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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Dispositif de protection pour convertisseur onduleur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Convertisseurs de tension, redresseurs, onduleurs Récemment, les convertisseurs onduleurs de DC 12 V à AC 230 V avec une approximation à trois niveaux des demi-ondes d'une tension sinusoïdale se sont répandus. Ils sont principalement utilisés pour l'alimentation de secours des équipements domestiques, y compris ceux critiques pour la forme de la tension d'alimentation. Malheureusement, bien souvent, afin de réduire les coûts de construction, un fabricant utilise des solutions de circuit qui endommagent, sinon l'équipement connecté, du moins l'onduleur lui-même. L'une des caractéristiques fréquemment rencontrées et, surtout, non documentées des onduleurs est l'impossibilité de leur utilisation à long terme en mode de fonctionnement combiné sur la charge et de charge de la batterie. C'est-à-dire qu'il est entendu qu'en présence de tension secteur, la charge doit être déconnectée de l'onduleur et qu'elle peut fonctionner comme un chargeur, et en l'absence de tension secteur, vous devez connecter manuellement la charge et débrancher le cordon d'alimentation du secteur pour éviter le passage en mode combiné au retour de la tension secteur . En principe, une telle implémentation est normale pour des appareils utilisés sur le terrain, où la possibilité d'un mode combiné est pratiquement exclue. Mais si vous avez l'intention d'utiliser l'onduleur comme source d'alimentation de secours automatique, cela devient risqué. En pratique, l'auteur a dû faire face à un dysfonctionnement typique récurrent des onduleurs de différentes capacités qui survenait pour cette raison. Pour éviter de telles pannes, il est proposé d'utiliser un simple dispositif externe. Il est conçu pour fonctionner avec des batteries automobiles au plomb et offre une protection de l'onduleur contre le passage en mode combiné et la commutation nécessaire des circuits d'alimentation, la surveillance de la tension sur la batterie et le contrôle de l'inclusion du chargeur de l'onduleur, ainsi que la protection du batterie d'une décharge profonde. Fonctionnellement, l'appareil se compose de deux nœuds: l'un d'eux (son schéma est illustré à la Fig. 1) sert à contrôler la tension de la batterie, le second (Fig. 2) - à contrôler la tension du secteur et la commutation (numérotation des éléments). Considérez le principe de fonctionnement du premier nœud. Sa base est un comparateur basé sur l'UO K140UD1A, assemblé selon le schéma classique. La source de tension exemplaire est la diode Zener VD1. Lorsque la tension d'alimentation chute à la valeur de seuil fixée par le trimmer R2, le comparateur passe à un niveau de sortie haut. Après un certain temps, déterminé par la constante de temps du circuit R10C3 et la tension de claquage de la diode Zener VD3, le transistor VT1 s'ouvre et le relais K1 est activé. Son délai d'activation est recommandé pour la commutation en mode sans échec et l'achèvement de tous les transitoires. La LED HL1 (lueur rouge) indique l'état du comparateur (s'allume lorsqu'un niveau haut apparaît à la sortie de ce dernier). La valeur de l'hystérésis de commutation est définie en modifiant la résistance de la résistance d'accord R8.
Lorsque la tension secteur est présente, le nœud surveille la tension de la batterie et contrôle le chargeur de l'onduleur. Le seuil inférieur pour allumer le chargeur est de 12,2 V lorsque la charge de la batterie est éteinte, le seuil supérieur pour l'éteindre est de 13,8 V [1-5]. En l'absence de tension secteur, le nœud protège la batterie d'une décharge profonde et met l'onduleur en état d'arrêt à une tension de 11,3 V et en fonctionnement sous charge [1, 3, 6, 7]. La correction nécessaire du seuil inférieur est assurée en modifiant la résistance du bras inférieur du diviseur R1-R3 à l'aide des éléments VT2, R18 de l'unité de contrôle et de commutation de la tension secteur. Ce nœud (Fig. 2) contient un transformateur abaisseur T1, quatre interrupteurs électroniques sur les transistors VT2-VT5 et trois relais K2-K4. En l'absence de tension secteur, les relais K2, K3 sont désexcités, leurs contacts sont dans la position indiquée sur le schéma, la charge est connectée à la sortie du convertisseur U1. Dans ce cas, le transistor VT3 est fermé et VT5, au contraire, est ouvert (la tension de polarisation est fournie à sa base par la batterie), de sorte que le relais K4 est activé et ses contacts K4.1, ainsi que normalement fermé K1.2, allumez le convertisseur. Le transistor VT2 est également fermé et n'affecte pas le seuil de commutation du comparateur. Si la tension de la batterie chute à 11,3 V, alors afin d'éviter une décharge profonde, le comparateur basculera, le transistor VT1 s'ouvrira, à la suite de quoi le relais K1 fonctionnera et ses contacts K1.2 s'ouvriront, éteignant le onduleur U1. Les contacts K1.1 se fermeront, mais en raison du manque de tension secteur, cela n'aura aucune conséquence. Lorsque la tension d'entrée est rétablie et que la tension de la batterie est normale, les relais K2, K3 sont activés et la charge est commutée sur le secteur. Les transistors VT3, VT5 changent leur état à l'opposé, le relais K4 est désexcité et éteint l'onduleur. Dans le même temps, le