Защита DC/DC преобразователя от входного перенапряжения и переполюсовки

Решено Преобразователь 12/220В 1000Вт (4000.03). В защите.

Добрый вечер. Принесли в ремонт преобразователь 12/220В 1000Вт. Цифры в собках, нанесены на корпусе прибора. Собран на микросхемах TL494-2шт., LM324-1шт., 8 полевиков со стертыми надписями (цепь повышения напряжения до 280-300В), четырмя IRFP430. В нем был выбит 1 полевой IRFP430. Все остальное целое. Стоит в защите. Проверил все неоднократно. Результат нулевой. Завтра предоставлю фото этого устройства. Может кто-нибудь сталкивался с такой проблемой.

19 Авг 2008

Информация Неисправность Прошивки Схемы Справочники Маркировка Корпуса Сокращения и аббревиатуры Частые вопросы Полезные ссылки

Справочная информация

Этот блок для тех, кто впервые попал на страницы нашего сайта. В форуме рассмотрены различные вопросы возникающие при ремонте бытовой и промышленной аппаратуры. Всю предоставленную информацию можно разбить на несколько пунктов:

Диагностика
Определение неисправности
Выбор метода ремонта
Поиск запчастей
Устранение дефекта
Настройка

Неисправности

Все неисправности по их проявлению можно разделить на два вида – стабильные и периодические. Наиболее часто рассматриваются следующие:

не включается
не корректно работает какой-то узел (блок)
периодически (иногда) что-то происходит

О прошивках

Большинство современной аппаратуры представляет из себя подобие программно-аппаратного комплекса. То есть, основной процессор управляет другими устройствами по программе, которая может находиться как в самом чипе процессора, так и в отдельных микросхемах памяти.

На сайте существуют разделы с прошивками (дампами памяти) для микросхем, либо для обновления ПО через интерфейсы типа USB.

Схемы аппаратуры

Начинающие ремонтники часто ищут принципиальные схемы, схемы соединений, пользовательские и сервисные инструкции. Это могут быть как отдельные платы (блоки питания, основные платы, панели), так и полные Service Manual-ы. На сайте они размещены в специально отведенных разделах и доступны к скачиванию гостям, либо после создания аккаунта:

(запросы) (хранилище) (запросы) (запросы)

Справочники

На сайте Вы можете скачать справочную литературу по электронным компонентам (справочники, таблицу аналогов, SMD-кодировку элементов, и тд.).

Marking (маркировка) – обозначение на электронных компонентах

Современная элементная база стремится к миниатюрным размерам. Места на корпусе для нанесения маркировки не хватает. Поэтому, производители их маркируют СМД-кодами.

Package (корпус) – вид корпуса электронного компонента

При создании запросов в определении точного названия (партномера) компонента, необходимо указывать не только его маркировку, но и тип корпуса. Наиболее распостранены:

DIP (Dual In Package) – корпус с двухрядным расположением контактов для монтажа в отверстия
SOT-89 – пластковый корпус для поверхностного монтажа
SOT-23 – миниатюрный пластиковый корпус для поверхностного монтажа
TO-220 – тип корпуса для монтажа (пайки) в отверстия
SOP (SOIC, SO) – миниатюрные корпуса для поверхностного монтажа (SMD)
TSOP (Thin Small Outline Package) – тонкий корпус с уменьшенным расстоянием между выводами
BGA (Ball Grid Array) – корпус для монтажа выводов на шарики из припоя

Краткие сокращения

При подаче информации, на форуме принято использование сокращений и аббревиатур, например:

Сокращение	Краткое описание
LED	Light Emitting Diode – Светодиод (Светоизлучающий диод)
MOSFET	Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor – Полевой транзистор с МОП структурой затвора
EEPROM	Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory – Электрически стираемая память
eMMC	embedded Multimedia Memory Card – Встроенная мультимедийная карта памяти
LCD	Liquid Crystal Display – Жидкокристаллический дисплей (экран)
SCL	Serial Clock – Шина интерфейса I2C для передачи тактового сигнала
SDA	Serial Data – Шина интерфейса I2C для обмена данными
ICSP	In-Circuit Serial Programming – Протокол для внутрисхемного последовательного программирования
IIC, I2C	Inter-Integrated Circuit – Двухпроводный интерфейс обмена данными между микросхемами
PCB	Printed Circuit Board – Печатная плата
PWM	Pulse Width Modulation – Широтно-импульсная модуляция
SPI	Serial Peripheral Interface Protocol – Протокол последовательного периферийного интерфейса
USB	Universal Serial Bus – Универсальная последовательная шина
DMA	Direct Memory Access – Модуль для считывания и записи RAM без задействования процессора
AC	Alternating Current – Переменный ток
DC	Direct Current – Постоянный ток
FM	Frequency Modulation – Частотная модуляция (ЧМ)
AFC	Automatic Frequency Control – Автоматическое управление частотой

Частые вопросы

После регистрации аккаунта на сайте Вы сможете опубликовать свой вопрос или отвечать в существующих темах. Участие абсолютно бесплатное.

Кто отвечает в форуме на вопросы ?

Ответ в тему Преобразователь 12/220В 1000Вт (4000.03). В защите. как и все другие советы публикуются всем сообществом. Большинство участников это профессиональные мастера по ремонту и специалисты в области электроники.

Как найти нужную информацию по форуму ?

Возможность поиска по всему сайту и файловому архиву появится после регистрации. В верхнем правом углу будет отображаться форма поиска по сайту.

По каким еще маркам можно спросить ?

По любым. Наиболее частые ответы по популярным брэндам – LG, Samsung, Philips, Toshiba, Sony, Panasonic, Xiaomi, Sharp, JVC, DEXP, TCL, Hisense, и многие другие в том числе китайские модели.

Какие еще файлы я смогу здесь скачать ?

