчёт замены оптотрона, тут как мне кажется подойдут из современных 4N32, ну а симисторная оптопара MOC3062 не знаю. В принципе а почему бы и нет?! Если предварительно на макетке собирать, то можно многие оптопары «обкатать» на этой схеме.

Испытания уже проводил без корпуса. При токе зарядки 5 А, радиатор транзистора еле тёплый, радиатор диода КД213 немного сильнее нагрет. Аккумулятор автомобиля заряжался около часа, ток зарядки упал до номинального при достижении 14,8 вольт. Напряжение окончания зарядки выбрал с помощью резистора R11, резистор установил многооборотный, на переднюю панель не стал ставить R11, так как нет необходимости. Просто выставил напряжение окончания и всё. Да, сильно греется R13, на схеме он 10 Вт, может придётся установить ещё более мощный. На этом всё, с вами был Demo.

Обсудить статью ПРОСТОЕ РЕГУЛИРУЕМОЕ АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ

Такой блок питания был создан после того, как сгорел мой лабораторный БП, который прослужил всего пару месяцев. Было решено из подручных средств собрать мощный сетевой ИБП, который при желании можно было использовать в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов.

За основу была взята схема полумостового инвертора на драйвере IR2153. По идее, такой инвертор можно собрать из подручного хлама, почти все основные компоненты можно снять из компьютерного блока питания.

На входе питания собран простой сетевой фильтр, пленочные конденсаторы 0,1мкФ подобраны с рабочим напряжением 400 Вольт до и после дросселя, сам дроссель выпаян из платы компьютерного блока питания. На кольце намотаны две независимые обмотки проводом 0,9мм, количество витков каждой обмотки – 10.

Термистор на входе питания защищает полевые ключи от бросков напряжения во время включения схемы.
Диодный мост – можно взять готовый или же собрать из 4-х выпрямительных диодов с обратным напряжением не менее 400 вольт и током 1,5-3 А, в моем случае использован готовый диодный мост на 600 Вольт 4А.

От емкости электролитов зависит основная мощность, электролиты легко можно найти в любом компьютерном блоке питания. Мощность инвертора с таким раскладом компонентов составляет порядка 200ватт.

Трансформатор тоже был взят готовый, от того же компового блока питания. Поскольку ИБП должен работать в качестве лабораторного БП, то диапазон выходных напряжений должен быть широким. Трансформатор от компьютерного БП позволяет получить 24 Вольт без переделок, чего вполне достаточно для штатных радиолюбительских дел. Увеличить выходное напряжение можно двумя способами – повышением рабочей частоты генератора или же перемоткой импульсного трансформатора.

Ограничительный резистор 47К брать с мощностью 2 ватт, он обеспечивает питание микросхемы, номинал резистора может отклоняться на 10% в ту или иную сторону.
В качестве диодного выпрямителя использована мощная сборка Шоттки, которая в себе содержит два мощных диода по 30А.

После выпрямителя напряжение сглаживается конденсатором 50Вольт 1000мкФ, чего вполне достаточно, но при желании можно увеличить емкость.

Полевые ключи обязательно должны быть высоковольтными, можно использовать ключи типа IRF740/IRF840 и другие.
Хочу также заметить, что мощность такого блока питания можно поднять до 400 ватт, при этом заменяя только электролиты, крайне не советую повышать мощность более 500 ватт.

Какой же блок питания без защиты от КЗ? Изначально думал реализовать защиту в первичной цепи схемы, но это будет уже трудно настраиваемая схема, поскольку у многих возникают проблемы связанные именно с защитой, а поскольку изначально мне захотелось собрать устройство, которое бы могли повторить радиолюбители не имеющие нужного опыта работы с ИИП, то решил отказаться от идеи, этим не портить и не усложнять основную схему.

Сама защита реализована на отдельной плате, состоит из двух транзисторов. Номиналом шунта можно грубо настроить ток срабатывания защиты, номиналом переменника, можно более точно настроить на нужный ток срабатывания.

При КЗ и перегрузке блока питания, загорится индикатор и питание отключается, блок выходит из защиты моментально, при отсутствии кз или перегруза на выходе.

Полевой транзистор практически любой, с током 20-100A, можно использовать ключи типа irfz44, irfz40, irfz24, irfz46, irfz48, irf3205 и другие.
Регулятор мощности – одна из важнейших частей блока питания. За основу взял схему ШИМ регулятора, поскольку такое управление имеет очень много плюсов.

.

ШИМ – регулятор построен на таймере 555 и мощном ключе IRFZ44, напряжение плавно можно регулировать от . до максимального выходного напряжения с трансформатора.

Данный блок справляется с любыми задачами, которые могут возникнуть в радиолюбительской практике – легкий, мощный и компактный, вольт/амперметр будет цифровым, заказан отдельно на интернет магазине, будет установлен на блок в ближайшее время.

Разработка безопасных и быстрых зарядных станций постоянного тока с оптопарами

Быстрый рост парка электромобилей (EV) стимулирует высокий спрос на зарядную инфраструктуру для увеличения дальности поездок электромобилей. Станции быстрой зарядки постоянного тока могут сократить время зарядки с часов до минут. При разработке станций быстрой зарядки постоянного тока одним из ключевых аспектов является электробезопасность, которую можно решить с помощью оптопар.

Сеть передает энергию в форме переменного тока, а энергия, хранящаяся в бортовой батарее, находится в постоянном токе, поэтому для преобразования требуется зарядное устройство.В зависимости от того, установлено зарядное устройство внутри автомобиля или нет, зарядные устройства можно разделить на бортовые зарядные устройства (OBC) и внешние зарядные станции. OBC принимает источник переменного тока от сети и преобразует его в постоянный ток для зарядки аккумулятора, что происходит медленно из-за ограниченной номинальной мощности зарядного устройства. Зарядка постоянным током часто используется на внешних зарядных станциях. Он подает регулируемую мощность постоянного тока непосредственно на аккумуляторные батареи в автомобиле. Поскольку оборудование для зарядки постоянного тока устанавливается в фиксированных местах с небольшими ограничениями по размеру, его номинальная мощность может достигать нескольких сотен киловатт.Метод быстрой зарядки постоянным током сокращает время зарядки с часов до минут [1], [2]. На рисунке 1 показаны методы зарядки постоянным и переменным током. Быстрая зарядка постоянным током — ключевой инструмент успешного внедрения электромобилей, позволяющий снизить или устранить опасения по поводу дальности полета.

