Преобразователь напряжения 3.7 5 руками. Как повысить постоянное и переменное напряжение. Окончательная сборка импульсного преобразователя напряжения

Повышающий преобразователь 3,6 – 5 вольт на MC34063

Статей о преобразователях на MC34063 и подобных микросхемах написано предостаточно. Зачем писать ещё одну? Признаемся честно, мы написали её, чтобы выложить печатную плату. Возможно, кто-то сочтёт её удачной или просто поленится рисовать свою.

Понадобиться такой преобразователь может, например, для питания какой-либо самоделки или измерительного прибора от литиевого аккумулятора. В нашем случае – это питание дозиметра от китайского 1,5А/ч . Схема – стандартная, из даташита, повышающий преобразователь.

Печатная плата получилась маленькой, всего 2*2,5см. Можно сделать меньше. Все детали, как планировалось – SMD. Однако, найти керамический SMD конденсатор с ёмкостью менее 1нФ оказалось не так-то просто, пришлось поставить выводной. Также непросто оказалось найти сравнительно маленький дроссель нужной индуктивности, не входящий в насыщение на нужном токе. В итоге решено было использовать повышенную частоту – порядка 100кГц и дроссель на 47мкГн. В итоге он лишь на треть выходит за габариты платы.

Делитель напряжения для стабилизации 5 вольт удачно получился из резисторов на 3 и 1 кОм. Если постараться, на их место можно аккуратно припаять многооборотный потенциометр, как мы сделали это в преобразователе на NCP3063 , чтобы иметь возможность подстройки напряжения.

Сфера применения этой схемы не ограничивается лишь питанием приборов. Её с успехом можно использовать в самодельных фонариках, зарядных устройствах, повербанках, одним словом – везде, где требуется преобразовать одно значение напряжения в другое. Микросхема эта не очень мощная, однако способна справиться в большинстве применений.

Однако, при применении импульсных преобразователей для питания измерительных приборов и чувствительной аппаратуры, следует помнить о том уровне шума, который они создают по цепям питания. Есть мнение, что для очень чувствительных к таким вещам схем решение – только в применении линейного стабилизатора между преобразователем и непосредственно питаемой им схемой. В нашем случае минимальный уровень пульсаций мы получили при помощи максимальной ёмкости конденсатора на выходе преобразователя, которую смогли найти. Это оказался тантал на 220мкФ. На плате есть место для установки на выходе нескольких керамических конденсаторов, если это необходимо.

Повышающий преобразователь 3,6 – 5 вольт на MC34063 показал хорошую стабильную работу и может быть рекомендован к применению.

Чтобы питать электроприборы, нужно обеспечить номинальные значения параметров электропитания, заявленные в их документации. Безусловно большинство современных электроприборов работают от сети переменного тока 220 Вольт, но бывает так, что нужно обеспечить питание приборов для других стран, где напряжение другое или запитать что-нибудь от бортовой сети автомобиля. В этой статье мы рассмотрим, как повысить напряжение постоянного и переменного тока и что для этого нужно.

Повышение переменного напряжения

Повысить переменное напряжение можно двумя способами – использовать трансформатор или автотрансформатор. Основная разница между ними состоит в том, что при использовании трансформатора есть гальваническая развязка между первичной и вторичной цепью, а при использовании автотрансформатора её нет.

Интересно! Гальваническая развязка – это отсутствие электрического контакта между первичной (входной) цепью и вторичной (выходной).

Рассмотрим часто возникающие вопросы. Если вы попали за границы нашей необъятной родины и электросети там отличаются от наших 220 В, например, 110В, то чтобы поднять напряжение со 110 до 220 Вольт нужно использовать трансформатор, например, такой как изображен на рисунке ниже:

Следует сказать о том, что такие трансформаторы можно использовать «в любую сторону». То есть, если в технической документации вашего трансформатора написано «напряжение первичной обмотки 220В, вторичной – 110В» – это не значит, что его нельзя подключить к 110В. Трансформаторы обратимы, и, если на вторичную обмотку подать, те же 110В – на первичной появится 220В или другое повышенное значение, пропорциональные коэффициенту трансформации.

Следующая проблема, с которой многие сталкиваются – , особенно часто это наблюдается в частных домах и в гаражах. Проблема связана с плохим состоянием и перегрузкой линий электропередач. Чтобы решить эту проблему – вы можете использовать ЛАТР (лабораторный автотрансформатор). Большинство современных моделей могут как понижать, так и плавно повышать параметры сети.

Схема его изображена на лицевой панели, а на объяснениях принципа действия мы останавливаться не будем. ЛАТРы продаются разных мощностей, тот что на рисунке примерно на 250-500 ВА (вольт-амперы). На практике встречаются модели до нескольких киловатт. Такой способ подходит для подачи номинальных 220 Вольт на конкретный электроприбор.

Если вам нужно дёшево поднять напряжение во всем доме, ваш выбор — релейный стабилизатор. Они также продаются с учетом разных мощностей и модельный ряд подходит для большинства типовых случаев (3-15 кВт). Устройство основано также на автотрансформаторе. О том, мы рассказали в статье, на которую сослались.

Цепи постоянного тока

Всем известно, что на постоянном токе трансформаторы не работают, тогда как в таких случаях повысить напряжение? В большинстве случаев постоянку повышают с помощью , полевого или биполярного транзистора и ШИМ-контроллера. Другими словами, это называется бестрансформаторный преобразователь напряжения. Если эти три основных элемента соединить как показано на рисунке ниже и на базу транзистора подавать ШИМ сигнал, то его выходное напряжение повысится в Ku раз.

Ku=1/(1-D)

Также рассмотрим типовые ситуации.

Допустим вы хотите сделать подсветку клавиатуры с помощью небольшого отрезка светодиодной ленты. Для этого вполне хватит мощности зарядного от смартфона (5-15 Вт), но проблема в том, что его выходное напряжение составляет 5 Вольт, а распространенные типы светодиодных лент работают от 12 В.

Тогда как повысить напряжение на зарядном устройстве? Проще всего повысить с помощью такого устройства как «dc-dc boost converter» или «импульсный повышающий преобразователь постоянного напряжения».

Такие устройства позволяют повысить напряжение с 5 до 12 Вольт, и продаются как с фиксированной величиной, так и регулируемые, что позволит в большинстве случаев поднять с 12 до 24 и даже до 36 Вольт. Но учтите, что выходной ток ограничен самым слабым элементом цепи, в обсуждаемой ситуации – током на зарядном устройстве.

При использовании указанной платы выходной ток будет меньше входного во столько раз, во сколько поднялось напряжение на выходе, без учета КПД преобразователя (он в районе 80-95%).

Подобные устройства строят на базе микросхем MT3608, LM2577, XL6009. С их помощью можно сделать устройство для проверки реле регулятора не на генераторе автомобиля, а на рабочем столе, регулируя значения с 12 до 14 Вольт. Ниже вы видите видео-тест такого устройства.

Интересно! Любители самоделок часто задают вопрос «как повысить напряжение с 3,7 В до 5 В, чтобы сделать Power bank на литиевых аккумуляторах своими руками?». Ответ прост – использовать плату-преобразователь FP6291.

На подобных платах с помощью шелкографии указано назначение контактных площадок для подключения, поэтому схема вам не понадобится.

Также часто возникающая ситуация — необходимость подключить к автомобильному аккумулятору 220В прибор, а бывает что за городом очень нужно получить 220В. Если бензинового генератора у вас нет – используйте автомобильный аккумулятор и инвертор, чтобы повысить напряжение с 12 до 220 Вольт. Модель мощностью в 1 кВт можно купить за 35 долларов – это недорогой и проверенный способ подключить 220В дрель, болгарку, котёл или холодильник к 12В аккумулятору.

Если вы водитель грузовика, вам не подойдёт именно указанный выше инвертор, из-за того, что в вашей бортовой сети скорее всего 24 Вольта. Если вам нужно поднять напряжение с 24В до 220В – то обратите на это внимание при покупке инвертора.

Хотя стоит отметить, что есть универсальные преобразователи, которые могут работать и от 12, и от 24 вольт.

В случаях, когда нужно получить высокое напряжение, например, поднять с 220 до 1000В, можно использовать специальный умножитель. Его типовая схема изображена ниже. Он состоит из диодов и конденсаторов. Вы получите на выходе постоянный ток, учтите это. Это удвоитель Латура-Делона-Гренашера:

А так выглядит схема несимметричного умножителя (Кокрофта-Уолтона).

С его помощью вы можете повысить напряжение в нужное число раз. Это устройство строится каскадами, от числа которых зависит сколько вольт на выходе вы получите. В следующем видео описан принцип работы умножителя.