При активном участии в форуме Вам будут доступны дополнительные файлы и разделы, которые не отображаются гостям – схемы, прошивки, справочники, методы и секреты ремонта, типовые неисправности, сервисная информация.

Полезные ссылки

Здесь просто полезные ссылки для мастеров. Ссылки периодически обновляемые, в зависимости от востребованности тем.

защита DC/DC преобразователя от входного перенапряжения и переполюсовки

есть маломощное устройство, которое изначально питается 220-380 АС. Иногда по просьбе клиента переделываем его на питание 24в DC для установки в авто. Для этого вместо родного транса ставим мелкий китайский DC/DС преобразователь с Uвх max = 28 вольт. Выдает 12в – это питание основной платы устройства. Проблема начинается, если переделанное устройство пытаются включить как раньше в 220 или даже 380 АС. Штатный плавкий предохранитель в цепи входного напряжения не успевает защитить и происходит бздынь и китаец умирает.
Для предотвращения надо что-то простое и недорогое. Не работал раньше с супрессорами, поэтому прошу покритиковать схему – будет ли успевать срабатывать до бздыня? Желательно оставить в цепи родной плавкий FU, чтобы дебил, который воткнул в 220/380 хотя бы подумал, меняя предохранитель, правильно ли он включил питение.
Была мысль заменить плавкий FU самовосстанавливающимся предохранителем с U срабатывания 28 вольт, чтобы никто внутрь устройства не лазил, но хочется немного поучить дебилов. Хотя с ним ИМХО супрессор точно жив останется, а вот с плавким FU – как думаете, выживет?
Диодный мост – для доп. защиты от переполюсовки и пусть вольта 1,5 дополнительно на нем падает. Umax моста подберу любое, ток потребления не выше 1А.

Фотография из Фотогалереи на E1.ru

что-то ни у кого критики нет. Вроде просто все, должно работать. Хочу завтра прикупить супрессоров нужных пару и попробовать.

если маломощное устройство до диодный мост от переполюсовки вполне сойдет.
а от перенапряжения лучше всего сделать абсолютно разные разъемы питания для 24 и 220

а если очень хочется с супрессором то ставьте тогда уже его до моста. после моста можно и стабилитрон, ну еще после моста воткните кондер, чтобы напруга не так быстро росла и время сдохнуть у предохранителя было

А шо разъем в прикуриватель религия не позволяет прикупить? Дешевле моста кондера суппессора и защита от переплюсовок есть.

С разными разъемами – не катит. Там пучок проводов выходит. Устройство готовое. И места внутри маловато – освободившееся после транса 3х3х3см.
Несмотря на надпись “24v”, на которую меняю старую “AC380v” – притащили на ремонт сразу 2 комплекта – оба с мертвыми китайцами. И 100% от превышения Uвх. Поэтому надо ограничить на 28в.
Супрессор – только из-за скорости, чтобы гарантированно китаец не успел помереть. Вы правы насчет “до моста” – так наверное лучше, хотя у меня при перенапряжении и “супрессорном КЗ” этот мост хоть как-то ток через супрессор ограничит. А пиковый ток моста тоже не маленький, выдержит.
Про кондер думал, но электролит надо на 400 вольт ставить, чтоб 380 выдержал хоть недолго – дорого и размер большой, чтобы “напруга не так быстро росла”. Вообще-то надо бы прикинуть постоянную времени заряда С, но в формуле R есть, а какое тут R? Диодов в мосте?
И все-таки про самовосстанавливающийся предохранитель. Может он ограничит пиковый ток через супрессор? В холодном состоянии не должен вроде, там доли ома. Вот с ним выживет супрессор или нет?

Читайте также:

Компактное импульсное ЗУ для АКБ

Смотрите время срабатывания. Есть подозрения что нет. Хотя зависит от максимального тока который сможет выдержать супрессор.

Еще как вариант реле поставить на 220в, которое бы нафиг схему отключало при срабатывании.

ну реле точно не быстро срабатывает.
короче, на неделе купим десяток наборов по моей схеме по безналу, в выходные буду “экскрементировать”
денег-то там рублей 400 на всё.

лучшая защита от втыкания низковольтных устройств в 220 – это защита от дурака, а как показывает практика, дураков стало много, в силу отключения человеком естественного отбора .
Клеится этикетка на устройство – подключать только к 12(24)В . ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ В СЕТЬ 220В ПРОИСХОДИТ ВЗРЫВ! Параллельно вводу питания ставится двухполярный стабилитрон и последовательно с ним несколько диодов в стекляных корпусах. (они хорошо взрываются при подаче на них 220В, примерно как выстрел пистолета). Практика показывает, что дураки бывают обучаемые. После взрыва, прошедшие процедуру посвЯщения, дураки перед включением любого устройства в 220В обязательно смотрят- можно ли это устройство включать в 220В. Хотя до данной процедуры неоднократно игнорировали словесные поучения коллег по работе. Это явление приобретённого рефлекса описывал ранее академик Павлов на собачках!

Справедливости ради, нужно заметить, что делать устройства с низковольтным питанием и со стандартной вилкой 220В некошерно, что может считаться умышленной подставой, особо если нет предупредительных надписей на оборудовании, а за такое сразу надо давать в торец изготовителю любым увесистым предметом. Либо сразу физически, либо через суд, но так как такая дрянь обычно сертитфикацию не проходит, то первый вариант действеннее.

Нащет стабилитрона и надписей типа “щас нае. т” согласен на 146%- ибо дураки учатся ТОЛЬКО на своих ошибках.
Дополнительно можно подстраховаться разъемом типа ШР или ОНЦ, чтобы получить “фиг воткнешь по-другому”.
К сожалению, дураки бывают не только тупые, но еще и сильные

Не поверите. Вся страна на электроподстанциях практически на релейной защите построена. Так что миллисекунды срабатывания вкупе с варистором может спасти ваши приборы. Раз защиту от дурака делать не хотите.