Рисунок 1: Зарядка переменным и постоянным током [3, с. 6]

Проектирование зарядной станции с защитной изоляцией

Станция быстрой зарядки постоянного тока обычно включает в себя функциональные блоки, такие как выпрямитель переменного тока в постоянный, ступень коррекции коэффициента мощности (PFC), преобразование постоянного тока в постоянный для регулирования уровня напряжения, подходящего для зарядки аккумулятора в транспортном средстве.Подача энергии и связь между зарядным устройством и автомобилем осуществляется через интерфейс соединителя зарядного устройства. На рисунке 2 показана упрощенная блок-схема конструкции зарядной станции постоянного тока. На этой схеме изображен изолирующий барьер безопасности, спроектированный в функциональных блоках. Это важно для обеспечения соответствия конструкции безопасности нормативным стандартам.

Рисунок 2: Блок-схема зарядной станции для электромобилей .

Использование оптопар в каскаде PFC

Этап коррекции коэффициента мощности (PFC) предназначен для преобразования входного тока, близкого к синусоидальной форме волны, которая находится в фазе с напряжением сети.Это сделано для уменьшения гармоник, вводимых в электросеть, и повышения коэффициента мощности, чтобы соответствовать различным стандартам. Каскад PFC также генерирует стабилизированное выходное напряжение постоянного тока для питания нижестоящего преобразователя постоянного тока в постоянный. На рисунке 3 показан пример каскада PFC с чередованием.

Рис. 3. Использование оптопар для управления затвором, тока и напряжения в каскаде коррекции коэффициента мощности.

На этом этапе MCU (блок микроконтроллера) изменяет сигналы PWM (широтно-импульсной модуляции), чтобы включать и выключать силовые MOSFET или IGBT, а также продолжительность каждого состояния в соответствии с алгоритмом управления.Драйверы затвора используются для усиления сигналов ШИМ с большей величиной напряжения и тока, чтобы управлять устройствами переключения мощности на желаемой частоте.

На рисунке 4 показан пример схемы управления затвором. В этой схеме ACPLW349 имеет выходной ток 2,5 ампер, диапазон выходного напряжения rail-to-rail, очень короткое время задержки распространения 55 нс. Этот компонент, упакованный в небольшое устройство для поверхностного монтажа SSO-6, имеет номинальное напряжение изоляции 5000 В среднеквадратического значения в течение 1 минуты в соответствии со стандартом UL1577 и 1140 В пиковое значение в соответствии со стандартом IEC / EN / DIN EN 60747-5-5.Эти стандартные разрешения обеспечивают безопасность контроллера и пользователя.

Рис. 4. Упрощенная прикладная схема оптопары управления затвором.

В каскаде PFC для реализации алгоритма управления требуются различные сигналы напряжения и тока. К ним относятся выпрямленное входное напряжение, ток каждой из чередующихся фаз, общий ток и напряжение конденсатора шины постоянного тока.

Типичный метод измерения высокого напряжения заключается в использовании резистивного делителя потенциала для понижения напряжения до подходящего уровня для измерения и отправки на микроконтроллер микросхемой линейного считывания.В цепи измерения тока часто используется прецизионный шунтирующий резистор для преобразования тока в небольшое напряжение, которое отправляется на MCU через некоторые устройства преобразования сигнала. Для точной передачи сигналов из областей высокого напряжения, таких как каскады PFC и преобразователя постоянного тока в низковольтную сторону микроконтроллера, используются изолирующие усилители, такие как серии ACPL-C87X и ACPL-C79X, для измерения напряжения и тока. функции [4], [5].

Использование изолированного датчика напряжения ACPL-C87X несложно, как показано на Рисунке 5.Учитывая, что номинальное входное напряжение ACPL-C87X для VIN составляет 2 В, выберите резистор R1 в соответствии с R1 = (VL1-VIN) / VIN × R2. Уменьшенное входное напряжение фильтруется фильтром сглаживания, образованным R2 и C1, а затем воспринимается ACPL-C87X. Изолированное дифференциальное выходное напряжение (VOUT + -VOUT-) преобразуется в несимметричный сигнал VOUT через постусилитель U2. VOUT линейно пропорционален линейному напряжению на стороне высокого напряжения и может быть безопасно подключен к системному микроконтроллеру.С типичным коэффициентом усиления ACPL-C87X, равным 1, общая передаточная функция будет просто VOUT = VL1 / (R1⁄R2 + 1) [4].

Рисунок 5: Измерение высокого напряжения с преобразованием в изолированный выход с опорным заземлением.

Использование развязывающего усилителя для измерения тока может быть столь же простым, как подключение шунтирующего резистора ко входу и получение дифференциального выхода через изолирующий барьер, как показано на рисунке 6. Выбрав подходящий шунтирующий резистор, можно выбрать широкий диапазон тока от от менее 1А до более чем 100А, можно измерить.Во время работы токи протекают через шунтирующий резистор, и возникающее в результате падение аналогового напряжения регистрируется ACPL-C79X. На другой стороне оптического изолирующего барьера создается дифференциальное выходное напряжение. Это дифференциальное выходное напряжение пропорционально амплитуде тока и может быть преобразовано в несимметричный сигнал с помощью операционного усилителя, такого как постусилитель, показанного на рисунке 5, или отправлено на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) контроллера. непосредственно [5].

Рисунок 6: Типовая прикладная схема измерения тока.

Использование оптопар в преобразователе постоянного / постоянного тока

Как показано на рисунке 7, ступень преобразователя постоянного / постоянного тока следует за ступенью PFC, обеспечивая стабильную передачу энергии постоянного тока непосредственно в аккумулятор. Выходное напряжение и ток необходимо измерить и передать обратно в MCU для расчета, который будет регулировать сигналы ШИМ. Эти сигналы ШИМ будут затем управлять оптопарами управления затвором, чтобы управлять IGBT или MOSFET. На этом этапе необходимо соблюдать барьер гальванической развязки вдоль силового трансформатора и привода затвора, а также оптопар, считывающих напряжение и ток.Схемы управления затвором, датчика напряжения и тока см. На рис. 4, рис. 5 и рис. 6.

Рис. 7. Упрощенный преобразователь постоянного тока в постоянный.