Кроме этих схем существует еще множество других, ниже изображены схемы учетвертителя, 6- и 8-кратных умножителей, которые используются для повышения напряжения:

В заключении хотелось бы напомнить о технике безопасности. При подключении трансформаторов, автотрансформаторов, а также работе с инверторами и умножителями будьте аккуратны. Не касайтесь токоведущихчастей голыми руками. Подключения следует выполнять при отключенном питании от устройства, а также избегать их работы во влажных помещениях с возможностью попадания воды или брызг. Также не превышайте заявленный производителем ток трансформатора, преобразователя или блока питания, если не хотите, чтобы он у вас сгорел. Надеемся, предоставленные советы помогут вам повысить напряжение до нужного значения! Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Наверняка вы не знаете:

Нравится(0 ) Не нравится(0 )

Далеко не все слышали о том, что литий-ионные батареи типа АА, имеют не только стандартные 3,7 вольта, но есть такие модели что дают обычных полтора, как в никель кадмиевых. Да, сама химия банок не позволяет создавать 1,5-вольтовые ячейки, поэтому внутри есть понижающий стабилизатор. Таким образом получается классическая перезаряжаемая батарейка, на стандартное для большинства приборов и, главное, игрушек, напряжение. Эти АКБ имеют то преимущество, что очень быстро заряжаются и более мощные по ёмкости. Поэтому можно смело предположить рост популярности таких элементов питания. Давайте осмотрим тестовый образец и разберём его начинку.

Сама батарея выглядит как обычные АА элементы, за исключением верхней положительной клеммы. Есть сверху утопленное кольцо вокруг неё, что обеспечивает прямое подключение к Li-ion ячейке для .

После отрывания этикетки, мы встретились с простым стальным корпусом. Желая разобрать ячейку с минимальным риском короткого замыкания внутри, использовался маленький труборез для аккуратной разборки сварного шва.

Печатная плата, которая выдаёт из 3,7 – 1,5 вольта, находится внутри крышки.

В этом преобразователе использована , 1.5 МГц инвертор DC-DC, чтобы обеспечить 1,5 В на выходе. Судя по даташиту, это полностью интегрированный конвертер со всеми силовыми полупроводниковыми компонентами. Преобразователь рассчитан на 2,5-5,5 вольт входа, то есть в пределах рабочего диапазона Li-ion ячейки. Кроме того, он имеет собственный ток потребления всего 20 микроампер.

Для аккумулятора предусмотрена схема защиты, расположенная на гибкой плате, которая окружает Li-ion ячейку. Она использует микросхему XB3633A , которая, как и инвертор, является полностью интегрированным устройством; нет внешних МОП-транзисторов для отключения ячейки от остальной схемы. В общем со всей этой сопутствующей электроникой, из литиевого элемента получилась обычная полноценная батарейка 1,5 В.

Представляю обзор микромощного преобразователя напряжения, который мало на что сгодится.

Собран довольно неплохо, размер компактный 34х15х10мм

Заявлено:
Входное напряжение: 0.9-5В
С одной батареи АА выходной ток до 200мА
С двух батарей АА выходной ток 500 ~ 600мA
КПД до 96%
Реальная схема преобразователя

В глаза сразу бросается очень малая ёмкость входного конденсатора – всего-то 0.15мкФ. Обычно ставят больше раз в 100, видимо наивно рассчитывают на низкое внутреннее сопротивление батареек:) Ну поставили такой и бог с ним, при необходимости можно и поменять – себе сразу поставил 10мкФ. Снизу на фото валяется родной конденсатор.

Габариты дросселя также весьма невелики, что заставляет призадуматься насчёт правдивости заявленных характеристик
На входе преобразователя подключен красный светодиод, который начинает светиться при входном напряжении более 1,8В

Проверку проводил для следующих стабилизированных входных напряжений:
1,25В – напряжение Ni-Cd и Ni-MH аккумулятора
1,5В – напряжение одного гальванического элемента
3,0В – напряжение двух гальванических элементов
3,7В – напряжение Li-Ion аккумулятора
При этом нагружал преобразователь до падения напряжения до разумных 4,66В

Напряжение холостого хода 5,02В
– 0,70В – минимальное напряжение, при котором преобразователь начинает работать на холостом ходу. Светодиод при этом естественно не светится – напряжения не хватает.
– 1,25В ток холостого хода 0,025мА, максимальный выходной ток всего 60мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 330мА, КПД около 68%. Светодиод при таком напряжении естественно не светится.

– 1,5В ток холостого хода 0,018мА, максимальный выходной ток 90мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 360мА, КПД около 77%. Светодиод при таком напряжении естественно не светится

– 3,0В ток холостого хода 1,2мА (потребляет в основном светодиод), максимальный выходной ток 220мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 465мА, КПД около 74%. Светодиод при таком напряжении светится нормально.

– 3,7В ток холостого хода 1,9мА (потребляет в основном светодиод), максимальный выходной ток 480мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 840мА, КПД около 72%. Светодиод при таком напряжении светится нормально. Преобразователь начинает незначительно греться.

Для наглядности, свёл результаты в таблицу.

Дополнительно при входном напряжении 3,7В проверил зависимость КПД преобразования от тока нагрузки
50мА – КПД 85%
100мА – КПД 83%
150мА – КПД 82%
200мA – КПД 80%
300мA – КПД 75%
480мА – КПД 72%
Как несложно заметить, чем меньше нагрузка, тем выше КПД
До заявленных 96% сильно не дотягивает

Пульсации выходного напряжения при нагрузке 0,2А

Пульсации выходного напряжения при нагрузке 0,48А

Как нетрудно заметить, на максимальном токе амплитуда пульсаций очень велика и превышает 0,4В.
Скорее всего это происходит из-за выходного конденсатора небольшой ёмкости с высоким ESR (измерил 1,74Ом)
Рабочая частота преобразования около 80кГц
Запаял дополнительно керамику 20мкФ на выход преобразователя и получил снижение пульсаций при максимальном токе в 5 раз!

Вывод: преобразователь является весьма маломощным – это обязательно следует учитывать, выбирая его для питания Ваших устройств

Планирую купить +20 Добавить в избранное Обзор понравился +37 +69

схема для повышения постоянного напряжения – патент РФ 2037945

Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания. Сущность изобретения: схема для повышения постоянного напряжения содержит генератор импульсов, включающий транзисторы T1, T2, резисторы R1, R2, R4,конденсатор C1 и дроссель ДР, развязывающий диод D1, накопительный конденсатор C2 и цепь обратной отрицательной связи, включающую омический делитель напряжения, содержащий резисторы R5, R6, стабилитрон D2 и усилитель постоянного тока, содержащий транзисторы T3, T4 и резистор R3. Эмиттер транзистора T1 подключен к положительному зажиму источника питания, а коллектор – к отрицательному зажиму источника питания через резистор R2, эмиттер транзистора T2 соединен с отрицательным зажимом источника питания, база – с коллектором транзистора T1, а коллектор – с базой транзистора T1 через последовательно соединенные конденсатор C1 и резистор R4, с положительным зажимом источника питания через последовательно соединенные диод D1, включенный в прямом направлении, и конденсатор C2. Омический делитель напряжения подключен параллельно конденсатору C2, катод стабилитрона D2 – комическому делителю напряжения, анод – к базе транзистора T3, эмиттер которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а коллектор – с положительным зажимом источника питания через резистор R3. Эмиттер транзистора T4 подключен к отрицательному зажиму источника питания, коллектор – к базе транзистора T1 через резистор R1, а база – к коллектору транзистора T3. Повышение напряжения происходит за счет возникновения напряжения самоиндукции дросселя ДР при закрывании транзистора T2. Стабилизация выходного напряжения обеспечивается управлением длительностью открытого состояния выходного транзистора T2, определяющей количество накапливаемой дросселем ДР энергии, что обеспечивает достаточно высокую экономичность схемы. Этому способствует также работа выходного транзистора T2 в ключевом режиме. Управление длительностью открытого состояния выходного транзистора осуществляется сигналом, формируемым цепью отрицательной обратной связи. 2 ил. Рисунок 1, Рисунок 2