transistor VT2 s'ouvre, la résistance R18 est connectée en parallèle avec R3 (voir Fig.1), ce qui permet de corriger le seuil inférieur à 12,2 V. Si la tension de la batterie est supérieure à cette valeur, rien d'autre ne se passera, et s'il est inférieur, alors la commutation du comparateur déclenchera le relais K1 et l'enclenchement du mode charge de la batterie en fermant les contacts K1.1. La fermeture du transistor VT3 au moment de la perte de tension secteur s'accompagne d'une ouverture de courte durée du transistor VT4 (lors de la charge du condensateur C5 à travers sa jonction d'émetteur et les résistances R16, R19). Un transistor ouvert shunte la diode zener VD1, le comparateur passe dans un état de tension de sortie basse quelle que soit la tension de la batterie et le convertisseur est forcé de s'allumer. Cela est nécessaire, car au moment de la coupure de la tension secteur, l'appareil peut être en mode de charge, la tension de la batterie sera nettement supérieure au seuil de commutation du comparateur et il devra être réinitialisé à son état d'origine. Le fonctionnement ultérieur de l'appareil dépend du niveau de charge de la batterie conformément au principe de fonctionnement décrit. La diode VD8 sert à décharger rapidement le condensateur C5 lorsque la tension secteur est rétablie. LED HL2 (lueur verte) - un indicateur de présence de tension secteur. Par la lueur des LED HL1 et HL2, on peut juger du mode de fonctionnement de l'appareil et de l'onduleur. Ainsi, si HL1 est allumé, cela signifie qu'il n'y a pas de tension secteur, l'onduleur est éteint et la tension de la batterie est inférieure à 11,3 V. La LED HL2 est allumée, indiquant la présence de tension secteur et la batterie est complètement chargée. Enfin, la lueur simultanée des deux indicateurs indique qu'il y a de la tension dans le réseau et que la batterie est en cours de charge. L'appareil utilise des résistances fixes de petite taille de tout type indiquées sur les diagrammes de dissipation de puissance. Résistances ajustables - de préférence multi-tours (avec un moteur à vis sans fin). Condensateurs polaires - oxyde K50-83, K50-16 de capacité similaire ou similaires importés, C2 - toute céramique de petite taille, par exemple, K10-73-1b, K10-17v. Au lieu de K140UD1A, d'autres amplis op de la série K(R) 140UD1 ou tout ampli op avec des paramètres similaires, une tension d'alimentation admissible de 12 V ± 5 % et des circuits de correction appropriés peuvent être utilisés comme comparateur. Les transistors VT2-VT4 sont interchangeables avec tous les analogues dont les paramètres ne sont pas pires que ceux utilisés par l'auteur (par exemple, la série domestique KT3102 ou le BC547 importé avec n'importe quel index alphabétique). Au lieu de KT972A, vous pouvez installer d'autres transistors de cette série ou utiliser des transistors composites à partir de transistors conventionnels basse puissance et haute puissance connectés de manière appropriée (par exemple, les séries KT315 et KT817). Diode Zener VD1 - avec une tension de stabilisation de 5 ... 6 V à un courant de stabilisation de 5 mA, VD2 - 11 V, avec un courant minimum éventuellement inférieur et un courant de stabilisation maximum d'au moins 12 mA, VD3 - 3 .. 3,6 V. Au lieu de KS211Zh (VD2), vous pouvez utiliser KS211E ou l'un des KS211G, KS211D (dans le second cas, R9 doit être remplacé par une résistance de 160 Ohm et une puissance de dissipation de 0,25 W). Relais K1 - K4 - OMRON G2RL112DC ou similaire pour câblage imprimé avec une tension nominale d'enroulements de 12 V, conçus pour une tension de commutation de 240 V à un courant d'au moins 5 A (la puissance de charge maximale dépend du courant admissible). Transformateur T1 - abaisseur avec un enroulement secondaire 2x9 V à un courant de 100 mA. LED HL1 et HL2 - respectivement AL307BM et AL307VM, AL307GM ou super lumineuses, par exemple, CREE C503-GC (HL1) et C503-RC (HL2). L'appareil est monté dans un boîtier en plastique IP65 ou IP67 aux dimensions intérieures de 110x110x82 mm. L'emplacement des cartes et des éléments à distance à l'intérieur du boîtier est illustré à la fig. 3. Les contacts de relais K1.2, K4.1 sont connectés à la rupture de fil de l'interrupteur d'alimentation de l'onduleur. Lors de l'installation de circuits électriques, les règles de sécurité électrique doivent être respectées.
L'établissement consiste à régler les seuils de basculement du comparateur à l'aide des trimmers R2 et R8, ainsi qu'à la sélection éventuelle de la résistance R18. Pendant le réglage, il est recommandé d'alimenter l'ensemble comparateur à partir d'une source régulée externe. En connectant les bornes du collecteur et de l'émetteur du transistor VT2 avec un cavalier, d'abord, à l'aide de la résistance R2, réglez le seuil inférieur de 12,2 V, puis à l'aide de R8 - le supérieur de 13,8 V. Par approximations successives, un clair le fonctionnement du comparateur est obtenu aux valeurs de tension spécifiées. Après cela, en retirant le cavalier des bornes VT2, vérifiez le décalage du seuil inférieur au niveau de 11,3 V. Si nécessaire, sélectionnez la résistance R18, en la remplaçant temporairement par une résistance d'accord avec une résistance de 6,8 ... 10 kOhm. Sur ce point, l'ajustement peut être considéré comme terminé. littérature
Auteur : D. Pankratiev
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