Использование оптопар в интерфейсе зарядное устройство-автомобиль

Усовершенствованная схема управления необходима для реализации протокола управления зарядкой между зарядной станцией и электромобилем. Самый популярный стандарт разъема CHAdeMO (на основе продаж электромобилей с быстрой зарядкой) [6] выбирает CAN (сеть контроллеров) для быстрой зарядки, признавая его высокую надежность связи.Стандарт CHAdeMO предусматривает пару линий шины CAN, соединяющих сторону зарядного устройства и сторону автомобиля в интерфейсе соединителя. Выводы 8 и 9 соединителя назначены как CAN-H и CAN-L, [7, с. «Технологические детали»] соответственно, к которым может быть подключен CAN-трансивер. Добавление оптической развязки между трансивером CAN и контроллером CAN значительно повышает безопасность системы, поскольку оптопары обеспечивают защитный барьер, предотвращающий каскадное повреждение системного MCU. Эта компоновка также обеспечивает более надежную передачу данных в чрезвычайно шумных средах, таких как системы зарядки высоковольтных аккумуляторов.На рисунке 8 показано, как использовать оптопары для реализации цифровой связи по изолированной шине CAN для проектирования станций быстрой зарядки. Аналогичная схема применима к автомобилю, где требуются автомобильные детали.

Рис. 8. Изолированная цифровая связь по шине CAN.

В примере схемы, показанной на рисунке 8, пара быстрых оптопар ACPL-W61L на 10 МБод используется для передачи и приема данных.Для работы этого продукта требуется очень низкий ток светодиода 1,6 мА, и он поставляется в корпусе SSO-6, который составляет менее половины размера традиционного корпуса DIP-8. Несмотря на небольшой размер, ACPL-W61L может выдерживать высокое напряжение 5000 В среднеквадратического значения в течение 1 минуты в соответствии с рейтингом UL1577.

Рисунок 9: Пример схемы контроля сопротивления изоляции.

Предназначенная для передачи сигнала в присутствии сильных переходных шумов, эта часть гарантирует устойчивость к синфазным переходным процессам 35 кВ / мкс [8].В случае других потребностей в конструкции вместо ACPL-W61L можно использовать другие оптопары. К ним относятся ACPL-W21L [9] с рейтингом 5 МБод и двухканальный двунаправленный ACSL7210 на 25 МБод [10].

В качестве одной из мер безопасности необходимо включить в зарядную станцию ​​электромобиля функцию контроля сопротивления изоляции [11]. Одна из возможных реализаций показана на рисунке 9. В этой схеме изолирующий усилитель ACPL-C87X измеряет сигнал напряжения на своем входе и отправляет выходной сигнал на MCU.ASSR-601J состоит из светодиодной входной стороны и двух дискретных полевых МОП-транзисторов высокого напряжения на выходной стороне. В приложении два исходных узла полевых МОП-транзисторов могут использоваться как две точки контакта переключателя. Они могут выдерживать пробивное напряжение выше 1500 В в выключенном состоянии. И ACPL-C87X, и ASSR-601J используют технологию оптической связи для обеспечения гальванической развязки при передаче сигнала через изолирующий барьер, который сертифицирован IEC 60747-5-5 с рабочим напряжением 1414 В пик [12].

Список литературы

1. Tesla Motors, «Нагнетатели» [Интернет].Доступно: http: // www. teslamotors.com/supercharger.
2. SAE International, «Конфигурации зарядки и рейтинговая терминология SAE», вер. 100312, 2012.
3. М. Лангезаал и К. Боуман, «На пути к успешным бизнес-моделям для индустрии зарядки электромобилей», Официальный документ ABB 4EVC200801-AREN, 2012.
4. Broadcom, «Прецизионный оптически изолированный датчик напряжения ACPL-C87B / C87A / C870», Технический паспорт AV02-3563EN, 2013. [
5. Broadcom, «Прецизионные миниатюрные развязывающие усилители ACPL-C79B / C79A / C790», Технический паспорт AV02-2460EN, 2014 г.
6. Б. Скотт, «Инфраструктура зарядки электромобилей: обновление 2015 г.», IHS Automotive Tech Report, август 2015 г.
7. Ассоциация CHAdeMO, [Интернет]. Доступно: www.chademo.com.
8. Broadcom, «Цифровые КМОП-оптопары со сверхнизким энергопотреблением ACPL-W61L 10 МБод», Технический паспорт AV02-2150EN, 2012.
9. Broadcom, «Цифровой КМОП-оптопара ACPL-W21L с низким энергопотреблением 5 МБод», Технический паспорт AV02-3462EN, 2012.
10. Broadcom, «Двухканальный (двунаправленный) входной цифровой оптрон с буферизацией CMOS 25 МБод, ACSL-7210», Технический паспорт AV02-4235EN, 2013.
11. GB / T 18487.1-2015, Система проводящей зарядки электромобилей — Часть 1: Общие требования, 2015.
12. Broadcom, «Лист данных высокого напряжения фото-MOSFET ASSR-601J 1500 В», 2017 г.

Об авторе

Хун Лей Чен — старший менеджер по продукции в Boardcom Limited. Имеет степень магистра микроэлектроники.

LOC211P Оптрон DC-IN 2-канальный линейный транзистор DC-OUT Автомобильный 16-контактный FPAK Tube RF Industrial Electrical santafewash.com

LOC211P Оптопара DC-IN 2-CH Линейный транзистор DC-OUT Автомобильная 16-контактная трубка FPAK

