Kakšna je razlika med polnilnikom in preklopnim napajalnikom?

Kakšna je razlika med polnilnikom in preklopnim napajalnikom?

Na trgu je veliko vrst polnilcev. Nekateri uporabljajo linearni regulator napetosti transformatorja moči, nekateri uporabljajo različico nadzora SCR, nekateri pa preklopno napajanje. Polnilci, ki uporabljajo preklopno napajanje, imajo več polnjenja baterij kot preklopni napajalniki. Krmilno vezje, kot je tristopenjsko polnilno vezje, napredni polnilniki imajo tudi funkcijo pulznega polnjenja ali negativnega pulznega razžveplanja, ta funkcija lahko omogoči hitro polnjenje.

Kako deluje polnilnik baterij?

Trenutno je najpogosteje uporabljen in najzgodnejši gonilnik z enim koncem, ki lahko neposredno poganja stikala MOS FET, MC3842. Med stabilizacijo izhodne napetosti ima MC3842 tudi funkcijo nadzora toka obremenitve, zato jo pogosto imenujemo tokovno krmiljeni gonilnik napajalnega napajanja. To je nedvomno edinstvena prednost polnilca. Ta funkcija lahko doseže stalno stabilnost le z nekaj zunanjimi komponentami. Izhodna napetost, medtem ko nadzorujete polnilni tok. Zlasti MC3842 lahko neposredno poganja cev MOS FET, kar lahko močno izboljša zanesljivost polnilnika. Zaradi izjemno široke uporabe MC3842 ta članek predstavlja le njegove značilnosti.

MC3842 je dvostopenjski 8-pinski enosmerni izhod z zunanjim vzbujanjem integriranega vezja s preklopnim napajalnikom Njegove notranje funkcije vključujejo: regulator referenčne napetosti, ojačevalnik napak, primerjalnik impulzne širine, zapah, oscilator, modulator širine impulza (PWM), impulzno izhodno stopnjo gonilnika itd. MC3842 ima veliko podobnih izdelkov, med katerimi so zamenljivi UC3842, IR3842N, SG3842, CM3842 (domači), LM3842 itd. Notranji blok diagram MC3842 je prikazan na sliki 1. Njegove značilnosti so naslednje:

Enojni impulzni izhod PWM, izhodni pogonski tok je 200mA, največji tok pa lahko doseže 1A.

Začetna napetost je večja od 16V, zagonski tok pa samo 1mA za vstop v delovno stanje. Po vstopu v delovno stanje je delovna napetost med 10-34V in obremenitveni tok 15mA. Prekoračitev normalne delovne napetosti preklopi napajalnik v stanje podnapetostne ali prenapetostne zaščite in integrirano vezje trenutno nima izhodnega impulznega pogona.

Vgrajen referenčni vir napetosti 5V / 50mA, deljen z 2: 1 kot referenčna napetost vzorčenja.

Izhodni pogonski impulz lahko poganja tako bipolarne tranzistorje kot tranzistorje z efektom polja MOS. Če vozite bipolarni tranzistor, je priporočljivo, da na dno stikalne cevi priključite vezje za pospeševanje RC-izklopa in omejite frekvenco oscilatorja pod 40kHz. Če vozite cev z efektom polja MOS, nihajno frekvenco nastavi zunanje RC vezje, delovna frekvenca pa lahko doseže do 500 kHz.

Vgrajeni vhod za zaščito pred nadtokom (pin 3) in vhod za ojačanje napak (pin 1) dva krmilna terminala z impulzno modulacijo (PWM). Vhod ojačevalnika napak predstavlja glavni krmilni sistem modulacije širine impulza (PWM). Vhod za zaznavanje prekomernega toka lahko nadzoruje impulze enega za drugim, tako da neposredno nadzira širino impulza vsakega cikla, tako da lahko stopnja nastavitve izhodne napetosti doseže 0,01% / V. Če je napetost zatiča 3 večja od 1V ali je napetost zatiča 1 manjša od 1V, primerjalnik modulacije širine impulza odda visoko stopnjo za ponastavitev zapaha, dokler ne pride naslednji impulz. Če se nivojsko razmerje med zatiči 1 in 3 uporablja za nadzor odpiranja / zapiranja zapaha v zunanjem vezju, zapah sproži sprožilni impulz samo enkrat na cikel, kar bo nedvomno povečalo preprečevanje motenj vezja in stikalo ne bo narobe. Sprožilec, zanesljivost se bo izboljšala.