Формула изобретения

СХЕМА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащая генератор импульсов, включающий первый и второй транзисторы, первый и второй резисторы, конденсатор и дроссель, развязывающий диод, накопительный конденсатор, а также отрицательный и положительный зажимы для подключения источника питания и выходной вывод для подключения нагрузки, причем эмиттер первого транзистора подключен к положительному зажиму, его база к первому выводу первого резистора, а коллектор через второй резистор к отрицательному зижиму, эмиттер второго транзистора соединен с отрицательным зажимом, его база с коллектором первого транзистора, а коллектор через конденсатор с базой первого транзистора и через дроссель с положительным зажимом, накопительный конденсатор одним выводом соединен с отрицательным зажимом, а другим с выходным выводом и с катодом развязывающего диода, включенного в прямом направлении, отличающаяся тем, что дополнительно введены усилитель постоянного тока, включающий третий и четвертый транзисторы и третий резистор, четверный резистор, включенный параллельно указанному конденсатору, омический делитель напряжения, включенный параллельно накопительному конденсатору и состоящий из последовательно соединенных пятого и шестого резисторов, а также стабилитрон, катод которого подключен к общей точке соединения пятого и шестого резисторов, и анод к базе третьего транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером четвертого транзистора и с отрицательным зажимом, а коллектор с базой четвертого транзистора и через третий резистор с положительным зажимом, причем коллектор четвертого транзистора соединен с вторым выводом первого резистора, а другой вывод с анодом развязывающего диода соединен с коллектором второго транзистора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания. Известен преобразователь постоянного тока в постоянный ток, содержащий двухтактный автогенератор, выполненный на двух транзисторах и трансформатора, схему стабилизации и умножитель напряжения [1]
Недостатками преобразователя являются сложность схемы и значительные масса и габариты вследствие наличия трансформатора и большого числа элементов. Известны бестрансформаторные преобразователи постоянного напряжения, содержащие генератор прямоугольных импульсов и усилитель мощности (см. Р.М. Терещук и др. Полупроводниковые приемо-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. Киев: Наукова думка, 1987, 800 с.). Недостатком бестрансформаторных преобразователей является невозможность их выполнения с любым выходным напряжением. Известна интегральная схема преобразователя постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения, содержащая генераторный контур, дроссель и омический делитель напряжения, второе сопротивление которого заменено источником тока [2] Для повышения напряжения в преобразователе используется напряжение самоиндукции дросселя, возникающее при запирании включенного последовательно дросселю транзистора и заряжающее выходной конденсатор через развязывающий диод. Недостатком преобразователя является зависимость напряжения самоиндукции дросселя от напряжения источника питания и сопротивления нагрузки, что обусловливает его применение в устройствах, не требующих стабильности выходного напряжения: счетчиках Гейгера, электронных зажигалках и т.д. Включение на выходе преобразователя стабилизатора напряжения приведет к снижению экономичности преобразователя при малых нагрузках вследствие большой разницы входного и выходного напряжения стабилизатора. Кроме того, дроссель и последовательно соединенный с ним транзистор, работающий в ключевом режиме, подключены к источнику питания через резистор, что снижает эффективность преобразователя вследствие уменьшения добротности дросселя. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь постоянного напряжения, используемый в электронной зажигалке “Сура” [3] содержащий генератор импульсов, выполненный на транзисторах Т1 и Т2, причем эмиттер транзистора Т2 соединен с отрицательным зажимом источника питания непосредственно, коллектор транзистора Т1 и база транзистора Т2 через резистор R2, база транзистора Т1 через резистор R1, а положительный зажим источника питания подключен к эмиттеру транзистора Т1 непосредственно и к коллектору транзистора Т2 через дроссель ДР, при этом коллектор транзистора Т2 соединен через конденсатор С1 с базой транзистора Т1, а через последовательно соединенные резистор R3, диод Д1, включенный в прямом направлении, и конденсатор С2 с отрицательным зажимом источника питания. Достоинствами прототипа являются возможность получения высокого по сравнению с источником питания выходного напряжения, малое число элементов, небольшие масса и габариты, недостатком существенная зависимость выходного напряжения от напряжения источника питания и сопротивления нагрузки. Последнее обусловлено тем, что транзистор Т2 шунтируется сопротивлением нагрузки, уменьшение которого приводит к уменьшению влияния открывания и закрывания транзистора Т2 на изменение тока через дроссель ДР, и как следствие к снижению напряжения самоиндукции дросселя и выходного напряжения преобразователя. Для устранения этих недостатков в состав предлагаемой схемы для повышения напряжения постоянного тока, содержащей транзистор Т1, эмиттер которого подключен к положительному зажиму источника питания, база к первому выводу резистора R1, а коллектор к отрицательному зажиму через резистор R2, транзистор Т2, эмиттер которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, база с коллектором транзистора Т1, а коллектор с базой транзистора Т1 через конденсатор С1, с положительным зажимом источника питания через дроссель DP, с отрицательным зажимом источника питания через последовательно соединенные диод Д1, включенный в прямом направлении, и конденсатор С2, введены омический делитель напряжения, содержащий последовательно соединенные резисторы R5 и R6, подключенные параллельно конденсатору С2, резистор R4, шунтирующий конденсатор С1, стабилитрон Д2, катод которого подключен к омическому делителю напряжения на резисторах R5, R6, и усилитель постоянного тока (УПТ), содержащий транзистор Т3, база которого подключена к аноду стабилитpона Д2, эмиттер к отрицательному зажиму источника питания, а коллектор к положительному зажиму источника питания через резистор R3, и транзистор Т4, база которого соединена с коллектором транзистора Т3, эмиттер с отрицательным зажимом источника питания, а коллектор с вторым выводом резистора R1. Омический делитель напряжения на резисторах R5, R6, cтабилитрон Д2 и УПТ образуют отрицательную обратную связь, предназначенную для стабилизации выходного напряжения преобразователя на уровне, определяемом соотношением сопротивлений резисторов R5, R6 и напряжением стабилизации стабилитрона Д2. Резистор R4 способствует лучшему запиранию транзисторов Т1, Т2, что повышает экономичность преобразователя напряжения. Таким образом, заявленное техническое решение обладает новым свойством, заключающемся в поддержании напряжения на выходе преобразователя постоянным при изменении напряжения источника питания или сопротивления нагрузки, а также в повышении экономичности преобразователя. Это свойство обеспечивается за счет введения в состав преобразователя напряжения стабилизирующей отрицательной обратной связи, через которую выход преобразователя соединяется с генератором импульсов, и шунтирования конденсатора С1 активным сопротивлением, обеспечивающим лучшее запирание транзисторов генератора импульсов. На фиг. 1 изображена принципиальная схема прототипа; на фиг. 2 схема для повышения постоянного напряжения. Схема для повышения постоянного напряжения включает генератор импульсов, содержащий транзисторы Т1 и Т2, дроссель ДР, конденсатор С1 и резисторы R1, R2, R4, развязывающий диод Д1, накопительный конденсатор С2 и цепь обратной отрицательной связи, включающую омический делитель напряжения, содержащий последовательно соединенные резисторы R5, R6, стабилитрон Д2 и УПТ, содержащий транзисторы Т3, Т4 и резистор R3, причем эмиттер транзистора Т1 подключен к положительному зажиму источника питания, а коллектор к отрицательному зажиму источника питания через резистор R2, эмиттер транзистора Т2 соединен с отрицательным зажимом источника питания, база с коллектором транзистора Т1, коллектор с базой транзистора Т1 через параллельно соединенные резистор R4 и конденсатор С1, с положительным зажимом источника питания через дроссель ДР и с отрицательным зажимом источника питания через развязывающий диод Д1, включенный в прямом направлении, и накопительную емкость С2. Омический делитель напряжения подключен параллельно конденсатору С2, катод стабилитрона Д2 к омическому делителю напряжения, анод к базе транзистора Т3, эмиттер которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а коллектор с положительным зажимом источника питания через резистор R3. Эмиттер транзистора Т4 подключен к отрицательному зажиму источника питания, коллектор к базе транзистора Т1 через резистор R1, а база к коллектору транзистора Т3. Схема для повышения постоянного напряжения функционирует следующим образом. При включении тумблера Т1 транзистор Т3 закрыт, а Т4 открыт вследствие наличия на его базе положительного напряжения, подающегося от источника питания через резистор R3. База транзистора Т1 оказывается соединенной с отрицательным зажимом источника питания через резистор R1, поэтому транзисторы Т1 и Т2 открыты. Сопротивление резистора R1 выбирается таким образом, чтобы ток в цепи
+U_пит ->>э Т1->> R₁->> к-э Т4 ->> -U_пит
не обеспечивал выход транзистора Т1 в насыщенное состояние. В момент включения тумблера В1 конденсатор С1 заряжается по цепи
+U_пит_ э-T1 _ C1
Это приводит к увеличению тока базы транзистора Т1, уменьшению сопротивления его эмиттерно-коллекторного перехода, а следовательно и коллекторно-эмиттерного перехода транзистора Т2. Ток заряда конденсатора С1 увеличивается и т. д. Возникает лавинообразный процесс, в результате которого транзисторы Т1 и Т2 полностью открываются. По мере заряда конденсатора С1 базовый ток транзистора Т1, а следовательно и Т2, уменьшается, что приводит к повышению напряжения на коллекторе транзистора Т2. Это в свою очередь еще больше ограничивает базовый ток транзистора Т1 и т.д. Возникает лавинообразный процесс, в результате которого транзисторы Т1 И Т2 закрываются. При запирании транзистора Т2 в дросселе ДР появляется напряжение самоиндукции, заряжающее конденсатор С2 через диод Д1. Одновременно напряжение самоиндукции перезаряжает конденсатор С1, поддерживая транзистор Т1 в закрытом состоянии. При уменьшении напряжения самоиндукции конденсатор С1 начинает разряжаться. В случае отсутствия резистора R4 он разряжался бы по цепи; С1 ДР э- Т1-С1. Это привело бы к открыванию транзисторов Т1 и Т2 и увеличению тока через транзистор Т2 из-за наличия остаточного напряжения самоиндукции в дросселе ДР. В предлагаемой схеме конденсатор С1 разряжается через резистор R4, а приложенное к базе транзистора Т1 через резистор R4 напряжение самоиндукции продолжает удерживать транзистор Т1 в закрытом состоянии, что способствует повышению экономичности преобразователя напряжения. Дальнейшее уменьшение напряжения самоиндукции приводит к отпиранию транзистора Т1. Возникает лавинообразный процесс, описанный выше, в результате которого транзисторы Т1 и Т2 полностью отпираются. Далее циклы работы генератора импульсов повторяются. При достижении напряжения в точке а значения, равного напряжению стабилизации стабилитрона Д2, стабилитрон пробивается в обратном направлении. Появляется ток базы транзистора Т3, сопротивление его коллекторно-эмиттерного перехода уменьшается, а транзистора Т4 увеличивается. В результате постоянное отрицательное смещение на базе транзистора Т1 уменьшается, а длительность открытого состояния транзистора Т2 сокращается, что приводит к уменьшению запасаемой дросселем ДР энергии и снижению напряжения самоиндукции. Дальнейшее повышение напряжения в точке а влечет за собой резкое увеличение базового тока транзистора Т3 и закрыванию транзистора Т4. Это приводит к исчезновению отрицательного смещения на базе транзистора Т1 и разрыву цепи перезарядки конденсатора С1 от напряжения самоиндукции дросселя ДР, поэтому транзисторы Т1 и Т2 закрываются. Реально транзистор Т4 полностью не закрывается, поскольку существуют потери на омическом делителе напряжения R5, R6 и конденсаторе С2. При подключении нагрузки конденсатор С2 начинает разряжаться. Незначительное уменьшение напряжения в точке а приводит к уменьшению сопротивления коллекторно-эмиттерного перехода транзистора Т4 и увеличению напряжения самоиндукции дросселя ДР. Аналогичные процессы происходят при изменении напряжения питания преобразователя. Таким образом, стабилизация выходного напряжения преобразователя обеспечивается за счет управления длительностью открытого состояния выходного транзистора Т2, определяющей количество накапливаемой дросселем ДР энергии, что обеспечивает достаточно высокую экономичность преобразователя. Этому способствует также работа выходного транзистора Т2 в ключевом режиме. Управление длительностью открытого состояния выходного транзистора осуществляется сигналом, формируемым цепью отрицательной обратной связи.