От кондера бабах гораздо интереснее. Диод может пыхнуть и немного дыму, а вот кондер. В лучшем случае дно крышечки можно будет найти.

Несмотря на надпись “24v”, на которую меняю старую “AC380v” – притащили на ремонт сразу 2 комплекта – оба с мертвыми китайцами. И 100% от превышения Uвх. Поэтому надо ограничить на 28в.

Нафига? Чо за подход? Не надо ничо делать, оставить все как есть,а цену за ремонт увеличить на 50%

Это неправильный подход.
Надо :
– поставить защиту,
– наклеить надпись с пердуперждением
и
увеличить стоимость ремонта до 50% стоимости девайса.

Цитата:
От пользователя: andrew2709

тогда конверсии не будет, смысл ремонтом заниматься?

хочешь ремонтировать угробленные девайсы / лечить идиотов забесплатно– я не возражаю.
ПС:
– если девайс еще ремонтопригоден- ремонтирую мах за 30%.
– если угробили напрочь- посылаю лесом.
– если в нем уже ковырялся рукожоп- прайс х2
– первичную диагностику делаю всегда в присутствии заказчика

[Сообщение изменено пользователем 20.01.2020 17:55]

Не, нафиг надо, кто ремонтом занимался давно регистрашки сдали, не, нафиг в эту блуду вписываться. На дворе не 90х и даже не 00, тогда этот бизнес приносил сказочные богатства, а сейчас накорми всех кроме себя, да ещё и борись с идиотами, которым надо починить девайс за 30уе, причем за бесплатно.

[Сообщение изменено пользователем 20.01.2020 20:20]

Когда наша фирма дает гарантию на продаваемое устройство – приходится принимать в ремонт по гарантии, кроме явных признаков физического повреждения.
В идеале должна быть такая конструкция, которая не ломается (хотя бы на срок гарантии), тогда и ремслужба не нужна. На ремонте много не заработаешь, тут я согласен с Nefоrmаtus.
Поэтому и захотел защиту от лишней напруги и переполюсовки.
И опять же к этому – неплохой имидж фирмы, у которой устройство только физически убить можно.
А делов-то дополнительных – на копейки. Кстати, пожалуюсь вам, коллеги: в промке по безналу не продали, говорят сумма 400р мала. Придется ехать самому за наличку. Бензину больше сожгу

По цене и принципам ремонта полностью согласен с andrew2709. Все 4 пункта выполняю

Стесняюсь спросить, а чо, промка одна на все времена? У нас много контор кто с юриками работает, тот же платан, Терра, Чип и Дейл тоже

чОрд, все бы такие конторы были. Принес им остов горевший синим пламенем, а они тебе по гарантии чинят.

Когда наша фирма дает гарантию на продаваемое устройство – приходится принимать в ремонт по гарантии, кроме явных признаков физического повреждения.

Загляните в любой паспорт на электроинструмент / холодильник / микроволновку / СМ. – там есть четкие определения НЕ-гарантийных случаев ( вплоть до наличия тараканов и клопов ).

Дискуссия плавно перешла в обсуждение выполнения гарантийных обязательств.
Это не мое дело, политика компании такая. Возможно я с ней не согласен, но.
Купил 2 пары разных супрессоров и пару предохранителей, сегодня испытаю.

Помните о том, что предохранители предохраняют только от возгорания и никак не защищают электронику, тем паче от перенапряжения.

Я бы реле поставил на 220 по питанию, отрубающее дальнейшее проникновение его в схему. Тогда может все эти варисторы-супрессоры помогут.

да не поможет ничего.
предохранитель сгорает после полупроводников. следовательно всё равно в ремонт принесут
нужно делать задержку подачи 12(24)в питания на схему через реле. если 220в на входе, то питание не подавать. только так можно избежать возврата девайса в ремонт.

Дважды повторенный эксперимент окончился неудачей.
1. Обещанное постоянное напряжение 28в, при котором буржуйский супрессор SMBJ28A-TR должен начать резко проводить, он перенес легко. И далее до 36в постоянки (максимум моего БП) также легко и в закрытом состоянии. Хоть с ограничением тока на БП, хоть без него. Так как он однонаправленный, ставил после моста. Предохранитель плавкий, как по схеме. Измерял U на самом супрессоре – достигало 34,5v , как и должно быть после падения на диодах моста. Защищать светодиод (на напряжение зажигания около 26в с резистором последовательно) этот супрессор не пожелал. Светик весело горел, увеличивая яркость при увеличении U до максимума.
2. Эксперимент зашел в тупик, но чтобы быть последовательным, решил проверить хотя бы защиту от 220/380 AC. В результате плавкий предохранитель на 2А пыхнул, мост и сам супрессор скончались до состояния КЗ, но светик спасли.
Чтобы исключить случайности в виде бракованного супрессора, все повторил, только вместо моста один диод N4008. Оба пункта повторились. :boom:
С одной стороны отрицательный результат – тоже результат, но. почему.
Покурив инет:
По пункту 2 вроде понятно, так и должно быть, т.к напряжение фиксации около 45в, что намного меньше 220/380, поэтому пробило напрочь. Это ж не импульсная помеха была (которую супрессор по идее должен гасить любую), а полноценная ~~переменка~~ постоянка.
Но по пункту 1 – почему они ОБА не срабатывали при заявленных 28в? Может я не те супрессоры взял?

Импульсный преобразователь напряжения 12В / ~220В 50Гц

Часто возникает необходимость включения каких-либо электроприборов рассчитанных на питание от сети 220В 50Гц в местах, где отсутствует осветительная сеть. Например, на природе или в неэлектрифицированном строении.