Frekvenco notranjega oscilatorja nastavljajo zunanji upori in kondenzatorji na zatičih 4 in 8. Hkrati notranja referenčna napetost uvede zunanjo sinhronizacijo prek zatiča 4. 4. in 8. zatič sta povezana z zunanjimi upori in kondenzatorji, da tvorita časovno vezje in postopek polnjenja / praznjenja kondenzatorja tvori nihajni cikel. Ko je nastavljena vrednost upora večja od 5kΩ, je čas polnjenja kondenzatorja veliko daljši od časa praznjenja, frekvenco nihanja pa lahko približamo po formuli: f=1 / Tc=1 / 0,55RC=1,8 / RC.

Polnilnik svinčeve baterije z izhodno močjo do 120 W, sestavljen iz MC3842, je prikazan na sliki 2. Samo vklopni frekvenčni del polnilnika je vroč. Sistem za upravljanje pogona, sestavljen iz MC3842, in izhodni polnilni del stikalnega napajanja sta hladna tla. Dva ozemljitvena vezja so izolirana z vhodnimi in izhodnimi transformatorji. Transformator ni samo enostavne strukture, temveč tudi enostaven za izvedbo. Primarni in sekundarni odpornost na izmenični tok je 2000V. Izhodna priključna napetost polnilnika je nastavljena na 43V / 1,8A, tok pa lahko po potrebi nastavite na 3A za polnjenje svinčeve baterije z večjo zmogljivostjo (na primer za baterijo z zmogljivostjo 30AH).

Ko je omrežni vhod odpravljen, je enosmerna napetost približno

Tvori 300V, zato se zahteve za to usmerniško usmerniško vezje razlikujejo od običajnih. Pri polnilcih baterij ni treba filtrirati 100 Hz pulzirajočega toka mostnega usmernika. Strogo rečeno, 100 Hz utripajoči tok ni samo neškodljiv za polnjenje akumulatorja, ampak je koristen. Do določene mere lahko igra učinek impulznega polnjenja in napolni. Med postopkom ima kemijska reakcija baterije možnost pufriranja in preprečevanja pojava vulkanizacije plošč, ki nastane pri stalnem polnjenju z visokim tokom. Čeprav je začetni polnilni tok 1,8A večji od 1/10 nazivne kapacitete akumulatorja C, občasno visok tok olajša tudi dvig temperature akumulatorja. Zato C905 filtrirnega vezja uporablja elektrolitski kondenzator 47μF / 400V, kar ni dovolj za filtriranje valovanja pri 120W obremenitvi usmernika, ampak samo zmanjša izhodno impedanco napajalnika usmernika, da zmanjša impulz stikalnega tokokroga v napajalni tokokrog Izguba. Zmogljivost C905 se zmanjša, tako da se izhodna napetost usmernika pri polni obremenitvi zmanjša na približno 280V.

U903 deluje kot enojni izhodni gonilnik v skladu s tipičnim aplikacijskim vezjem MC3842. Delovanje vsakega zatiča in načelo izbire zunanjih komponent sta naslednja (glej sliko 1, sliko 2).

Pin 1 je izhod notranjega ojačevalnika napak. D1 in D2 znotraj IC napetost napake premakneta na nivo, po razdelitvi R1 in R2 pa se pošlje na povratni vhodni konec primerjalnika trenutnega krmiljenja za krmiljenje zapaha PWM. Ko je zatič 1 nizek, se zapah ponastavi in ​​izhodni impulzni izhod se izklopi. Ne bo ponastavljen, dokler se naslednji cikel nihanja ne začne obnavljati impulznega izhoda. Zunanje vezje je priključeno na R913 (10kΩ) in C913 (0,1 μF), da se popravijo frekvenčne in fazne značilnosti ojačevalnika.

Invertirni vhod notranjega ojačevalnika napak na zatiču 2. Ko se polnilnik normalno polni, je največja izhodna napetost 43V.

Zunanje vezje je deljeno z R934 (16kΩ), VR902 (470Ω) in R904 (1kΩ), da dobimo napetost vzorčenja 2,5 V, ki je primerjana z referenčno napetostjo 2,5 V na neinvertirajočem vhodu ojačevalnika napak na zazna razliko in odda impulzni delovni cikel Nadzor omeji izhodno napetost na 43V. Pri nastavljanju te napetosti lahko polnilnik ostane neobremenjen. Nastavite VR902, da bo napetost pozitivnih in negativnih izhodnih sponk znašala 43V.