Частотные преобразователи – структура, принцип работы

Внимание! Приведенная ниже информация носит теоретический характер. Если Вам необходимо решить конкретную задачу или разобраться как и какое оборудование следует применить в Вашем случае, воспользуйтесь бесплатной консультацией связавшись с нами одним из указанных вверху данной страницы или на странице “Контакты” способов, либо заполните опросный лист. Инженер службы технической поддержки направит Вам рекомендации на указанный Вами адрес электронной почты. 

 

Частотные преобразователи – это устройства, предназначенные для преобразования переменного тока (напряжения) одной частоты в переменный ток (напряжение) другой частоты.

 

Выходная частота в современных преобразователях может изменяться в широком диапазоне и быть как выше, так и ниже частоты питающей сети.

 

Схема любого преобразователя частоты состоит из силовой и управляющей частей. Силовая часть обычно выполнена на тиристорах или транзисторах, которые работают в режиме электронных ключей. Управляющая часть выполняется на цифровых микропроцессорах и обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).

 

Частотные преобразователи, применяемые в регулируемом электроприводе, в зависимости от структуры и принципа работы силовой части разделяются на два класса:

1. С явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока.
2. С с непосредственной связью (без промежуточного звена постоянного тока).
   • Практически самый высокий КПД относительно других преобразователей (98,5% и выше).
   • Способность работать с большими напряжениями и токами, что делает возможным их использование в мощных высоковольтных приводах, относительная дешевизна, несмотря на увеличение абсолютной стоимости за счет схем управления и дополнительного оборудования.

 

Каждый из существующих классов имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют область рационального применения каждого из них.

 

Исторически первыми появились преобразователи с непосредственной связью (рис. 4.), в которых силовая часть представляет собой управляемый выпрямитель и выполнена на не запираемых тиристорах. Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети.

 

 

 

 

  

Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. На рис.5. показан пример формирования выходного напряжения для одной из фаз нагрузки. На входе выигрывают у тиристорных действует трехфазное синусоидальное напряжение uа, uв, uс. Выходное напряжение uвых имеет несинусоидальную «пилообразную» форму, которую условно можно аппроксимировать синусоидой (утолщенная линия). Из рисунка видно, что частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие малый диапазон управления частоты вращения двигателя (не более 1: 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.

 

Использование не запираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя.

 

«Резаная» синусоида на выходе преобразователя является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению к.п.д. системы в целом.

 

Наряду с перечисленными недостатками преобразователей с непосредственной связью, они имеют определенные достоинства. К ним относятся:

 

Подобные схемы преобразователей используются в старых приводах и новые конструкции их практически не разрабатываются.

 

Наиболее широкое применение в современных частотно регулируемых приводах находят частотники с явно выраженным звеном постоянного тока (рис. 6.)

 

В частотных преобразователях этого класса используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе (В), фильтруется фильтром (Ф), сглаживается, а затем вновь преобразуется инвертором (И) в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды. Двойное преобразование энергии приводит к снижению к.п.д. и к некоторому ухудшению массогабаритных показателей по отношению к преобразователям с непосредственной связью.

 

Для формирования синусоидального переменного напряжения используются автономные инверторы напряжения и автономные инверторы тока.

 

В качестве электронных ключей в инверторах применяются запираемые тиристоры GTO и их усовершенствованные модификации GCT, IGCT, SGCT, и биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT.

 

Главным достоинством тиристорных преобразователей частоты, как и в схеме с непосредственной связью, является способность работать с большими токами и напряжениями, выдерживая при этом продолжительную нагрузку и импульсные воздействия.

 

Они имеют более высокий КПД (до 98%) по отношению к преобразователям на IGBT транзисторах (95 – 98%).

 

Преобразователи частоты на тиристорах в настоящее время занимают доминирующее положение в высоковольтном приводе в диапазоне мощностей от сотен киловатт и до десятков мегаватт с выходным напряжением 3 — 10 кВ и выше. Однако их цена на один кВт выходной мощности самая большая в классе высоковольтных преобразователей.

 

До недавнего прошлого преобразователи частоты на GTO составляли основную долю и в низковольтном частотно регулируемом приводе. Но с появлением IGBT транзисторов произошел «естественный отбор» и сегодня преобразователи на их базе общепризнанные лидеры в области низковольтного частотно регулируемого привода.

 

Тиристор является полууправляемым приборам: для его включения достаточно подать короткий импульс на управляющий вывод, но для выключения необходимо либо приложить к нему обратное напряжение, либо снизить коммутируемый ток до нуля. Для этого в тиристорном преобразователе частоты требуется сложная и громоздкая система управления.

 

Биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT отличают от тиристоров полная управляемость, простая не энергоемкая система управления, самая высокая рабочая частота.

 

Вследствие этого преобразователи частоты на IGBT позволяют расширить диапазон управления скорости вращения двигателя, повысить быстродействие привода в целом.

 

Для асинхронного электропривода с векторным управлением преобразователи на IGBT позволяют работать на низких скоростях без датчика обратной связи.

 

Применение IGBT с более высокой частотой переключения в совокупности с микропроцессорной системой управления в частотных преобразователях снижает уровень высших гармоник, характерных для тиристорных преобразователей. Как следствие меньшие добавочные потери в обмотках и магнитопроводе электродвигателя, уменьшение нагрева электрической машины, снижение пульсаций момента и исключение так называемого «шагания» ротора в области малых частот. Снижаются потери в трансформаторах, конденсаторных батареях, увеличивается их срок службы и изоляции проводов, уменьшаются количество ложных срабатываний устройств защиты и погрешности индукционных измерительных приборов.

 

Частотные преобразователи на транзисторах IGBT по сравнению с тиристорными преобразователями при одинаковой выходной мощности отличаются меньшими габаритами, массой, повышенной надежностью в силу модульного исполнения электронных ключей, лучшего теплоотвода с поверхности модуля и меньшего количества конструктивных элементов.

 

Они позволяют реализовать более полную защиту от бросков тока и от перенапряжения, что существенно снижает вероятность отказов и повреждений электропривода.

 

На настоящий момент низковольтные преобразователи на IGBT имеют более высокую цену на единицу выходной мощности, вследствие относительной сложности производства транзисторных модулей. Однако по соотношению цена/качество, исходя из перечисленных достоинств, они явно выигрывают у тиристорных, кроме того, на протяжении последних лет наблюдается неуклонное снижение цен на IGBT модули.