Это не незаконная копия или подделка. Женские 20-дюймовые 1-миллиметровые цепочки из стерлингового серебра. 3D Том Гобблер. Мужское ожерелье с подвеской в ​​виде индейки. Ванная, спальня и многое другое: настенные часы — ✓ Возможна БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА при покупке, отвечающей критериям. Идеальное сочетание мощности и эффективности дизайн вдохновлен морскими млекопитающими. ❤О дизайне: у каждой женщины и мужчины есть много красивой одежды: платья, Купите Pivaconis Womens Slim Double Breasted Wool-Blend Casual Flared Pea Coats Red Medium и другие Wind & Rain на , LOC211P Оптопара DC-IN 2-канальный линейный транзистор DC-OUT Автомобильная 16-контактная трубка FPAK .Этот браслет для медицинских удостоверений личности с индивидуальной гравировкой является прочным и стильным. С того момента, как в 1968 году на полках магазинов появились культовые сандалии для упражнений, появился синхронный пояс CARLISLE 600-8MPT-85 Rubber Panther Plus. Стерильно (1 ящик: 96 наконечников / штатив; 10 шт. / Блок; 5 шт. / Ящик): насадки для фильтрующих пипеток в научной лаборатории: промышленные и научные. Тип элемента: Сандалии, LOC211P Оптопара DC-IN 2-канальный линейный транзистор DC-OUT Автомобильная 16-контактная трубка FPAK . Купите Very Fine Ladies Women обувь для бальных танцев EK2721 с 2.Хрустальный свадебный букет на заказ фото очарование, Примечание: изображения могут быть увеличены, чтобы показать детали.) Экологичная салфетка 15×20 с использованием самого лучшего хлопка, доступного на базарах. LOC211P Оптопара DC-IN 2-канальный линейный транзистор DC-OUT Автомобильная 16-контактная трубка FPAK . Сделано в США из недрагоценных металлов и украшено старинной бронзовой отделкой. Я очень горжусь своим мастерством и знаю, что вы оцените мое внимание к деталям. красивые оттенки яркой зелени. это идеальный способ продемонстрировать свой командный дух. Выберите Offset Clips глубиной 0, LOC211P Оптопара DC-IN 2-канальный линейный транзистор DC-OUT Автомобильная 16-контактная трубка FPAK .Пара кусочков аммонита Образец с рисунка маленький аммонит, персонализированное платье для девочки — сиреневое платье с монограммой для девочки — для девочки, технология литья под давлением алюминия позволяет уменьшить размер и вес. Повторная стирка и сухая складка — Художественные репродукции декора стен в прачечной (набор из 4) — Без рамы — 8×10 с, две SIM-карты 1 ГБ + 16 ГБ расширенной памяти 64 ГБ, LOC211P Оптопара DC-IN 2-канальный линейный транзистор DC-OUT Автомобильный 16-контактный FPAK Трубка . Изящный дизайн для максимального дорожного просвета. Тела куклы ангела с деревянным колышком Bright Creations для поделок своими руками (50 шт.): Дом и кухня.вашей собаке будет немного места, чтобы двигаться и дышать.

Цепь зарядного устройства для сотового телефона 220 В, SMPS

В сообщении объясняется, как сделать простую, дешевую, но чрезвычайно надежную схему зарядного устройства для сотового телефона 220 В / 120 В на основе SMPS.

Почему используется миниатюрный коммутатор TNYxxx

Серия микросхем миниатюрных переключателей TNY дает нам возможность создавать, возможно, самые маленькие из возможных схем малой мощности с высокой надежностью. Серия миниатюрных переключателей включает следующие микросхемы: TNY267P, TNY263, TNY264, TNY265, TNY266, TNY267, TNY268, TNY280.

Вышеуказанные ИС имеют встроенную схему управления переключением МОП-транзисторов, защиту от перегрузки по току и тепловым выбросам, а также надежные характеристики напряжения и тока.

Микросхема поставляется в корпусе DIP8, точно так же, как и 555. Максимально допустимое напряжение для микросхем серии TNY составляет внушительные 700 В, что намного превышает наши обычные домашние характеристики переменного тока. Рабочая частота составляет около 132 кГц.

ИС специально разработана и изготовлена ​​для реализации компактных и надежных обратноходовых преобразователей SMPS с питанием от сети 120/220 В.

Хотя применение предлагаемой простейшей конструкции SMPS может быть огромным, его лучше всего использовать в качестве схемы зарядного устройства 5V для сотового телефона с питанием от сети.

Предлагаемая конструкция зарядного устройства для сотового телефона с использованием IC TY 267 может быть визуализирована на приведенной ниже диаграмме.

Как работает схема SMPS

Эту схему можно понять следующим образом:

Входная сеть, которая может находиться в диапазоне от 100 до 280 В, является полуволновым выпрямителем и фильтруется через показанный диод 1N4007 и входной выпрямительный каскад 10 мкФ / 400 В.

В комплект входит резистор 10 Ом / 1 Вт, чтобы обеспечить своего рода ограничение против броска импульсного тока при включении питания, а также служит предохранителем в случае катастрофической ситуации.
Напряжение переключения поступает через диод BA159 на выводе 5 ИС.

ИС мгновенно фиксируется на указанной частоте переключения 132 кГц при включении на входной обмотке переключающего ферритового трансформатора.

Стабилитрон на 180 В защищает ИС от пикового напряжения переключения.

Вышеупомянутое переключение генерирует рассчитанное пониженное низкое напряжение на выходной обмотке трансформатора.

Диод BA159 на выходе выпрямляет импульсный постоянный ток 132 кГц, в то время как конденсатор 220 мкФ фильтрует высокочастотные пульсации для получения чистого постоянного тока.

Оптопара действует как обратная связь между выходом и ИС, чтобы гарантировать, что выход никогда не превышает определенный заданный уровень напряжения.

Этот предел обратной связи определяется соседними 4.Стабилитрон 7 В, который гарантирует, что выходное напряжение остается в пределах диапазона 5 В, подходящего для зарядки любого подключенного сотового телефона.

Как намотать ферритовый трансформатор

Показанный ферритовый трансформатор вместе с ИС составляет основу схемы, однако из-за своей простой конфигурации обмотки этот трансформатор намного проще по сравнению с другими топологиями схем зарядных устройств сотовых телефонов с питанием от сети.

Входная первичная обмотка состоит примерно из 140 витков по 36 SWG, а выходная вторичная обмотка состоит из 8 витков суперэмалированной медной проволоки 27SWG.

Используемый сердечник может быть небольшим ферритовым сердечником типа E19 с катушкой, имеющей центральное сечение сердечника размером 4,5 на 4,5 мм.

Сначала наматывается первичная обмотка. После намотки его необходимо покрыть слоем изоляции перед намоткой 8 витков вторичной обмотки поверх первичного слоя.

Между первичной и вторичной обмотками желательно включить слой медной или алюминиевой ленты, а провод, соединенный этой лентой, с «холодным» концом первичной обмотки (см. Трафарет на рисунке), обеспечивает гарантированную изоляцию. между обмоткой, а также защищает от помех.