Tretji zatič je krmilni terminal polnilnega toka. V območju izhodne napetosti, ki ga nastavi drugi zatič, polnilni tok nadzoruje R902. Prag delovanja tretjega zatiča je 1V. Znotraj padca napetosti na R902 spremembo izhodne napetosti nadzoruje notranji primerjalnik, da se doseže polnjenje s konstantnim tokom. Vrednost konstantnega toka je 1,8A, R902 pa izbere 0,56Ω / 3W. Ko je polnilna napetost omejena na 43V, lahko skozi izhodno napetost polnilni tok nastavite na konstantno 1,75A ～ 1,8A. Baterija je popolnoma napolnjena, napetost priključka je ≥43V, izolirana dioda D908 je odrezana, v R902 ni toka, napetost na zatiču 3 je 0V in krmiljenje stalnega toka je neveljavno. Polnilno napetost krmili vzorčna napetost zatiča 2, ki ne presega 43V. Če je v tem trenutku popolnoma napolnjen, če napajanje ni prekinjeno, se tvori kapljični naboj 43V napetosti, da napetost akumulatorja ostane 43V. Da bi preprečili prekomerno polnjenje, zgornja meja napetosti 36V svinčeve baterije ne sme povzročiti, da napetost celice akumulatorja preseže 2,38V. Čeprav se to vezje uporablja za vzorčenje akumulatorja, dejansko omejuje izhodno napetost. Če izhodna napetost preseže napetost akumulatorja za 0,6 V, se bo tudi napetost akumulatorja povečala in jo poslala v tokokrog za vzorčenje napetosti, da jo zmanjša.

Zunanja oscilatorna časovna komponenta je priključena na zatič 4, CT je 2200pF, RT je 27kΩ in R911 je 10Ω. V tem primeru je frekvenca glede na težave pri nakupu visokofrekvenčnih magnetnih jeder nastavljena na približno 30 kHz. R911 se uporablja za zunanjo sinhronizacijo, ki v tem vezju ni potrebna.

Peto stopalo je skupna točka.

Šesta noga je izhodni terminal pogonskega impulza. Za doseganje izolacije od omrežja poganja stikalna cev T902. T902 lahko uporablja magnetno jedro 5 × 5 mm, vsako primarno in sekundarno navitje je navito z 0,21 mm emajlirano žico z 20 zavoji, navitja pa so izolirana z 2 × 0,05 mm poliestrskim filmom. R909 je 100Ω in R907 je 10kΩ. Če za notranja vrata in vir Q901 ni zaščitne diode, je mogoče v zunanji tokokrog vgraditi 10-15V cev regulatorja napetosti.

Pin 7 je priključek za napajanje. Da bi prihranili neodvisno napajalno vezje, se napetost na sponki akumulatorja v tem vezju zniža in napajalna napetost je 18V. Ko je akumulator, ki ga je treba polniti, priključen, je najnižja napetost med 32,4V in 35V, stabilna napetost 18V pa lahko dobimo, ko priključimo 18V regulatorno cev. Kondenzator filtra C909 je 100μF.

Osmi zatič je izhodna sponka referenčne napetosti 5V, hkrati pa je znotraj IC razdeljen na 2,5V z R3 in R4 kot referenčna napetost zaznavanja napak.

Impulzni transformator T901 polnilnika se lahko uporablja s komercialno dostopnim krožnim jedrom z jedrom s premerom 12 mm (zglob med spojem in jedrom ima zračno režo 1 mm). Primarno navitje uporablja 0,64 mm visokotrdne emajlirane žice z 82 zavoji, sekundarno navitje pa 0,64 mm visokotrdne emajlirane žice z dvojnimi žicami in 50 zavoji. Med primarno in sekundarno je treba vstaviti tri plasti poliestrskega filma.

Krmilni pogonski sistem in sekundarni polnilni sistem polnilnika sta ločena od omrežja, MC3842 pa se napaja iz napetosti akumulatorja, ki se polni, in ni možnosti prenapetosti ali prekomernega toka. Edini sestavni deli sekundarnega T901 so samo Če je izbira kvalificirana, je možnost okvare skoraj nič, zato je njegova zanesljivost izjemno visoka. Dioda D911 v tem delu lahko izbere skupno katodo ali skupno anodo in vzporedno poveže Schottkyjeve diode. D908 lahko izbere navadno diodo z nazivnim tokom 5A. 220μF zadostuje za filtrirni kondenzator sekundarnega usmerniškega vezja, tako da pride do določenega valovanja, ko je začetni polnilni tok velik in se predvaja funkcija pulznega polnjenja.