В таких случаях на помощь придет блок бесперебойного питания фабричного изготовления либо самодельный преобразователь напряжения.

Схему одного из таких преобразователей мы и рассмотрим в этой статье.

Устройство предназначено для получения переменного напряжения с действующим значением 220В и частой 50Гц. Форма сигнала на выходе приближенно можно считать синусоидальной, что позволяет снизить уровень высокочастотных гармоник и идеально подходит для запитывания даже самых требовательных к форме питающего напряжения устройств.

Схема имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке – при превышении значения выходного тока определенного значения, устройство переходит в режим стабилизации тока, снижая выходное напряжение.

Преобразователь собран на специализированной микросхеме для импульсных источников питания TL494CN (TL494LN или отечественный аналог – 1114ЕУ4). Это дает возможность сделать схему очень простой и обойтись минимальным количеством элементов.

В состав микросхемы входит ШИМ-генератор, а также ряд вспомогательных узлов. Широтно-импульсная модуляция используется для стабилизации выходного напряжения преобразователя в целом. Подробно останавливаться на работе микросхемы мы не будем, об этом можно почитать в любой справочной литературе.

Т.к. выходные ключи микросхемы рассчитаны на ток до 200 мА, для получения большей мощности задействованы два ключевых транзистора VT1, VT2. Защита схемы от переполюсовки осуществлена с помощью диода VD1 (в случае ошибочного подключения сгорит входной предохранитель FU1).

После сборки схемы необходимо произвести ее настройку. Для этого отключаем трансформатор и подбором времязадающей цепи (резистор R1 и конденсатор C4) добиваемся на выходах DA1/8 и DA1/11 сигнала с частотой 50Гц. С помощью R7 добиваемся такой же формы выходных импульсов, как показано на диаграмме:

После этого подключаем трансформатор обратно и подключаем нагрузку (в качестве которой можно использовать лампу накаливания 220В 25. 60 Вт). Параллельно нагрузке подключаем стрелочный вольтметр и подстройкой резистора R7 добиваемся выходного напряжения 220В. Порог срабатывания защиты по току выставляется резистором R10 на уровне 10 А. Также возможно потребуется подобрать значения конденсатора С9 и резистора R12 для уменьшения выбросов на передних фронтах импульсов в момент коммутации тока.

В данной схеме отсутствует обратная связь по выходному напряжению, так как практическая эксплуатация показала, что при изменении величины нагрузки выходное напряжение меняется незначительно и лежит в пределах допустимых 185. 240 В.

Транзисторы VT1,VT2 необходимо охлаждать дополнительно и для этих целей подойдут любые радиаторы с площадью не менее 280 кв. см. Трансформатор Т1 изготавливается самостоятельно. Обмотки I и II симметричны и содержат по 14 витков провода диаметром 2 мм ПЭЛ-2. Симметрия легко достигается при их одновременной намотке (намотка производится сразу двумя проводами). Обмотка III – 700 витков проводом 0,5 мм.

Предохранитель FU1 можно взять готовый или сделать его из медного провода 0,25мм.

Остальные детали: Все постоянные резисторы типа МЛТ, резистор R9 – типа С5-16МВ, R12 – С5-5. Подстроечный резистор R7 – С5-2. Конденсаторы С1, С2 типа К52-1, С3-С8 – К10-17, С9 – К73-17В.

Максимальная выходная мощность составляет 100Вт.

Если требуется большая мощность, этого легко добиться, применив более мощный трансформатор.

В режиме холостого хода преобразователь потребляет ток около 1А, при подключении нагрузки потребляемый ток растет пропорционально мощности нагрузки.

Как уже было сказано выше, при возникновении перегрузки выходное напряжение будет снижаться (режим ограничения тока), а пониженное напряжение питания допустимо не для каждого устройства.

Во избежания выхода чувствительных к пониженному напряжению питания приборов, схему преобразователя можно дополнить устройством автоматического отключения при возникновении перегрузки. Возможный вариант автоматического отключения показан на рисунке:

Здесь мы применили токовое реле, срабатывающее при определенном значении тока и включающее тиристор VS1. Реле можно изготовить самостоятельно из геркона, обмотав его одним слоем медного провода. Ток срабатывания можно подобрать изменяя количество витков. В момент срабатывания защиты загорается индикатор HL1.

Чтобы снова вернуть схему в рабочее состояние, ее необходимо полностью обесточить и снова включить.

Защита от переполюсовки 12в

Многие самодельные блоки имеют такой недостаток, как отсутствие защиты от переполюсовки питания. Даже опытный человек может по невнимательности перепутать полярность питания. И есть большая вероятность что после этого зарядное устройство придет в негодность.

Читайте также:

Адаптер для зарядки телефона в авто

В этой статье будет рассмотрено 3 варианта защит от переполюсовки, которые работают безотказно и не требуют никакой наладки.

Вариант 1

Это защита наиболее простая и отличается от аналогичных тем, что в ней не используются никакие транзисторы или микросхемы. Реле, диодная развязка – вот и все ее компоненты.

Работает схема следующим образом. Минус в схеме общий, поэтому будет рассмотрена плюсовая цепь.

Если на вход не подключен аккумулятор, то реле находится в разомкнутом состоянии. При подключении аккумулятора плюс поступает через диод VD2 на обмотку реле, вследствие чего контакт реле замыкается, и основной ток заряда протекает на аккумулятор.

Одновременно загорается зеленый светодиодный индикатор, свидетельствуя о том, что подключение правильное.

И если теперь убрать аккумулятор, то на выходе схемы будет напряжение, поскольку ток от зарядного устройства будет продолжать поступать через диод VD2 на обмотку реле.

Если перепутать полярность подключения, то диод VD2 окажется заперт и на обмотку реле не поступит питание. Реле не сработает.