Схема мобильного зарядного устройства 220 В с использованием Viper22E IC

ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ

Импульсное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов, герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, аккумуляторов VRLA и гелевых аккумуляторов

Переключаемое зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов, герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, аккумуляторов VRLA и гелевых аккумуляторов

Введение: Импульсное зарядное устройство — это меньшая и более легкая альтернатива обычным зарядным устройствам с трансформатором.Он также позволяет точно регулировать целевое напряжение зарядки. По своей настройке он может заряжать аккумуляторы разных типов и в разных режимах. Я описываю зарядное устройство для аккумулятора с номинальным напряжением 12 В, но его можно изменить, например, на 6 или 24 В.
Описание схемы: Это зарядное устройство работает по принципу импульсного источника питания. Он построен так же, как и обычный импульсный источник питания с обратным ходом и встроенным схемы UC3842 и TL431.Единственное отличие состоит в том, что вспомогательное питание для IO1 поступает не от вспомогательной обмотки, а сбрасывается. от сети с помощью силового резистора R1. Преимущество такого метода в том, что источник питания надежен в текущем режиме (не циклически) и нет необходимости использовать вспомогательную обмотку. Напряжение стабилизируется схемой IO2. Обратная связь вводится через оптрон. Целевое напряжение можно отрегулировать подстроечным резистором или потенциометром P1 (можно установить в диапазоне около 12 — 16В).Отрегулируйте с помощью вольтметра, подключенного к выходу без подключенной батареи. В зарядное устройство также можно встроить вольтметр. Ток регулируется косвенно резистором R2 на первичной обмотке. Этой более простой версии достаточно, потому что текущая настройка не так важна, как установка напряжения. При значениях на диаграмме зарядный ток составляет около 3,5 А. Зарядный ток можно изменить, изменив R2 (меньшее сопротивление — более высокий ток и наоборот).Остерегайтесь глупого увеличения тока — вся цепь должна быть рассчитана на желаемый ток. Зарядное устройство на схеме ниже предназначено для аккумуляторов с номинальным напряжением 12 В. Вы можете изменить его на 6 В или 24 В, изменив передаточное число обмоток трансформатора (число вторичных витков) и некоторые компоненты на вторичной стороне, включая делитель напряжения. Для изготовления зарядного устройства я использовал остатки старого импульсного блока питания 15 В / 4,5 А. Вы, конечно, можете собрать его на своей собственной печатной плате.Я использовал оригинальный трансформатор. Коэффициент трансформации составляет около 4: 1 (для полевого МОП-транзистора на 500 В). Зарядное устройство может использовать любой обратноходовой трансформатор от ИИП напряжением около 12-20В. рассчитан на достаточный ток. MOSFET с номинальным напряжением 600 В позволяет использовать трансформатор с соотношением первичная и вторичная обмотки до 10: 1. Следует следить за тем, чтобы напряжение на транзисторе T1 не превышало его номинальное значение (рекомендуется не превышать 80% допустимого абсолютного максимального значения). Напряжение на первичной обмотке Tr1 (отношение x выходное напряжение) добавляется к входному напряжению (около 325 В, это выпрямленное 230 В переменного тока).Пример: с коэффициентом трансформации 4: 1 и выходным напряжением 16 В T1 видит примерно 4 x 16 В + 325 В = 389 В. Трансформатор Tr1 должен иметь правильную ориентацию обмотки, обозначенную точками (несоблюдение этого правила приведет к разрушению). Рабочая частота около 40 кГц. LED1 указывает на переход в режим источника напряжения. Транзистор T1 — это любой быстрый полевой МОП-транзистор с U _DS 500-600V и сопротивлением в состоянии R _DSon не более 800 мР, например IRF840 или STP9NK50Z. Диод D1 — это любой сверхбыстрый диод с обратным напряжением не менее 200 В, током 10 А и временем обратного восстановления менее 50 нс, например C10P20F (200 В, 10 А, 35 нс).T1 и D1 должны быть размещены на радиаторе. Максимальная потребляемая мощность этого зарядного устройства составляет 65 Вт. Время зарядки зависит от емкости аккумулятора, эффективности процесса зарядки и исходного состояния заряда. Пример: разряженная батарея емкостью 35 Ач теоретически будет заряжать 35 Ач: 3,5 А = 10 часов. На практике это может быть 15 часов, потому что процесс зарядки не имеет 100% эффективности, но примерно на 2/3, а значит время умножается примерно в 1,5 раза. Зарядное устройство можно использовать для аккумуляторов емкостью от 7 до 120 Ач.Подключите зарядное устройство сначала к аккумулятору, а затем к сети. Сначала отключается от сети, затем от аккумулятора.
Зарядка обычных (автомобильных) аккумуляторов: При зарядке обычных (автомобильных) свинцово-кислотных аккумуляторов, использующих относительно небольшой ток по сравнению с их емкостью, нам не нужно беспокоиться о перезарядке. Если вы будете заряжать до фазы газообразования («пузырьков»), потеря дистиллированной воды не будет разрушительной, потому что вы можете долить воду в этот тип аккумулятора.Если мы хотим заряжать без значительного выделения газов и потерь воды, установите напряжение примерно 14,4 В. Зарядное устройство можно установить на более низкое напряжение (около 13,6 В) и использовать для экономии заряда аккумулятора (режим обслуживания). Сильно разряженный аккумулятор можно восстановить, приложив повышенное напряжение до 16 В. (в этом режиме отключите аккумулятор от автомобиля!). Во время нормальной зарядки в большинстве случаев отключать аккумулятор не требуется. Некоторым автомобилям может не понравиться отключение аккумулятора.
Зарядка аккумуляторов VRLA и гелевых аккумуляторов: Если вы заряжаете батареи VRLA (свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном), свинцово-кислотные батареи, аналогичные гелевые батареи (элементы) или батареи AGM (абсорбированный стекломат), уделите больше внимания зарядному напряжению. В этих типах аккумуляторов обычно указываются два напряжения зарядки: 1) напряжение использования в режиме ожидания, что ниже. Это уровень зарядки, например, в ИБП. Это напряжение может быть подключено постоянно. Благодаря этому аккумулятор всегда остается заряженным.Это напряжение находится в диапазоне от 13,5 до 13,8 В для приведенного ниже примера батареи. 2) Для циклического использования, которое выше. Аккумулятор заряжается до этого напряжения при циклическом использовании (заряд-разряд). Аккумулятор не должен быть постоянно подключен к зарядному устройству, настроенному на это напряжение. Для батареи нашего примера это напряжение составляет 14,4 — 15 В. Обязательно ли отключать аккумулятор после зарядки в этом режиме. Также необходимо позаботиться о том, чтобы превысил максимальный ток.Эти значения обычно записываются на батарее или в документации к ней. Эти батареи не следует перезаряжать.