 

Главным препятствием на пути их использования в высоковольтном приводе с прямым преобразованием частоты и при мощностях выше 1 – 2 МВт на настоящий момент являются технологические ограничения. Увеличение коммутируемого напряжения и рабочего тока приводит к увеличению размеров транзисторного модуля, а также требует более эффективного отвода тепла от кремниевого кристалла.

 

Новые технологии производства биполярных транзисторов направлены на преодоление этих ограничений, и перспективность применения IGBT очень высока также и в высоковольтном приводе. В настоящее время IGBT транзисторы применяются в высоковольтных преобразователях в виде последовательно соединенных нескольких единичных модулей.

 

Структура и принцип работы низковольтного преобразователя частоты на IGBT транзисторах

Типовая схема низковольтного преобразователя частоты представлена на рис. 7. В нижней части рисунка изображены графики напряжений и токов на выходе каждого элемента инвертора.

 

Переменное напряжение питающей сети (uвх.)с постоянной амплитудой и частотой (U вх = const, f вх = const) поступает на управляемый или неуправляемый выпрямитель (1).

 

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения (uвыпр.) используется фильтр (2). Выпрямитель и емкостный фильтр (2) образуют звено постоянного тока.

 

С выхода фильтра постоянное напряжение u d поступает на вход автономного импульсного инвертора (3).

 

Автономный инвертор современных низковольтных преобразователей, как было отмечено, выполняется на основе силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT. На рассматриваемом рисунке изображена схема преобразователя частоты с автономным инвертором напряжения как получившая наибольшее распространение.

 

 

В инверторе осуществляется преобразование постоянного напряжения ud в трехфазное (или однофазное) импульсное напряжение u и изменяемой амплитуды и частоты. По сигналам системы управления каждая обмотка электрического двигателя подсоединяется через соответствующие силовые транзисторы инвертора к положительному и отрицательному полюсам звена постоянного тока. Длительность подключения каждой обмотки в пределах периода следования импульсов модулируется по синусоидальному закону. Наибольшая ширина импульсов обеспечивается в середине полупериода, а к началу и концу полупериода уменьшается. Таким образом, система управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) напряжения, прикладываемого к обмоткам двигателя.Амплитуда и частота напряжения определяются параметрами модулирующей синусоидальной функции.

 

При высокой несущей частоте ШИМ (2 … 15 кГц) обмотки двигателя вследствие их высокой индуктивности работают как фильтр. Поэтому в них протекают практически синусоидальные токи.

 

В схемах преобразователей с управляемым выпрямителем (1) изменение амплитуды напряжения uи может достигаться регулированием величины постоянного напряжения ud, а изменение частоты – режимом работы инвертора.

 

При необходимости на выходе автономного инвертора устанавливается фильтр (4) для сглаживания пульсаций тока. (В схемах преобразователей на IGBT в силу низкого уровня высших гармоник в выходном напряжении потребность в фильтре практически отсутствует.)

 

Таким образом, на выходе преобразователя частоты формируется трехфазное (или однофазное) переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды (вых = var, f вых = var).

 

---

Сделать заказ на частотный преобразователь

Все своими руками Как увеличить напряжение сети 220В своими руками

Опубликовал admin | Дата 6 июля, 2016

Падение напряжения в первичной сети 220 вольт является иногда очень серьезной проблемой в сельской местности, да и не только. Холодильник не запускается, плитка не греет, утюгом не погладишь, паяльником не припаяешь, да мало ли… . Если падение напряжения для нагревательных приборов, имеющих для сети активное сопротивление, явление не летальное, то для аппаратуры, в которой установлены двигатели, в частности – холодильники, оно может стать последним в их жизни.

Начнем с простого, с нагревательной аппаратуры. Так как форма напряжения для нагревателей, не имеет ни какого значения, то поднять действующее (среднеквадратичное или эффективное) значение напряжения питания для них нет ни какой проблемы. Смотрим схемку.

Эта приставка напряжение сети (фиг.1) сперва выпрямляет (фиг.2), а потом за счет энергии, запасенной в конденсаторах, увеличивает эффективное напряжение, см. фигуру 3.

Выпрямительный мост можно использовать, как готовый, так и спаять из отдельных диодов. В сельской местности линии электропередачи воздушные и высоковольтные импульсные всплески напряжения не редкость, так что, выбирая элементы выпрямителя, обратите внимание на максимальное рабочее напряжение диодов. Чем выше, тем лучше, в разумных пределах конечно. Рабочий ток диодов должен превышать ток нагрузки раза в 2 в 3. Емкость конденсаторов вам придется подобрать самим. Она зависит и от величины провала напряжения сети и от мощности вашего нагревателя. С этой приставкой будьте осторожны, если напряжение сети восстановится до нормы, то на ее выходе напряжение будет выше рабочего напряжения нагрузки. Величина превышающего напряжения зависит от величины емкости подключенных в данный момент конденсаторов. Отсюда и необходимый запас по току диодов. У меня такая приставка имеется для большого паяльника 100Вт в виде топора, для его быстрого разогрева.

Теперь про, например холодильник. Этому товарищу необходим переменный синус. Конечно, можно купить и автотрансформатор и стабилизатор. Но можно обойтись и простым трансформатором, так называемым трансформатором вольтдобавки. Смотрим схемку.

Из схемы видно, что последовательно с верхним проводом сети 220 вольт включена дополнительная обмотка трансформатора. Если ее включить синфазно с сетью, то напряжения будут складываться (когда надо поднять напряжение), Если ее включить противофазно, то напряжение сети и напряжение на вторичной обмотке трансформатора будут вычитаться, это тот случай, когда напряжение надо уменьшить.

Как повысить напряжение сети, расчеты.

Теперь давайте немного посчитаем, хотя бы примерно. Допустим провал напряжения у вас тридцать вольт. Необходимый ток нагрузки равен пяти амперам. Отсюда следует, что нам необходима мощность 150Вт. С такое мощностью гарантированно справится трансформатор от старого лампового телевизора. Например, ТС-180.
Трансформатор ТС-180, ТС-180-2, ТС180-2В параметры скачать

Так, скачали данные, нашли ТС-180, Складываем все витки первичных обмоток, 375+58+375+58=866 витков. Находим число витков на один вольт 866/220 = примерно, 4 витка на вольт. Для получения необходимых нам 30В умножаем 30 на 4 = 120витков. По 60 витков на катушку (у ТС-180 их две). Диаметр провода для пяти ампер равен 0,7 √I = 0,7√5 = 0,7∙2,236 ≈ 1,56 мм. Небольшие пояснения. Я всегда после разборки заводских трансформаторов увеличиваю число витков первичной обмотки, в первую очередь это связано с тем, что обратно собрать сердечник, как это делают в условиях производства, не удастся. Поэтому увеличение тока холостого хода (возможно в несколько раз из-за отсутствия ферронаполнителя в зазоре, т.к. сердечник разрезной) гарантировано. Да и броневой сердечник полностью не собрать, пластина 1,2,3, все равно останутся.

Вы, наверное, уже заметили, что через такой трансформатор можно питать двигатель мощностью один киловатт. В схеме нет тумблера для подключения нашего трансформатора. Он может коммутировать, как первичную обмотку трансформатора, но здесь будут потери из-за постоянно включенной в сеть вторичной обмотки, так переключать саму вторичную обмотку, но здесь будут потери из-за постоянно включенной первичной обмотки. Пока пишу этот текст, пришла в голову идея. Сейчас допишу и нарисую схему. Так вот, для коммутации трансформатора потребуется два переключателя или один с несколькими направлениями. Все теперь об идее, схему нарисовал. Смотрим схему.

И так, переключатель в нижнем положении, трансформатор добавляет напряжение. Переключатель в верхнем положении, первичная обмотка замкнута накоротко, значит и во вторичной обмотке короткое замыкание, а это ничто иное, что трансформатор исчез, осталось только активное сопротивление вторичной обмотки.

Тааа…к, родилась еще одна схема. Сейчас нарисую. Что же я раньше до этого не додумался, хотя в Сети, может быть, уже давно кто-то это нарисовал. Смотрим.

Если переключатели оба внизу или оба вверху, то трансформатора в цепи нет, в первичной обмотке режим КЗ, оставшееся активное сопротивление менее Ома. Теперь левый вверх, правый вниз – трансформатор, например, добавляет напряжение, а правый вверх левый вниз – убавляет. Ну, вот и все, может, кому это и пригодится. Успехов. К.В.Ю. Да, еще чуть, чуть. А если вместо переключателей применить Н-мост из полевых транзисторов, да еще микроконтроллер, следящий за уровнем сетевого напряжения, то можно, наверное, сделать стабилизатор переменного напряжения релейного типа с маленьким (относительно) трансформатором на большую (относительно) мощность. Кто бы только все это сделал. По крайней мере есть над чем подумать.
Скачать статью

Просмотров:14 118

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное напряжение

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к высокочастотным преобразователям постоянного напряжения в постоянное напряжение повышенной мощности с гальванической развязкой цепей, и может быть использовано в электрических схемах источников питания постоянного тока различного назначения.