В этом случае загорится красный светодиод, который нарочно подключен неправильным образом. Он будет свидетельствовать о том, что нарушена полярность подключения аккумулятора.

Диод VD1 защищает цепь от самоиндукции, которая возникает при отключении реле.

В случае внедрения такой защиты в зарядное устройство автомобильного аккумулятора, стоит взять реле на 12 В. Допустимый ток реле зависит только от мощности зарядника. В среднем стоит использовать реле на 15-20 А.

Вариант 2

Эта схема до сих пор не имеет аналогов по многим параметрам. Она одновременно защищает и от переполюсовки питания, и от короткого замыкания.

Принцип работы этой схемы следующий. При нормальном режиме работы плюс от источника питания через светодиод и резистор R9 открывает полевой транзистор, и минус через открытый переход «полевика» поступает на выход схемы к аккумулятору.

При переполюсовке или коротком замыкании ток в цепи резко возрастает, вследствие чего образуется падение напряжения на «полевике» и на шунте. Такое падение напряжение достаточно для срабатывания маломощного транзистора VT2. Открываясь, последний запирает полевой транзистор, замыкая затвор с массой. Одновременно загорается светодиод, поскольку питание для него обеспечивается открытым переходом транзистора VT2.

Из-за высокой скорости реагирования эта схема гарантированно защитит зарядное устройство при любой проблеме на выходе.

Схема очень надежна в работе и способна оставаться в состоянии защиты бесконечно долгое время.

Вариант 3

Это особо простая схема, которую даже схемой трудно назвать, поскольку в ней использовано всего 2 компонента. Это мощный диод и предохранитель. Этот вариант вполне жизнеспособен и даже применяется в промышленных масштабах.

Питание с зарядного устройства через предохранитель поступает на аккумулятор. Предохранитель подбирается исходя из максимального тока зарядки. Например, если ток 10 А, то предохранитель нужен на 12-15 А.

Диод подключен параллельно и закрыт при нормальной работе. Но если перепутать полярность, диод откроется и случится короткое замыкание.

А предохранитель – это слабое звено в этой схеме, который сгорит в тот же миг. Его после этого придется менять.

Диод следует подбирать по даташиту исходя из того, что его максимальный кратковременный ток был в несколько раз больше тока сгорания предохранителя.

Такая схема не обеспечивает стопроцентную защиту, поскольку бывали случаи, когда зарядное устройство сгорало быстрее предохранителя.

С точки зрения КПД, первая схема лучше других. Но с точки зрения универсальности и скорости реагирования, лучший вариант – это схема 2. Ну а третий вариант часто применяется в промышленных масштабах. Такой вариант защиты можно увидеть, к примеру, на любой автомагнитоле.

Все схемы, кроме последней, имеют функцию самовосстановления, то есть работа восстановится, как только будет убрано короткое замыкание или изменится полярность подключения аккумулятора.

Автор: Эдуард Орлов –

Ну вот, как и обещал – вторая статья, которая посвящена системе защиты от переполюсовки, которое нашло довольно широкое применение в промышленных и самодельных зарядных устройствах. Данный вариант был выбран как особо простой и может быть повторен даже человеком, который никак не связан с электроникой.

Для реализации такой схемы защиты вам нужен только диод – всего один диод, который будет установлен в прямом направлении на плюсовой шине зарядного устройства.

Такая система на только проста, что для доработки зарядного устройства, его совсем не обязательно разобрать. Для реализации такой идеи мы используем самую главную функцию полупроводникового диода – в прямом направлении диод открыт, если же его подключить в обратном направлении, то он будет заперт.

Следовательно, если вдруг спутать полярность, то ток просто не будет идти, никаких хлопков, нагрева и прочих дымовых эффектов.

Но как мы знаем, когда напряжение протекает через переход выпрямительного диода, то на выходе последнего будет спад напряжение в районе 0,7 Вольт, именно для того, чтобы спад был минимальным, мы будем использовать диоды ШОТТКИ (с барьером Шоттки) – на нем спад напряжения в районе 0,3-0,4 Вольт.
Единственный недостаток такой защиты заключается в том, что через диод будет течь довольно большой ток, что приводит к нагреву диод.

Для того диод обязательно нужно установить на теплоотвод. Диоды шоттки с больим током можно найти в компьютерных блоках питания. Диоды в указанных блоках из себя представляют трехвыводную диодную сборку, в каждой сборке два диода с общим катодом. Нужно подобрать диоды с током не мене 15 Ампер на каждый диод. В компьютерных блоках могут встречаться диоды с током до 2х30 Ампер.

Для начала нужно установить диод на теплоотвод, затем запараллелить аноды диодов, таким образом, мы соединили параллельно оба диода.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12/220 В

Применение мощных полевых транзисторов позволяет существенно упростить схему и повысить КПД преобразователя. Модернизированная схема приведена на рис.1. На элементах DD1.1, DD1.2 собран задающий генератор с частотой 500 Гц. Делитель на DD2 формирует две импульсные последовательности частотой 50 Гц со сдвинутыми на 180° фазами для управления силовыми ключами VT1 и VT2 двухтактного преобразователя. Чтобы избежать сквозных токов переключения, между выключением одного ключа и включением другого существует “мертвая зона” – 10% длительности периода.

Читайте также:

Зарядное устройство для авто до 50 А

При подаче высокого уровня (логической “1”) на вход “Блокировка” оба выходных ключа запираются. Выходная мощность преобразователя ограничена мощностью силового трансформатора Т1 и максимальным допустимым током выходных транзисторов. Коэффициент трансформации силового трансформатора Кт=20. В качестве выходных транзисторов подойдут IRFZ034 (15 A), IRFZ044 и RG723A(30A), IRFZ046 (50 A), IRFP064 (100 А). Для надежности нужно иметь двойной запас по току и тройной – по напряжению. Силовые цепи должны быть по возможности короче и выполнены проводами соответствующего сечения.