Внимание!!! Конструкция импульсного блока питания не для новичков, так как большинство его цепей подключено к сети. При плохой конструкции на выходе может возникнуть сетевое напряжение! Конденсаторы могут оставаться заряженными до опасного напряжения даже после отключения от сети. Не только вход переменного тока, но и выход должны иметь соответствующий предохранитель, в противном случае существует риск возгорания.При зарядке, особенно при перезарядке аккумулятора, могут образовываться взрывоопасные газы. Батареи содержат опасную серную кислоту. Все, что вы делаете, вы делаете на свой страх и риск и ответственность.

Схема коммутационного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, аккумуляторов типа VRLA и гелевых аккумуляторов

Плата SMPS перед восстановлением для зарядного устройства

Плата SMPS после восстановления до зарядного устройства

Зарядное устройство встроено в коробку от небольшого ATX.

Готовое зарядное устройство

Пример свинцово-кислотного свинцово-кислотного аккумулятора (VRLA) 12В 7,2Ач.

Этикетка свинцово-свинцового аккумулятора (VRLA) со значениями зарядного напряжения

Пример традиционного залитого автомобильного (автомобильного) аккумулятора 12В 44Ач.

Добавлен: 21. 11. 2011
дом

Icstation 12 В на 5 В 8-канальная изолирующая плата оптопары Преобразователь уровня напряжения Выход PNP Модуль преобразователя сигналов ПЛК: Электроника

Определение штифта:

1+: положительный вход сигнала первого канала ………… 1-: отрицательный вход сигнала первого канала

2+: вход сигнала второго канала положительный …….2-: вход сигнала второго канала отрицательный

3+: вход сигнала третьего канала положительный ……… ..3-: вход сигнала третьего канала отрицательный

4+: вход сигнала четвертого канала положительный ……… 4-: вход сигнала четвертого канала отрицательный

5+: вход сигнала пятого канала положительный ………… 5-: вход сигнала пятого канала отрицательный

6+: сигнал шестого канала положительный ……….6-: шестой канал входного сигнала отрицательный

7+: вход сигнала седьмого канала положительный …… 7-: вход сигнала седьмого канала отрицательный

8+: вход сигнала восьмого канала положительный ……… 8-: вход сигнала восьмого канала отрицательный

VCC: источник питания постоянного тока положительный

GND: отрицательный источник питания постоянного тока

O1: выход сигнала первого канала

O2: выходной сигнал второго канала

O3: выходной сигнал третьего канала

O4: выход сигнала четвертого канала

O5: пятый канал выходного сигнала

O6: шестой канал выходного сигнала

O7: выход сигнала седьмого канала

O8: выходной сигнал восьмого канала

12 вольт 1.Схема зарядного устройства 3AH

Принципиальная схема зарядного устройства 12 В, 1,3 Ач, Заряд аккумулятора для аккумулятора на 12 В, 1,3 А · ч был разработан с использованием L200 и со схемой защиты от перенапряжения. В этой статье я расскажу вам об очень полезной схеме заряда аккумулятора. Стабилизатор напряжения L200 используется для управления напряжением. Оптопара используется для обратной связи для управления напряжением, возникающим на батарее, при включении и выключении регулятора напряжения L200.

Зарядное устройство

находит широкое применение — от домашнего до промышленного.Заряд аккумулятора, как следует из названия, используется для зарядки аккумулятора. Зарядное устройство используется в зарядном устройстве для батарей ИБП, автомобильном зарядном устройстве, зарядном устройстве для солнечных батарей и во многих других огромных приложениях. В этой статье я обсуждаю зарядное устройство на 12 вольт 1,3 Ач.

Схема зарядного устройства на 12 В:

Принципиальная схема зарядного устройства приведена ниже. На этой принципиальной схеме светодиод используется как индикатор напряжения для индикации зарядки. Когда аккумулятор заряжается, светодиод светится. В противном случае он останется выключенным.

12 вольт 1,3 Ач Зарядное устройство

На приведенной выше принципиальной схеме понижающий трансформатор с 220 вольт на 24 вольт используется для понижения напряжения 24 вольт переменного тока. После этого выпрямитель на 4А используется для выпрямления напряжения переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Вы можете использовать любой выпрямитель на 4 А или диод на 4 А, подключенный по схеме полного моста. После этого конденсатор емкостью 1000 мкФ используется для удаления пульсаций постоянного тока. Это постоянное постоянное напряжение подается на вход регулятора напряжения L200.

L200 — линейный стабилизатор напряжения, который может обеспечивать ток 2А в диапазоне напряжений от 3 до 36 вольт.Стабилизатор напряжения L200 может обеспечивать переменное напряжение с возможностью изменения выходного напряжения в соответствии с опорным напряжением. Ознакомьтесь с техническими данными L200, чтобы узнать больше о нем и его использовании в различных конфигурациях.

Оптрон

TLP251-1 используется для обратной связи для изменения опорного напряжения в соответствии с напряжением батареи. По мере увеличения напряжения батареи TLP251-1 снижает напряжение на выходе L200, изменяя значение опорного напряжения. Диод 1N4007 используется для ограничения выходного тока до 700 мА, поскольку ток 700 мА безопасен для зарядки 1.Аккумулятор 3Ач.

В следующих статьях я опубликую статью о принципиальной схеме зарядного устройства 12 вольт 7Ач. Для получения дополнительной информации продолжайте посещать наш сайт. Пожалуйста, не забудьте поделиться им с друзьями и в социальных сетях. Вот что вы можете сделать для нас взамен. Спасибо

Работа с слаботочными оптопарами | Силовая электроника

Разработчики импульсных источников питания обычно уделяют много внимания выбору расположения полюсов / нулей передаточной функции источника питания для обеспечения стабильной работы.Однако многие такие конструкции передают информацию вторичной стороны в петле обратной связи через изолирующий барьер, чтобы достичь неизолированной первичной стороны. Это вносит сложности в анализ.

Есть несколько методов преодоления этого барьера, но наиболее широко используются оптические компоненты, называемые оптопарами. Устройство влияет на передаточную функцию через такие параметры, как коэффициент передачи тока и полюс передачи. Знание того, как характеризовать эти параметры, и понимание того, как они меняются, жизненно важно для проектирования надежных и эффективных преобразователей.Неспособность учесть наличие его характерных элементов на этапе проектирования приведет либо к вялому отклику контура, либо, что еще хуже, к условной стабильности с учетом неизбежных спредов добычи. Напротив, понимание того, как его параметры изменяются и влияют на стабильность преобразователя, является ключом к тому, чтобы они не работали в течение всего срока службы преобразователя.