В передовых странах постоянно увеличивается количество разнообразных используемых первичных источников энергии на фоне еще более быстрого темпа роста потребителей электроэнергии. Такая тенденция порождает острую потребность в технических средствах, осуществляющих преобразование электроэнергии первичных источников в вид, необходимый для работы разнообразных потребителей. Такими техническими средствами являются силовые преобразовательные устройства, в том числе преобразователи постоянного напряжения в постоянное напряжение.

Современные промышленно применяемые образцы преобразователей постоянного напряжения в постоянное напряжение с гальванической развязкой обладают коэффициентом полезного действия в пределах 85-92%. Эти цифры означают, что потери полезной мощности составляют от 8 до 15%. Потери в активных элементах преобразователей разделяют на коммутационные (динамические), возникающие при коммутации силовых транзисторов (ключей), и потери на проводимость (омические). Потери на проводимость обусловлены выбором элементной базы, величиной тока и пульсаций тока в преобразовательном устройстве. Динамические потери связаны с потерями мощности в транзисторах и диодах преобразователя в моменты переключения.

Уменьшение динамических потерь в транзисторах преобразователя является одной из актуальных задач при создании новых преобразовательных устройств. Это позволит увеличить частоту работы преобразователя, как следствие уменьшить его габариты. Уменьшение динамических потерь на транзисторах играет первостепенную роль при увеличении надежности преобразовательных модулей. Дополнительное повышение КПД силовых преобразователей на 1-2% даст существенную экономию энергоресурсов.

В настоящее время известно большое число преобразователей постоянного напряжения в постоянное напряжение с гальванической развязкой позволяющих уменьшить динамические потери в транзисторах этих преобразователей.

Так, в патенте U.S. 6356462, дата приоритета 31.08.2000 года, «Управляемый по фазе мостовой преобразователь» имеет схему, которая позволяет реализовать режим поддержания постоянного напряжения, тока и, в случае необходимости, выходной мощности. Основным недостатком данной топологии является циркуляция тока в первичной цепи в режиме паузы, а также высокочастотный «звон» выпрямительных ключей, связанный с необходимостью использования повышенной индуктивности рассеивания трансформатора. Вследствие чего растут потери, и увеличивается уровень электромагнитных помех. При уменьшении нагрузки, транзисторы выходят из режима переключения при нуле напряжения, что приводит к уменьшению КПД и росту тепловых потерь.

Известен резонансный LLC преобразователь по патенту U.S. 6344979, дата приоритета 09.02.2001 года, который обеспечивает максимальный КПД при максимальном входном напряжении (до 95% по экспертной оценке).

Недостатком данного преобразователя являются управление по частоте, что усложняет схему контроля распределением токов в случае использования нескольких каналов, включенных параллельно, а также усложненная схема защиты при режиме работы на коротком замыкании или ограничении выходного тока.

Также известен преобразователь постоянного напряжения по патенту U.S. 5563780, дата приоритета 08.12.1993 года, в котором ряд преобразователей включен параллельно по входу и выходу со сдвигом работы одного преобразователя относительно другого во времени. Вначале первый преобразователь формирует выходное напряжение, потом с небольшим перекрытием второй преобразователь формирует выходное напряжение на общей выходной емкости и т.д. Данное решение позволяет уменьшить пульсации выходного напряжения на нагрузке, распределяет общую мощность на ряд блоков.

К общим недостаткам указанных аналогов можно отнести то, что в техническом решении каждый преобразователь, выполненный в виде мостовой схемы или резонансной схемы или полумостовой схемы и т.д., работает как самостоятельный преобразователь, то есть транзисторы в диагоналях одного преобразователя не влияют на динамические потери в транзисторах другого преобразователя, за исключением влияния от перекоса токов в преобразователях. Сигналы управления заставляют отработать вначале первый преобразователь, потом второй преобразователь с частичным перекрытием по подаче выходного напряжения на выходную емкость и т.д. В результате динамические потери в транзисторах остаются на уровне, свойственном топологии построения каждого из преобразователей, объединенных в параллель.

Наиболее близким, взятым в качестве прототипа, является преобразователь постоянного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого подключена в средние точки двух диагоналей транзисторного моста, каждый из которых образован двумя последовательно включенными вентильными элементами, а вторичная обмотка трансформатора подключена к нагрузке через выпрямительные диоды и сглаживающий фильтр (Источники электропитания РЭА. Справочник под ред. Г.С. Найвельта. М.: Радио и связь, 1986, стр.360-368).

К недостаткам известного преобразователя следует отнести высокий уровень динамических потерь в транзисторах, которые появляются в момент переключения транзисторов из высокоомного состояния в низкоомное и обратно. В момент отпирания транзистора напряжение на нем падает практически до нуля за конечное время, при этом ток через транзистор начинает расти с момента начала переключения. В результате за время перехода транзистора в открытое состояние на нем выделяется мощность потерь. Также в момент запирания ключа в известной схеме происходит потеря мощности, за счет того что ключ переходит в высокоомное состояние за конечное время, и в течение этого времени через него протекает ток нагрузки. В результате на транзисторе выделяется активная энергия потерь. Чем выше частота коммутации ключей, тем большие потери выделяются на транзисторах. Это приводит к необходимости отвода тепла от транзисторов путем установки радиаторов и/или вентиляторов, что в свою очередь, увеличивает габариты источника питания, увеличивает его себестоимость и уменьшает надежность.

Общим недостатком, как аналогов, так и прототипа является то, что в силовых транзисторах преобразователя по-прежнему возникают коммутационные потери, которые подвергают их сильной нагрузке, в частности тепловой. В результате силовые транзисторы соответственно быстро стареют, а интенсивность их отказов возрастает с продолжительностью эксплуатации преобразовательной схемы. Высокая готовность преобразовательной схемы к эксплуатации, обязательная, например, в области создания тяги, в этом случае отсутствует.

Задачей заявляемого технического решения является повышение КПД, срока службы и надежности работы преобразователей постоянного напряжения в постоянное напряжение, при одновременном уменьшении их габаритов.

Поставленная цель достигается за счет того, что в заявленный преобразователь, содержащий блок управления и трансформатор, первичная обмотка которого подключена в средние точки двух диагоналей транзисторного моста, каждая из которых образована двумя последовательно включенными транзисторами, а вторичные обмотки трансформатора подключены к нагрузке через выпрямительные диоды и выходной конденсатор, дополнительно содержит две транзисторные диагонали, каждая из которых состоит из двух транзисторов и дополнительный трансформатор, первичная обмотка которого включена в средние точки дополнительных транзисторных диагоналей, а вторичные обмотки через дополнительные выпрямительные диоды подключены к выходному конденсатору и к нагрузке, при этом блок управления выполнен обеспечивающим формирование четырех последовательностей импульсов с частичным наложением во времени одного на два соседних импульса.

Кроме того, преобразователь постоянного напряжения в постоянное напряжение имеет такой блок управления, который выполнен обеспечивающим поочередную подачу импульсов на транзисторы диагоналей преобразователя в порядке: на первую диагональ, на третью диагональ, на вторую диагональ, на четвертую диагональ и так далее.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявленного решения, достигается за счет создания преобразователя с улучшенной схемой преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, обеспечивающей многократное снижение коммутационных потерь, благодаря тому, что коммутация транзисторов происходит практически при нуле тока.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявленном преобразователе новым является наличие в схеме:

– 2-х транзисторных диагоналей, каждая из которых состоит из двух транзисторов;

– дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого включена в средние точки дополнительных транзисторных диагоналей, а вторичная обмотка через дополнительные выпрямительные диоды подключена к выходному конденсатору и к нагрузке;

– блок управления выполнен обеспечивающим формирование четырех последовательностей импульсов с частичным наложением во времени одного на два соседних импульса;

– блок управления выполнен обеспечивающим поочередную подачу импульсов на транзисторы диагоналей преобразователя в порядке: на первую диагональ, на третью диагональ, на вторую диагональ, на четвертую диагональ и так далее, что позволяет сделать вывод, что заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».

Анализ известных преобразователей постоянного напряжения в постоянное напряжение показал, что заявленное решение за счет принципиально новой преобразовательной схемы, позволило получить принципиально новый преобразователь постоянного напряжения в постоянное напряжение, не применявшийся ранее. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения заключается в том, что благодаря предложенной топологии и алгоритму управления, достигается перехват рабочего тока у закрывающихся транзисторов, благодаря чему транзисторы переходят в высокоомное состояние при нулевом рабочем токе. Открываются транзисторы при нулевом токе, так как рабочий ток через них начинает протекать в конце фронта переключения в низкоомное состояние. В результате этого динамические потери в транзисторах преобразователя многократно уменьшаются.

Заявленное решение поясняется чертежами.