Предлагаемую схему преобразователя желательно дополнить схемами защиты и сервиса, включающими:
– защиту от остановки задающего генератора, она же блокировка (рис.2а);
– защиту выходных транзисторов от превышения напряжения на аккумуляторе свыше 15 В (рис.26);
– защиту аккумулятора от глубокого разряда (рис.2в). Эта же схема служит индикатором напряжения аккумулятора. При 10В светодиод VD9 гаснет, при 15В светит в полную силу;
– защиту от неверного подключения, т.е. переполюсовки аккумулятора (рис.2г);
– автомат перехода на резервное питание при пропадании напряжения в сети, и возвращения на питание от сети при появлении сетевого напряжения (рис.2д).

Схема преобразователя потребляет в дежурном режиме ток порядка 7 мА. Чтобы получить схему бесперебойного питания, предлагаемый преобразователь нужно дополнить автоматическим зарядным устройством (рис.3), обеспечивающим заряд и поддержание в рабочем состоянии аккумуляторной батареи (АБ). Преобразователь и зарядное устройство нужно подключать к аккумулятору отдельными проводами.

Счетчик-распределитель К561ИЕ8 (рис.1) имеет вход сброса (вывод 13), высокий уровень на котором приводит микросхему в исходное состояние. При этом прекращается счет, и все выходы, кроме нулевого (вывод 3), сбрасываются в ноль. Оба выходных транзистора VT1 и VT2 при этом закрыты, т.е. преобразователь заблокирован.

Схема аварийной блокировки показана на рис.2а. Конденсатор С4 заряжается через R13 до напряжения питания при отсутствии импульсов с выхода DD1.2 и подает логическую “1” на вход блокировки (вывод 13 DD2) через VD13. При нормальной работе преобразователя, на выходе “Сброс блокировки” (вывод 1 DD2) каждые 20 мс появляется логическая “1”, которая через R11 открывает транзистор VT5 и разряжает С4, не давая тем самым сработать блокировке.

Защита от превышения напряжения на аккумуляторе (рис.26). При превышении Ua>15 В открывается стабилитрон VD10, током через R9 открывается VT4 и подает логическую “1” через VD12 на вход блокировки. Эта блокировка нужна для предотвращения выхода из строя силовых транзисторов. Для защиты всей схемы параллельно С5 нужно включить стабилитрон КС515. Такой ситуации не возникнет, если зарядное устройство не окажется подключенным к преобразователю без аккумулятора. Лучше преобразователь и зарядное устройство подключать к АБ разными проводами.

Защита от неверного включения (переполюсовки) АБ (рис.2г). При аварийной блокировке на выводе 9 DD1.4 присутствует логическая “1”, на выходе DD1.4 – “О”. Транзистор VT6 закрывается, реле К1 отпускает и отключает АБ от силовой части преобразователя. В случае переполюсовки при подключении АБ реле К1 вообще не срабатывает.

Автомат переключения на резервное питание (рис.2д). В случае присутствия напряжения в сети, реле К2 включено, и своими контактами подключает нагрузку непосредственно к сети. Транзистор оптопары VU1 открыт, и через R14 подает логическую “1” на вход блокировки. Преобразователь при этом заблокирован.

При пропадании напряжения сети отпускает реле К2, переключая нагрузку на выход преобразователя. Закрывается транзистор оптопары, и появляется логический “О” на выводе 5 DD1.3. Тоща на выходе DD1.3-“1”, положительный импульс открывает транзистор VT5, разряжается С5, со входа блокировки пропадает “1”, и преобразователь запускается.

Выключатель S1 “Вкл” позволяет выключать преобразователь в том случае, когда при отсутствии напряжения в сети резервное питание не требуется;”+” питания поступает через выключатель S1 и R14 на вход блокировки. При размыкании контактов выключателя S1 происходит запуск преобразователя – так же как и после пропадания напряжения в сети.

О. ЛОКСЕЕВ
г. Бахчисарай, Крым
РЛ №7, 2000, c.14-15
Источник: shems.h1.ru

Устройство защиты для инверторного преобразователя

AC-DC преобразователи

В последнее время широкое распространение получили инверторные преобразователи постоянного напряжения 12В в переменное 230В с трёх уровневой ступенчатой аппроксимацией полуволн синусоидального напряжения. Их используют в основном для резервного питания бытовой аппаратуры, в том числе критичной к форме питающего напряжения. К сожалению, довольно часто производитель в целях удешевления конструкции использует схемные решения, приносящие ущерб если не подключаемому оборудованию, то самому инвертору.

Защита инвертора

Одна из часто встречающихся и, главное, недокументированных особенностей инверторов — невозможность их длительного использования в режиме совмещённой работы на нагрузку и зарядки аккумуляторной батареи. То есть подразумевается, что при наличии напряжения сети нагрузка должна быть отключена от инвертора, и он может работать как зарядное устройство, а в отсутствие напряжения сети следует вручную подключить нагрузку и отключить шнур питания от сети, чтобы исключить переход в совмещённый режим при восстановлении сетевого напряжения.

В принципе, такая реализация нормальна для устройств, используемых в полевых условиях, где возможность совмещённого режима практически исключена. Но если предполагается использовать инвертор в качестве автоматического источника резервного питания, это становится рискованным. Автору на практике пришлось столкнуться с повторяющейся типовой неисправностью инверторов различной мощности, возникшей по этой причине. Для предотвращения подобных выходов из строя предлагается использовать простое внешнее устройство.

