Обзор и схема преобразователя напряжения 12-220 вольт Luxeon 600 Вт

Внешний вид

  Преобразователь напряжения фирмы Luxeon обеспечивает преобразование напряжения из 12 вольт в 220, с чистым синусом на выходе, что позволяет запитывать им котлы, холодильники и прочее оборудование, чувствительное к форме сигнала, с мощностью до 600 Вт. Пиковая выходная мощность составляет 1200 Ватт. Формирователь импульсов выполнен на микроконтроллере PIC16F722. КПД преобразователя заявлено 85%, что, в общем то, неплохо.
Как заявляет производитель:
Макс. выходная мощность, Вт................600
Миним. входное напряжение, В...............10,5
Макс. входное напряжение, В................15
Выходное напряжение, В.....................220± 5%
Частота, Гц................................50
Форма выходного сигнала....................синус
Напряжение отключения нагрузки, В..........10;± 0,5
Температурная защита,°С....................65± 5
КПД, %.....................................85
Вентилятор.................................есть
Защита от КЗ...............................есть
Габариты, мм...............................170x70x300
Масса, кг..................................2,5

Формирователь чистого синуса

   Преобразователь имеет защиту от короткого замыкания на выходе, принудительное охлаждение, включающееся по мере надобности и схема отключения АКБ при сильной разрядке. В схеме применены два трансформатора, каждый из них выдаёт около 300 ватт. Работает силовая часть на частоте около 57 кГц. Схема работает в двухтактном режиме, управление полевыми транзисторами микропроцессорное.

Низковольтная часть схемы

   На рисунке вверху можете рассмотреть низковольтную силовую часть преобразователя, а на рисунке внизу можно посмотреть на высоковольтную часть. 310 вольт постоянное напряжение через мостовую схему на полевиках преобразуется в 220 вольт 50 Гц. Узел управления преобразователя низковольтной части выполнен на микросхеме KA7500, она полный аналог микросхемы TL494. Микросхема TL494 представляет собой ШИМ – контроллер, отлично подходящий для построения импульсных блоков питания различной топологии и мощности. Может работать как в однотактном, так и в двухтактном режиме. Отечественным ее аналогом является микросхема КР1114ЕУ4. Texas Instruments, International Rectifier, ON Semiconductor, Fairchild Semiconductor – многие производители выпускают данный ШИМ-контроллер. У Fairchild Semiconductor он называется, например, KA7500. Для нормальной работы микросхемы, производитель рекомендует применять времязадающий конденсатор емкостью из диапазона от 470пф до 10мкф, а времязадающий резистор из диапазона от 1,8кОм до 500кОм. Рекомендуемый диапазон рабочих частот – от 1кГц до 300кГц. Частоту можно вычислить по формуле f = 1.1/RC. Так, в рабочем режиме на выводе 5 будет присутствовать пилообразное напряжение амплитудой около 3 вольт. У разных производителей она может отличаться в зависимости от параметров внутренних цепей микросхемы.
Вход регулировки мертвого времени 4 предназначен для определения паузы между импульсами. Компаратор мертвого времени, обозначенный на схеме «Dead-time Control Comparator», даст разрешение выходным импульсам, если напряжение пилы выше напряжения, подаваемого на вход 4. Так, подавая на вход 4 напряжение от 0 до 3 вольт, можно регулировать скважность выходных импульсов, при этом максимальная длительность рабочего цикла может составлять 96% в однотактном режиме и 48%, соответственно, в двухтактном режиме работы микросхемы. Минимальная пауза здесь ограничена значением 3%, которое обеспечивается встроенным источником с напряжением 0.1 вольта. Вывод 3 также имеет значение, и напряжение на нем так же играет роль для разрешения импульсов на выходе. Выводы 1 и 2, а так же выводы 15 и 16 компараторов ошибки могут быть использованы для защиты проектируемого устройства от перегрузок по току и по напряжению. Если напряжение, подаваемое на вывод 1, станет выше, чем подаваемое на вывод 2, или напряжение, подаваемое на вывод 16, станет выше, чем напряжение, подаваемое на вывод 15, то вход ШИМ-компаратора «PWM Comparator» (вывод 3) получит сигнал для запрета импульсов на выходе. Если данные компараторы использовать не планируется, то их можно заблокировать, замкнув на землю неинвертирущие входы, а инвертирующие подключив к источнику опорного напряжения (вывод 14). Вывод 14 является выходом встроенного в микросхему стабилизированного источника опорного напряжения 5 вольт. К этому выводу можно подключать цепи, потребляющие ток до 10 мА, которыми могут быть делители напряжения для настройки цепей защиты, мягкого пуска, или установки фиксированной или регулируемой длительности импульсов. К выводу 12 подается напряжение питания микросхемы от 7 до 40 вольт. Как правило, применяют 12 вольт стабилизированного напряжения. Важно исключить любые помехи в цепи питания. Вывод 13 отвечает за режим работы микросхемы. Если на него подать опорное напряжение 5 вольт, (с вывода 14) то микросхема будет работать в двухтактном режиме, и выходные транзисторы будут открываться в противофазе, по очереди, причем частота включения каждого из выходных транзисторов будет равна половине частоты пилообразного напряжения на выводе 5. Но если замкнуть вывод 13 на минус питания, то выходные транзисторы станут работать параллельно, а частота будет равна частоте пилы на выводе 5, то есть частоте генератора. Максимальный ток для каждого из выходных транзисторов микросхемы (выводы 8,9,10,11) составляет 250мА, однако производитель не рекомендует превышать 200мА. Соответственно, при параллельной работе выходных транзисторов (вывод 9 соединен с выводом 10, а вывод 8 соединен с выводом 11) максимально допустимый для ток составит 500мА, но лучше не превышать 400мА. Выходные транзисторы могут быть включены по-разному, в соответствии с целью разработчика, по схеме с общим эмиттером, либо по схеме эмиттерного повторителя.

Высоковольтная часть

Внутренний вид

   В целом неплохой преобразователь напряжения, есть теплозащита, датчик установлен на радиаторе транзисторов, имеется также защита от короткого замыкания, защита от перегрузки, а так же можно отметить из плюсов микропроцессорное управление преобразователем, что добавляет надёжности устройству. Предусмотрено так же питание от пониженного напряжения, а так же отключение при сильной просадке питания 12 вольт, ведь не секрет, большинство инверторов выходит из строя от пониженного напряжения питания.