Сначала несколько основных сведений об оптронах. Вкратце: оптопара состоит из биполярного транзистора и светоизлучающего диода (LED) элемента из арсенида галлия (GaAs).Заключенный в пластиковый корпус, он может обеспечить гальваническую развязку от 2,5 кВ до 6 кВ между изолированной от трансформатора вторичной стороной и первичной стороной преобразователя.

Есть несколько способов изготовления оптронов. Среди них планарный метод состоит из размещения диода и транзистора в одной плоскости, а затем их соединения проводами с общей рамкой с выводами. Силиконовый купол обычно отражает луч светодиода и направляет его к переходу коллектор-база транзистора. База транзистора собирает фотоны, излучаемые светодиодом, чтобы вызвать ток коллектора без электрического контакта между светодиодом и соединениями транзистора.

Ток коллектора I _c , протекающий в транзисторе, зависит от количества фотонов от светодиода. Поскольку интенсивность света напрямую зависит от тока смещения светодиода I _F , существует взаимосвязь между обоими токами. Это текущий коэффициент передачи CTR, определенный как

.

На CTR влияет множество внешних параметров: температура, ток светодиода, дисперсия усиления транзистора и т. Д. Изучая влияние прямого тока светодиода на CTR оптопары, можно увидеть широкие вариации этих параметров при изменении тока светодиода. .

Современные источники питания для потребителей, в которых каждый милливатт учитывается при работе в режиме ожидания без нагрузки, снижают управляющий ток светодиода до нескольких сотен микроампер. В результате CTR падает и может сильно отличаться от партии к партии. Для данной оптопары диапазон CTR от 60 до 120% не является необычным, когда светодиод смещен в районе нескольких миллиампер. Это число сокращается до менее 30% при работе с током светодиода 300 мкА, показывая деление на четыре или -12 дБ при использовании в цепи усиления!

Во многих импульсных источниках питания используется широко используемый операционный усилитель TL431 и оптрон для формирования эффективной цепи управления вторичной стороны.Одна такая принципиальная схема, изображенная на прилагаемом рисунке, образует компенсатор типа 2. На основе этой архитектуры можно показать, что передаточная функция подчиняется уравнению:

Где:

R _pulllup — нагрузочный резистор оптопары; R _LED — последовательный резистор светодиода; и C — параллельная комбинация паразитной емкости оптопары и добавленного конденсатора C ₂ . G — это показатель усиления, необходимого для пересечения оси 0 дБ на выбранной частоте кроссовера.

Из приведенных выше соотношений ясно, что CTR играет роль в так называемом усилении средней полосы. Обычно это усиление в средней полосе компенсирует недостаток усиления выходного каскада на частоте, на которой вы хотите, чтобы полюс (ы) и ноль (а) передаточной функции пересекались при заданном запасе по фазе в целях стабильности работы.

Дизайнеры, выполнившие расчеты компенсации на основе самого высокого CTR, равного 120%, могут столкнуться с серьезной ошибкой в ​​частоте кроссовера, если CTR едва достигает 30%.Теоретически разработчик стремится обеспечить, чтобы амплитуда усиления контура проходила через ось 0 дБ с наклоном -1, чтобы контролировать поворот фазы в этой точке. Если усиление контура упадет на 12 дБ из-за скачка CTR со 120% до 30%, частота кроссовера упадет в четыре раза: у вас изначально было 1 кГц, а в итоге вы получите 250 Гц! Если доступный запас по фазе ограничен в этой новой области кроссовера, преобразователь может столкнуться с проблемами нестабильности и выйдет из строя при окончательном тестировании. Таким образом, разработчик обязан понять вариации CTR устройства и понять, как неизбежные производственные дисперсии могут ухудшить запас по фазе при кроссовере.

Полюс оптопары

Фотоны, излучаемые светодиодом, собираются областью коллектор-база биполярного транзистора в оптопаре. Чтобы максимизировать собираемый поток, соответствующая область намеренно увеличивается в ущерб паразитной емкости между коллектором и базой. Связанный с усилением транзистора β, эквивалентный конденсатор Миллера серьезно затрудняет запас по фазе компенсатора при использовании в схеме компенсатора, такой как схема, представленная здесь.Упрощенная малосигнальная версия оптопары включает эквивалентный конденсатор, расположенный между коллектором и эмиттером. Можно заметить, что этот конденсатор соединяется с подтягивающим резистором (или понижающим в конфигурации с общим коллектором) и вводит низкочастотный полюс на частоте f _p :

Важно отметить, что при использовании в сочетании с архитектурой, представленной здесь, оптрон не добавляет еще один полюс. Однако его эквивалентный паразитный конденсатор C _opto идет параллельно с C ₂ и смещает полюс, который, как вы думали, вы правильно расположили в частотной области.Следовательно, как только конденсатор оптопары известен, его необходимо вычесть из необходимого конденсатора C , чтобы гарантировать, что сумма C _opto и C ₂ дает правильное значение:

C ₂ = C-C _opto
(7)

Если C _opto больше желаемого C, решения нет. Разработчик должен изучить новую комбинацию полюса / нуля, возможно, за счет уменьшения выбранной частоты кроссовера.

Есть несколько способов определить положение полюсов оптопары. Возможно, самый простой способ — это прочитать техническое описание и поискать кривые частотных характеристик или временные диаграммы. Но лучше всего, на мой взгляд, установить приспособление для быстрого тестирования и проверять только оптопару по переменному току. Это подтверждает, что условия постоянного тока и выбор компонентов точно соответствуют реализации преобразователя.

На прилагаемом рисунке показано, как можно подключить оптрон для определения его полюсного положения.Источник смещения В, _, , фиксирует рабочую точку постоянного тока этой конфигурации с общим эмиттером. Потребуется некоторая регулировка для включения коллектора оптопары (например, 2 В, если V _dd = 5 В), чтобы обеспечить достаточную динамику напряжения, когда начнется развертка по переменному току. Обратите внимание, что и подтяжка R, _, , , и R, _{, LED} , имеют одинаковое значение, в результате чего коэффициент усиления по переменному току на низких частотах становится равным значению CTR, как описано в (3).

R _{смещение} может быть выбрано около нескольких kâ.Но это повлияет на коэффициент передачи, отводя переменный ток от светодиода. Однако, поскольку нас волнует только поул-позиция, R _{смещение} не играет большой роли. Самый простой способ развернуть схему по переменному току — использовать анализатор цепей, который вычисляет 20log ₁₀ [V (B) / V (A)]. Таким образом, график Боде сразу же появится на экране компьютера.