На Фиг.1 изображена схема преобразователя;

На Фиг.2 изображены диаграммы сигналов управления;

На Фиг.3 изображена диаграмма тока через транзистор и напряжения сток-исток.

Заявленный преобразователь постоянного напряжения в постоянное напряжение согласно схеме на Фиг.1 содержит:

транзисторы 1-8; трансформаторы 9, 10; диоды 11-14; выходную емкость 15; блок управления 16.

Транзисторы 1 и 4 образуют первую диагональ, транзисторы 2 и 3 образуют вторую диагональ. Первичная обмотка трансформатора 9 подключена в средние точки первой и второй диагоналей, а вторичная обмотка через выпрямительные диоды 11 и 12 подключена к выходному конденсатору 12. Транзисторы 5 и 8 образуют третью диагональ схемы. А транзисторы 6 и 7 – четвертую диагональ схемы. Первичная обмотка трансформатора 10 подключена в средние точки 3 и 4 диагоналей, а вторичная обмотка через выпрямительные диоды 13 и 14 подключена к выходному конденсатору 15. Блок управления соединен с каждым из транзисторов 1-8.

На Фиг.2 изображены диаграммы сигналов управления (далее СУ) СУ1-СУ4, формируемые блоком управления 16 для управления транзисторами 1-8 преобразователя. Соответственно сигнал управления СУ1 поступает на транзисторы 1 и 4; сигнал управления СУ2 поступает на транзисторы 5 и 8; сигнал управления СУ3 поступает на транзисторы 2 и 3; сигнал управления СУ4 поступает на транзисторы 6 и 7.

На Фиг.2 обозначено время t – время, в течение которого открыты два транзистора одной диагонали преобразователя. Время tн – время наложения соседних импульсов управления.

На Фиг.3 изображена диаграмма тока через транзистор и напряжения сток-исток. Видно, что в момент переключения транзистора в низкоомное состояние ток через транзистор равен нулю. Также и при переключении транзистора в высокоомное состояние видим, что ток к началу момента переключения равен нулю.

Работа преобразователя происходит следующим образом: постоянное напряжение Uвх подается на первичную обмотку трансформатора 9. Ключи 1 и 4 открыты. Ключи 2, 3, 5-8 – закрыты. Через диод 12 протекает ток, заряжая выходной конденсатор 15. Через время t – время работы только первой диагонали импульсы управления от блока управления 16 поступают на транзисторы 5 и 8. Транзисторы начинают открываться. Напряжение на транзисторах уменьшается практически до нуля, при этом ток через транзисторы 5 и 8 не протекает (за исключением тока холостого хода трансформатора), так как выходной диод первой диагонали 14 еще не пропускает ток. В конце момента переключения транзисторов 5 и 8 сигналы управления на транзисторах 1 и 4 переходят в отрицательную область, транзисторы начинают закрываться. В этот момент весь ток нагрузки начинает протекать через ключи 5, 8, трансформатор 10 и диод 14, а через диод 12 ток нагрузки прекращает протекать, т.к. его перехватывает третья диагональ и ее выпрямительный диод 14. Следовательно, и через транзисторы 1 и 4 ток перестает протекать, а значит, транзисторы закрываются практически при нуле тока. Небольшой ток связан с индуктивностью рассеивания трансформатора и может быть сведен практически к нулю за счет принятия соответствующих мер к конструкции трансформатора.

Через время t сигналы управления поступают на вторую диагональ моста, образованную транзисторами 2 и 3, они начинают открываться, но рабочий ток через них не протекает, так как выходной диод 11 не проводит еще ток. Следовательно, они переходят в открытое состояние при нуле тока, в конце момента переключения вторая диагональ перехватывает рабочий ток; ток начинает протекать через диод 11 и транзисторы 2, 3. При этом через диод 14 ток перестает протекать, а следовательно, и транзисторы 5 и 8 закрываются при нулевом рабочем токе. Процесс происходит и далее. В результате этого динамические потери в преобразователе сведены практически к нулю, за счет того что транзисторы включаются и выключаются практически при нулевом рабочем токе.

Положительный эффект предлагаемого преобразователя подтвержден стендовыми испытаниями изготовленного опытного образца мощностью 1 кВт. Был получен низкий уровень потерь, высокий КПД, уменьшение пульсаций выходного напряжения и входного тока. За счет этого уровень создаваемых радиопомех оказался ниже на 20-30 дБ, чем у преобразователей той же мощности и тактовой частоты (сравнение производилось без использования входного фильтра радиопомех).

Достоинствами заявленного решения является повышение КПД, повышение надежности и срока работы преобразователя при одновременном уменьшении его размеров.

Режим постоянного напряжения – Справочник химика 21

    При нанесении лакокрасочных материалов методом злектроосаждения можно использовать три режима подачи электрического тока [45—46] режим постоянной плотности тока, режим постоянного напряжения и режим ступенчатого повышения напряжения. Наиболее широко распространено в промышленности электро-осаждение при постоянном напряжении и изменяющейся силе тока. Точность поддержания рабочего напряжения обычно задают в пределах 2%. [c.215]
    При одноразовых нагружениях, обычных при лабораторных оценках механических свойств резины (в статических условиях нагружения), возможен режим постоянного напряжения или режим постоянной деформации. [c.11]

    Плотность тока. Для получения электрохимических полимерных покрытий используют режим постоянного тока или режим постоянного напряжения [2, с. 70]. При работе в режиме постоянного тока скорость образования полимерного осадка постоянна. Однако при накоплении полимерного осадка на поверхности рабочего электрода происходит в некоторых случаях увеличение сопротивления и возрастание потенциала и напряжения на ванне. Повышение потенциала рабочего электрода может вызвать протекание побочных электрохимических реакций, которые приводят к ухудшению качества покрытий. Поэтому в режиме постоянного тока качественные покрытия можно получать только до определенной толщины, зависящей от проводимости полимерного осадка [10]. [c.75]

    Для питания ванн электроосаждения применяют источники постоянного тока с напряжением от О до 460 В и силой тока до 6000 А с возможностью регулирования 0-100% напряжения номинального, При нанесении лакокрасочного покрытия могут быть использованы три режима подачи электрического тока режим постоянной плотности тока режим постоянного напряжения ступенчатое повышение напряжения. Плотность тока 20-50 А/м2. Точность поддержания рабочего напряжения обычно задается в пределах 1 + 2%, Регулирование выпрямленного напряжения производится различными способами. Так,его можно регулиро- [c.122]

    Зарядные устройства, обеспечивающие режим постоянного напряжения (потенциостатический режим заряда) и комбинированный [c.239]

    Регулирование местоположения зоны теплогенерации осуществляется подъемом или опусканием электродов (режим постоянного падения напряжения) или регулированием напряжения (режим постоянной величины силы тока). [c.238]

    Разрывное напряжение. С помощью критерия Бейли можно на основании уравнения долговечности (12.2) или (12.3) рассчитать прочностные характеристики при других режимах деформации. Распространенным в практике эластомеров является режим постоянной скорости деформации растяжения v = de/dt, осуществляемый на разрывных машинах. Применение критерия Бейли приводит (см. [9, гл. 7]) к следующему уравнению для истинного разрывного напряжения  [c.344]

    При режиме ступенчатого приложения нагрузки определяют зависимость деформации от времени при постоянном напряжении, затем после выхода на стационарный режим деформирования (с наличием прямолинейного участка) нагрузку увеличивают и вновь определяют зависимость деформации от времени и т. д. [c.82]

    Несмотря на простоту, усилитель имеет высокие качественные показатели коэффициент усиления по напряжению 50—8000 (в зависимости от сопротивлений R13, R14), рабочий диапазон температур от —15 до 50 °С, стабильность коэффициента усиления в рабочем диапазоне температур не хуже 2 %, уровень шумов не более 5 мкВ. По сравнению с усилителем, выполненным по обычной схеме, усилитель с непосредственной связью имеет вдвое меньше резисторов и втрое меньше электролитических конденсаторов при примерно равных качественных показателях. Глубокая обратная отрицательная связь по постоянному току обеспечивает высокую температурную стабильность усилителя, а малые напряжения между базами и коллекторами транзисторов первых его каскадов —низкий уровень шумов. Усилитель легко налаживается, для этого достаточно подобрать сопротивление всего двух резисторов R11 и R12 так, чтобы постоянное напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT6 было равно половине напряжения, подаваемого на коллектор этого транзистора. При этом автоматически устанавливается оптимальный режим работы усилителя и его удается наладить вольтметром постоянного тока или логометром. [c.302]

    При включении в сеть электрические параметры ламп вначале изменяются (неустановившийся режим), а затем остаются постоянными (установившийся режим) при постоянном напряжении сети Л Брайнес [18] изучил интенсивность энергии, излучаемой ртутно кварцевой лампой ПРК 2 при этом им было получено [c.242]

    Величины с,4 и 5, зависят от того, каков электрический режим работы преобразователя, и различаются для случаев постоянной электрической индукции О и постоянной напряженности электрического поля Е, что отражают соответствующим индексом при обозначении константы (с1 , 5, и т.д.). [c.91]