Polnilno vezje je izjemno preprosto, zanesljivost pa visoka. Razlog je v tem, da je MC3842 krmilni oscilator cikel za ciklom, ki nadzoruje napetost in tok med vsakim vklopom stikalne cevi. Ko je obremenitev presežna, bo D911 puščal. Če je terminal akumulatorja kratko spojen, mora biti napetost zatiča 3 višja od 1V in pogonski impulz bo takoj prenehal oddajati; če se napetost vzorčenja na zatiču 2 zaradi izhodne napetosti dvigne za več kot 2,5 V, bo napetost zatiča 1 nižja od 1 V, pogonski impulz bo prav tako izklopljen. MC3942 se že vrsto let pogosto uporablja v gonilnikih za preklapljanje napajanja računalniškega monitorja, ne glede na situacijo (njegova poškodba ali odpoved zunanje komponente) ne bo povzročil dviga izhodne napetosti, ne pa tudi izhodne ali izhodne napetosti, ta lastnost naredi stikalno napajanje Tovorni tokokrog je izredno varen. V tem polnilniku MC3842 in njegovo zunanje vezje nimata nič skupnega z omrežnim vhodnim delom. Poleg tega se napetost akumulatorja uporablja za napajanje, potem ko se napetost akumulatorja zniža in stabilizira, tako da je stopnja okvare skoraj nič.

Edino vezje v polnilniku, povezano z omrežnim vhodom, je preklopno vezje med primarnim T901 in sekundarnim T902. Pogosta vzroka poškodb preklopne cevi sta le dva vidika: Prvič, ko se uporablja bipolarna preklopna cev, je to posledica povišanja temperature. Toplotna okvara. Ta točka ne obstaja za negativni temperaturni koeficient, značilen za Q901. Upor, značilen za prevodnost odtočnega vira cevi s poljskim učinkom, ima sposobnost uravnotežiti svoj prevodni tok. Poleg tega, ker je protitlak preklopne cevi previsok, lahko pri izklopu stikalne cevi konica povratnega impulza zlahka razbije preklopno cev. Zaradi tega se v tem vezju zmogljivost C905 zmanjša, da se ustrezno zmanjša usmerjena napetost pod velikim trenutnim stanjem stikalne cevi. Druga je uporaba feritnega jedra z okroglim sredinskim stebrom, katerega induktivnost puščanja je sorazmerno manjša kot pri jedru s pravokotnim prerezom, zračna reža pa je rezervirana v sredinskem stolpcu namesto na stranskih stebrih na obeh straneh, kar dodatno zmanjša induktivnost puščanja. V tem primeru je varneje izbrati stikalno cev z višjim VDS. Na sliki 2 je Q901 2SK1539, njegov VDS 900V, IDS 10A in njegova moč 150W. Nadomestne so lahko tudi druge vrste MOS FET cevi s podobnimi specifikacijami. Če vas skrbijo konice, ki razbijejo stikalno cev, lahko običajne absorpcijske zanke C, D in R priključite na primarni del T901. Ker sta začetni polnilni tok in najvišja polnilna napetost polnilnika nizka, tok polnilnega toka pa je po popolnem polnjenju zelo majhen, ga lahko v bistvu štejemo za običajno polnjenje. Na primer, svinčevo baterijo 12A lahko popolnoma napolnite v 7 urah, po popolni napolnitvi pa bo imelo izklop električnega toka minimalni vpliv na baterijo in polnilnik. Med preizkusom je bila baterija priključena na napajalnik, da se je polnila ob 8 o' zvečer, napajanje pa je bilo zaustavljeno ob 7 o' ura naslednje jutro. Temperatura ohišja baterije in polnilnika ni presegla sobne temperature.

Proizvajalec Dissmann varovalk, z 20 leti' izkušnje, za več informacij. nas kontaktirajte po e-pošti: anna@delfuse.com ali WhatsApp: +86 18813915908

Dissmannove varovalke se pogosto uporabljajo v električnih vozilih, hibridnih vozilih z bencinom in gorivnimi celicami ter njenimi ključnimi deli (PACK / PDU / BDU / MSD / Electric / visokotlačni konektor itd.), EV polnilnik / EV sistem za struženje / modul, napajalnik generirni sistem, 5G komunikacijsko napajanje, napajanje strežnika v oblaku, shranjevanje energije, AGV (premik za pošiljanje vozil brez posadke), turistični avto v slikovitem območju, golf, zdravstvo, hoja, oprema in gradbeni stroji, sistem talnega ogrevanja, PV Solarna kombinacijska škatla, nadzor napajanja z enosmerno napetostjo, industrijski stroji in oprema ter druga področja enosmernih visokonapetostnih področij uporabe.