Оно предназначено для работы со свинцово-кислотными автомобильными аккумуляторными батареями и обеспечивает защиту инвертора от перехода в совмещённый режим и необходимую коммутацию силовых цепей, контроль напряжения на аккумуляторной батарее и управление включением зарядного устройства инвертора, а также защиту батареи от глубокой разрядки.Функционально устройство состоит из двух узлов: один из них (его схема показана сайте радиочипи на верхнем рисунке) служит для контроля напряжения аккумуляторной батареи, второй на нижнем рисунке — для контроля напряжения сети и коммутации (нумерация элементов сквозная).

Рассмотрим принцип действия первого узла. Его основа — компаратор на ОУ К140УД1А, собранный по классической схеме Источником образцового напряжения служит стабилитрон VD1. При понижении напряжения питания до порогового значения, установленного подстроечным резистором R2. компаратор переключается в состояние высокого выходного уровня. Через некоторое время, определяемое постоянной времени цепи R10C3 и напряжением пробоя стабилитрона VD3. открывается транзистор VT1 и срабатывает реле К t. Задержка его включения рекомендуется для безопасной коммутации режимов и завершения всех переходных процессов.

Светодиод HL1 (красного цвета свечения) индицирует состояние компаратора (включается, когда на выходе последнего появляется высокий уровень). Величину гистерезиса переключения устанавливают изменением сопротивления подстроечного резистора R8. При наличии напряжения сети узел контролирует напряжение аккумуляторной батареи и управляет зарядным устройством инвертора. Нижний порог включения зарядного устройства — 12,2В при отключённой нагрузке батареи, верхний порог отключения — 13,8 В [1-5]. В отсутствие напряжения сети узел защищает батарею от глубокой разрядки и переводит инвертор в выключенное состояние при напряжении 11.3 В и работе под нагрузкой [1, 3. 6. 7].

Необходимая коррекция нижнего порога обеспечивается изменением сопротивления нижнего плеча делителя R1 — R3 с помощью элементов VT2, R18 узла контроля напряжения сети и коммутации. Этот узел (рис. 2) содержит понижающий трансформатор Т1, четыре электронных ключа на транзисторах VT2—VT5 и три реле К2—К4. В отсутствие напряжения сети реле К2, КЗ обесточены, их контакты находятся в положении, показанном на схеме, нагрузка подключена к выходу преобразователя U1. При этом транзистор VT3 закрыт, а VT5, наоборот, открыт (напряжение смещения на его базу поступает с аккумуляторной батареи), поэтому реле К4 включено, и его контакты К4.1 совместно с нормально замкнутыми К1.2 обеспечивают включение преобразователя.

Транзистор VT2 также закрыт и влияния на порог переключения компаратора не оказывает. Если напряжение аккумуляторной батареи понизится до 11.3В, то во избежание глубокой разрядки произойдет переключение компаратора, транзистор VT1 откроется, в результате чего сработает реле К1 и его контакты К1.2 разомкнутся, выключив инвертор U1. Контакты К 1.1 при этом замкнутся, но ввиду отсутствия напряжения сети это не вызовет никаких последствий.При восстановлении входного напряжения и нормальном напряжении аккумуляторной батареи срабатывают реле К2, КЗ и нагрузка переключается на питание от сети.

Читайте также:

Блок управления для зарядных устройств

Транзисторы VT3. VT5 изменяют свое состояние на обратное. реле К4 обесточивается и выключает инвертор. Одновременно открывается транзистор VT2. резистор R18 подключается параллельно R3 (см. рис. 1), что обеспечивает коррекцию нижнего порога до 12.2 8. Если напряжение батареи выше этого значения, ничего больше не произойдет, а если ниже, то переключение компаратора вызовет срабатывание реле К1 и включение режима зарядки батареи замкнувшимися контактами К1.1.

Закрывание транзистора VT3 в момент пропадания сетевого напряжения сопровождается кратковременным открыванием транзистора VT4 (на время зарядки конденсатора С5 через его эмиттерный переход и резисторы R16, R19). Открытый транзистор шунтирует стабилитрон VD1. компаратор переходит в состояние с низким уровнем выходного напряжения независимо от напряжения батареи, и происходит принудительное включение преобразователя. Это является необходимым, поскольку в момент пропадания напряжения сети устройство может находиться в режиме зарядки, напряжение батареи будет явно выше порога переключения компаратора и понадобится его сброс в исходное состояние.

Дальнейшая работа устройства зависит от уровня зарядки батареи в соответствии с описанным принципом работы. Диод VD8 служит для быстрой разрядки конденсатора С5 при восстановлении сетевого напряжения Светодиод HL2 (зеленого цвета свечения) — индикатор наличия напряжения сети. По свечению светодиодов HL1 и HL2 можно судить о режиме работы устройства и инвертора. Так. если светится HL1, то это означает, что напряжение в сети отсутствует, инвертор отключён, а напряжение батареи ниже 11,3 В Свечение светодиода HL2 свидетельствует о наличии напряжения сети и полной зарядке батареи. Наконец, одновременное свечение обоих индикаторов говорит о том, что напряжение в сети есть и идет зарядка аккумуляторной батареи.

В устройстве применимы малогабаритные постоянные резисторы любого типа указанной на схемах мощности рассеяния. Подстроечные резисторы — желательно многооборотные (с червячным приводом движка). Полярные конденсаторы — оксидные К50-83. К50-16 близкой емкости или аналогичные импортные, С2 — любой керамический малогабаритный, например, К10-73-16, К10-17в. Вместо К140УД1А в качестве компаратора могут быть применены другие ОУ серии К(Р)140УД1 или любой ОУ с аналогичными параметрами, допустимым напряжением питания 12 В 5 % и соответствующими цепями коррекции.