Поиск отклонения -3 дБ от низкочастотного плоского плато укажет на положение полюса.На прилагаемом рисунке показано положение полюса на частоте 10 кГц. Для этого конкретного теста, в котором использовался оптопара SFH615A-2, подтягивающий резистор был установлен на 4,7 кОм, создавая максимальный ток коллектора около миллиампера от источника смещения 5 В V _dd . При изменении этого резистора на 15 кГц полюс откатился до 4 кГц. При полюсе 10 кГц и согласно (6) емкость конденсатора оптопары составляет 3,4 нФ. Из рисунка видно, что изменение рабочей точки постоянного тока (различные напряжения В, _CE, , ) не влияет на положение полюсов.

Без использования анализатора цепей все еще можно определить положение полюса. Используйте генератор синусоидальной функции для источника переменного тока и наблюдайте за напряжением коллектора с помощью осциллографа, скажем, на частоте 100 Гц. Убедитесь, что модуляция достаточно мала, чтобы не искажать наблюдаемый сигнал. Настройте и сместите вертикальный канал осциллографа, чтобы сигнал был сосредоточен на напряжении коллектора постоянного тока, таким образом равномерно покрывая 5 делений вверх и вниз от середины экрана.Затем измените частоту и увеличивайте ее до тех пор, пока пиковая амплитуда модуляции не упадет примерно до 3,5 делений (всего 7 делений от пика до пика). Эта точка соответствует падению на -3 дБ от опорной точки при 100 Гц: это полюсная частота.

Светодиод динамического сопротивления

В уравнении (2) общее выражение для усиления зависит только от внешних элементов: оптопары CTR, подтягивающего резистора и последовательного резистора светодиода. Однако последовательное сопротивление светодиодов ограничено условиями работы постоянного тока, налагаемыми прямым напряжением диода (≈1 В) и минимальным рабочим напряжением TL431 (2.5 В). В результате в приложениях с низким выходным напряжением (например, 5 В) резистор последовательного светодиода может иметь низкое сопротивление, около сотни Ом. В этом случае нельзя больше пренебрегать динамическим сопротивлением светодиода R _d . Кроме того, резистор смещения, обычно устанавливаемый вместе со светодиодом, пропускает часть тока обратной связи, а также влияет на общий коэффициент усиления. Упрощенная схема переменного тока выделяет элементы вокруг светодиода. Эти небольшие эффекты часто упускаются из виду, но они могут объяснить наблюдаемые в некоторых случаях расхождения в коэффициентах усиления.

Несколько уравнений могут помочь формализовать роль, которую играют эти элементы, и показать, как они взаимодействуют друг с другом. Напряжение обратной связи зависит от подтягивающего резистора и тока в нем:

V _FB (S) = I _c (S) Подтяжка R = I _L (S) Подтяжка R CTR
(8)

Полный переменный ток I ₁ делится между светодиодом и резистором смещения.Однако только ток светодиода проходит через цепь обратной связи. Следовательно, резистор смещения «отбирает» ток из контура. С точки зрения поведения переменного тока ( В _f постоянно и равно 0 в переменном токе) ток светодиода выражается как:

Полная цепочка усиления включает в себя последовательный резистор светодиодов и генератор смещения. Оба они могут повлиять на усиление. Подставляя (9) в (8), мы можем извлечь передаточную функцию только для цепи оптопары:

В этом выражении играют роль как R _d , так и R _{смещение} . R _bias часто устанавливается на 1 кА, чтобы обеспечить необходимый миллиамперный ток для операционного усилителя TL431. Если R _d мало по сравнению с этим значением, R _{смещение} будет отводить меньше переменного тока, и цепочка усиления не пострадает от их присутствия. Напротив, если R _d становится значимым, вся цепочка подвергается снижению усиления. Какое значение динамического сопротивления демонстрирует светодиод?

На прилагаемом рисунке показаны характеристики такого устройства при различных токах смещения и рабочих температурах.Как и ожидалось, динамическое сопротивление изменяется в зависимости от рабочего тока, как и в случае с любым диодом. Динамическое сопротивление определяется, сначала глядя на кривую вблизи рабочей точки, а затем вычисляется как изменение напряжения, полученное путем небольшого изменения тока вокруг рассматриваемой области смещения:

Из прилагаемого рисунка рассчитано динамическое сопротивление ≈ 160 Ом при токе коллектора 300 мкА. Так обстоит дело с современными ШИМ-контроллерами, которые стремятся снизить потребляемую мощность в условиях холостого хода за счет внутреннего подтягивающего резистора высокого номинала (обычно от 10 до 20 кОм).Когда подтягивающий резистор опускается, чтобы наложить прямой ток 1 мА ( R _pulllup = 1 кОм), динамическое сопротивление падает до ≈ 40 Ом. Применяя (10) к преобразователю 5 В со следующими значениями элементов — RLED = 150, CTR = 0,3, R _pulllup = 20 kâ — мы можем вычислить усиление для различных динамических сопротивлений светодиодов:

G ₁ I _Rd = 0â „¦ ≈ 32 дБ

G ₂ I _Rd = 40 ”≈ 30 дБ

G ₃ I _Rd = 160â „¦ ≈ 25 дБ
(12)

Очевидно, что разница в усилении составляет 7 дБ из расчета, предполагающего нулевое динамическое сопротивление и реальность работы светодиода при низком прямом токе.Опять же, разница в 7 дБ в усилении средней полосы может вызвать несоответствие частоты кроссовера 2,2: вы стреляете для точки кроссовера 1 кГц, и в итоге вы получаете ниже 500 Гц!

Надлежащая практика проектирования

Очевидно, что CTR, динамическое сопротивление светодиода и паразитный полюс могут влиять на отклик оптопары. Ключевой элемент для исправления любого из этих нарушителей зависит от желаемых результатов. Если при зарядке аккумуляторов (например, адаптера ноутбука) важна чрезвычайно низкая мощность в режиме ожидания, широкая полоса пропускания, вероятно, не обязательна.Схема справляется с довольно высоким подтягивающим резистором и низким током коллектора. Соответственно низкий CTR, связанный с полюсом низкочастотной оптопары, не повлияет на производительность в конечном итоге, если их естественные вариации хорошо учтены в цикле проектирования.

Но если время отклика и полоса пропускания являются ключевыми элементами спецификации, обязательно выберите низкое значение подтягивающего резистора (1 кОм), чтобы вывести полюс оптопары далеко за пределы точки кроссовера, а также снизить динамическое сопротивление светодиода.