Транзисторы VT2—VT4 заменимы любыми аналогами с параметрами не хуже, чем у примененных автором (например, отечественными серии КТ3102 или импортными ВС547 с любым буквенным индексом), вместо КТ972А можно установить другие транзисторы этой серии или применить составные транзисторы из соединенных соответствующим образом обычных маломощного и мощного транзисторов (например, серий КТ315 и КТ817). Стабилитрон VD1 — с напряжением стабилизации 5…6В при токе стабилизации 5 мА. VD2 — 11 В. С возможно меньшим минимальным током и максимальным током стабилизации не менее 12 мА, VD3 — 3…3.6 В.

Вместо КС211Ж (VD2) можно применить КС211Е или любой из КС211 Г. КС211Д (во втором случае R9 следует заменить резистором сопротивлением 160 Ом и мощностью рассения 0,25 Вт). Реле К1— К4 — OMRON G2RL112DC или аналогичные для печатного монтажа с номинальным напряжением обмотки 12 В, рассчитанные на коммутацию напряжения 240В при токе не менее 5 А (от допустимого тока зависит максимальная мощность нагрузки). Трансформатор Т1 — понижающий с вторичной обмоткой 2×9В при токе от 100 мА Светодиоды HL1 и HL2 — соответственно А/1307БМ и АЛ307ВМ. АЛ307ГМ или сверхъяркие, например, CREE C503-GC (HL1) и C503-RC (HL2).

Устройство собрано в пластмассовом корпусе исполнения IP65 или IP67 с внутренними размерами 110x110x82 мм. Расположение плат и выносных элементов внутри корпуса показано на рис. 3. Контакты реле К1.2, К4.1 включают в разрыв провода выключателя питания инвертора. При монтаже силовых цепей необходимо соблюдать правила электробезопасности.Налаживание состоит в установке порогов переключения компаратора с помощью подстроечных резисторов R2 и R8, а также при возможном подборе резистора R18. Во время налаживания узел компаратора рекомендуется питать от внешнего регулируемого источника.

Читайте также:

Простое пусковое устройство, схема

Соединив перемычкой выводы коллектора и эмиттера транзистора VT2, сначала с помощью резистора R2 устанавливают нижний порог 12,2 В, затем с помощью R8 — верхний 13,8 В. Путём последовательных приближений добиваются чёткого срабатывания компаратора при указанных значениях напряжения. После этого, убрав перемычку с выводов VT2, проверяют смещение нижнего порога до уровня 11.3 В. При необходимости подбирают резистор R18, временно заменив его подстроечным резистором сопротивлением 6.8… 10 кОм. На этом налаживание можно считать законченным.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12 ВОЛЬТ В 220

Понадобился мне для некоторых целей повышающий преобразователь с 12В на стандартное сетевое напряжение 220 вольт. Поискав на форуме решил сделать из запчастей блока питания компьютера. Сразу замечу, что трансформатор лучше брать побольше — маленький может своеобразно мигать и обычно тянет в нормальном режиме порядка 20 ватт, а то и меньше. Радиаторы ставятся при нагрузке более 50 ватт, когда транзисторы нагреваются выше нормы.

Схема электрическая преобразователя 12-220 вольт

Конструктивно плата устройства может крепится в любом корпусе, обеспечивающим защиту от прикосновения человеком. Рисунок смотрите на фото или ищите файл на форуме.

Если питать будем телевизор или лампочку, то можно вообще не использовать выпрямитель Кстати, компактную люминисцентную лампу КЛЛ, этот преобразователь также запускает — пробовал с лампой на 15 Вт. Все детали, кроме трансформатора, брались новыми — поэтому особых проблем не наблюдалось. В будущем планируется сделать еще два экземпляра, с учетом выявленных осбенностей по деталям и схематически.

Небольшое описание схемы и ее работы от уважаемого пользователя форума ear: Схема представляет собой двухтактный импульсный преобразователь, собранный на ШИМ-контроллере TL494 (и ее аналогов), что позволяет сделать её довольно простой. На выходе стоят высокоэффективные выпрямительные диоды удваивающие напряжение. Также можно использовать его и без диодов, получая переменное напряжение. Для электронных балластов постоянное напряжение и полярность включения не актуальна, так как в схеме балласта на входе стоит диодный мост (правда диоды там не такие “шустрые” как в нашем преобразователе).

В преобразователе 12 вольт в 220 используется готовый высокочастотный понижающий трансформатор из блока питания (БП) компьютера, но в нашем преобразователе он станет наоборот повышающим. Понижающий трансформатор можно взять как из AT так и из ATX БП. Из практики трансформаторы отличаются только габаритами, а расположение выводов идентично. Убитый БП (или трансформатор из него) можно найти в любой мастерской по ремонту компьютеров.

C1 – это 1 нанофарад, на корпусе кодировка 102;
R1 – задает ширину импульсов на выходе.
R2 (совместно с C1) задаёт рабочую частоту.

Уменьшаем сопротивление R1 – увеличиваем частоту. Увеличиваем емкость C1 – уменьшаем частоту. И наоборот.

Транзисторы – мощные МОП (металл-окисел-полупроводник) полевые транзисторы, которые характеризуются меньшим временем срабатывания и более простыми схемами управления. Одинаково хорошо работают IRFZ44N, IRFZ46N, IRFZ48N. Радиатор не нужен, так как продолжительная работа не вызывает ощутимый нагрев транзисторов. А если возникнет желание поставить на радиатор, то, внимание, фланцы корпусов транзисторов не закорачивать через радиатор! Используйте изоляционные прокладки и шайбы втулки от компьютерного БП.

Тем не менее, для первого запуска радиатор не помешает; по крайней мере транзисторы сразу не сгорят от перегрева в случае ошибок монтажа или КЗ на выходе. Защиту схемы от перегрузки и переполюсовки можно реализовать через предохранитель и диод на входе.

У меня в качестве ключей например были применены популярные полевые irf540n. В конференции ведется обсуждение схемы преобразователя и там вы можете задавать возникающие по ходу сборки вопросы. Сборка и испытания: redmoon.