    Источник начального напряжения устанавливает исходный режим работы датчика — подачу постоянного напряжения на РЭ. Уровень полезного сигнала при малых концентрациях деполяризатора составляет единицы мкА. Для его качественного выделения необходимо усиление. Схема усилительного тракта упрощается, если ток ячейки я преобразовать в напряжение. Для этого служит измерительный резистор, включаемый в цепь ячейки. Падение напряжения на этом резисторе яН пропорционально я. [c.109]

    При появлении розовой окраски всего раствора прекращают прибавление кислоты не изменяя положение абсорбера, вводят трубочку промывалки сверху в узкую горловину абсорбера и смывают ее неболь шим количеством воды. Далее открывают пробку туманоуловителя и также смывают его небольшим количеством воды, закрывают туманоуловитель, снимают его с абсорбера, смывают верхнюю часть абсорбера и ставят туманоуловитель на место. После этого переключают краном направление подачи воздуха через абсорбер (т. е. ставят кран в поло-. жение сожжение ), затем тут же вновь переключают на режим продав-ливания воздуха через абсорбер. За счет запаса щелочного раствора в пористой пластинке слегка перетитрованная вначале система переводит ся в несколько недотитрованную. Прибавлением нескольких капель кислоты добиваются отчетливого перехода окраски от желтой до розоватой. Благодаря малому разбавлению переход окраски виден достаточно хорошо даже при электрическом освещении. Примененная нами система титрования позволяет вести титрование в очень быстром режиме (полное открытие крана бюретки) и в то же время не требует от аналитика постоянного напряжения для того, чтобы не перетитровать и вовремя остановить прибавление кислоты. Всего на титрование уходит около 1 мин. По окончании титрования пробку крана управления ставят в нейтральное положение, выключают воздуходувку, снимают туманоуловитель, снимают держатель вместе с абсорбером, выливают содержимое и, не споласкивая абсорбер, ставят его обратно. Прибор готов для заполнения его растворами для следующего анализа. [c.73]

    На диаграмме зависимости напряжения а от деформации е началу образования Ш. предшествует переход через предел высокоэластичности вынужденной, затем а несколько уменьшается, и развитие Ш. и увеличение е происходит при практически постоянном или слабо возрастающем а (стационарный режим, рис. 2). Скорость образования Ш. в режиме постоянного напряжения сильно (экспоненциально) зависит от о. [c.444]

    Чаще применяется режим постоянной нагрузки, при котором сила тока на серии поддерживается постоянной, а напряжение возрастает по мере старения ванн. При таком режиме сохраняется производительность, но несколько возрастает расход электроэнергии на единицу продукции (при работе с незаполненным катодным пространством, кроме того, постепенно возрастает концентрация щелочи и падает выход по току). [c.90]

    Одна из возможных конструкций устройства для периодической поляризации состоит из усилителя, задатчика и реле (рис. XIV. 9). Усилитель работает по тому же принципу, что и описанный выше потенциостат П-20М. В данной схеме преобразователь поставлен в такой режим, при котором генерация колебаний начинается при разбалансе в 10 мв, а срыв колебаний — при разбалансе 0. При наличии колебаний они усиливаются транзисторами, выпрямляются на диодах Дз — Д4 и постоянное напряжение усиливается транзисторами Т4 и Т5, вызывая срабатывание реле Р и включение поляризующего тока. [c.216]

    Если линейный полимер подвергается действию постоянного напряжения до тех пор, пока не будет достигнут режим установившегося течения, а затем течение останавливается и система поддерживается при постоянной деформации, то напряжение будет уменьшаться по другому закону, отличному от закона изменения напряжения при обычных опытах по релаксации напряжения. Качественно, используя механические модели, это отличие можно объяснить различным распределением напряжений по элементам в модели, изображенной на фиг. 2. При мгновенном нагружении напряжение распределяется пропорционально коэффициентам жесткости отдельных пружин, что приводит к обычному релаксационному модулю ОЦ). При установившемся течении напряжение распределяется пропорционально вязкости отдельных вязких элементов, и после прекращения течения [c.78]

    На рис. 39 изображена зависимость относительного удлинения от времени при действии растягивающего постоянного напряжения и после прекращения этого действия. Релаксационный процесс сокращения образца после прекращения механического воздействия также называется упругим последействием, так как при этом происходит тот же процесс установления равновесного значения деформации (относительного удлинения), осуществляющийся в обоих случаях благодаря тепловому движению. Иногда эти медленные процессы изменения формы тел называют ползучестью (все реже встречающийся в нашей литературе термин крип означает в переводе на русский язык ползучесть ). [c.236]

    Для пробоя газового промежутка иногда используют такой же, как в случае низковольтной искры, активизатор, отключая его, как только устанавливается дуговой разряд. После пробоя дуга самостоятельно непрерывно горит до тех пор, пока на электроды подается постоянное напряжение от источника тока. Можно зажечь дугу и без активизатора, соединив на короткое время электроды, при включенном напряжении. Накаляясь при прохождении через них тока, электроды после их раздвижения начинают испускать электроны, обеспечивающие пробой аналитического промежутка при низко.м напряжении. Можно соединить концы электродов проводником, держась за изолированную ручку. В этом случае накаляются концы, соприкасающиеся с этим проводником, но такой способ применяется реже. [c.77]

    Режим постоянной скорости роста нагрузки. По этому режиму обычно проводят стандартные испытания адгезионных соединений внахлестку. Различаются два случая быстрое нагружение (большая скорость) и медленное нагружение. Под быстрым нагружением имеется в виду случай, когда скорость релаксационных процессов пренебрежимо мала по сравнению со скоростью нагружения тогда касательные напряжения в клеевом шве соединения типа нахлестки определяются по формуле, приведенной в табл. 3.2, п. 1. когда нагрузка Р — функция времени. [c.98]

    Режим постоянной нагрузки. Допустим, что режим нагружения соответствует следующей схеме первоначально нагрузка растет пропорционально времени, т. е. по рассмотренному выше режиму, а затем остается постоянной касательные напряжения при данном режиме распределяются по следующей закономерности  [c.99]

    Таким образом, здесь каждый корпус работает при непрерывно снижающихся нагрузках (фиг. 6-1), что обычно приводит к понижению производительности выпарной установки в целом. В дальнейшем рассматривается режим работы вьшарных установок при постоянных напряжениях поверхности нагрева корпусов. [c.294]

    Среди заводских аккумуляторщиков и работников эксплуатации длительно существовало мнение, что для сохранения емкости и работоспособности свинцово-кислотных аккумуляторов необходимы их регулярные разряды не менее чем на 75% емкости и заряды напряжением до 2,7—2,8 в на элемент. При переходе с режима заряд-разряд на режим постоянного подзаряда необходимость регулярных технологических разрядов была полностью исключена. Аккумуляторные батареи, установленные на электростанциях и подстанциях, при отсутствии аварии могут годами не разряжаться. [c.151]

    В случае же деформации упруго-вязкого тела при наложении постоянного напряжения релаксационные процессы будут проявляться в стремлении системы полностью осуш ествить режим стационарного, вязкого течения. При этом должна соблюдаться строгая прямая пропорциональность между любым интервалом времени и одинаковым для этого интервала приростом деформации. [c.134]

    Естественно, что форма изменения потенциала, приведенная на рис. 20, а, является идеальной, тогда как практически всегда требуется некоторое конечное время, чтобы потенциал успел измениться от фр до ф. Основная трудность и состоит в том, чтобы это время по возможности сократить. В схеме потенциостата имеется усилитель постоянного напряжения прямого действия, который позволяет существенно сократить время скачкообразного изменения потенциала (до 10 с и меньше). Так как при этом все же не всегда удается обеспечить устойчивый режим работы, то одноимпульсный потенциостатический метод испо.пьзуют в электрохимических исследованиях сравнительно редко. Значительно проще поддерживать [c.42]

    Регулирование на постоянное напряжение обеспечивает и постоянство тока для процессов, в которых отсутствуют анодные эффекты. Для установок для электролиза алюминия такая система не удовлетворительна, так как при появлении анодных эффектов ток в серии ванн падает и проиэводительност . ванн уменьшается, особенно при одновременных анодных эффектах в нескольких ваннах. При этом не только может упасть на 20—30% производительность серии ванн, но и нарушается тепловой режим работы ванн. [c.339]

    Высокая коррозионная стойкость ОРТА и стабильность электрохимических показателей в течение длительного времени являются большим преимуществом этих электродов по сравнению с графитовыми. Значительно увеличивается длительность тура работы анодов и времени пробега электролизеров между ремонтом. Это уменьшает затраты рабочей силы и материалов на проведение ремонта электро-лизероз, сокращает стоимость ремонтного обслуживания электролизеров. Постоянство геометрических размеров и электрохимических показателей ОРТА позволяет в электролизерах с этими анодами сохранять в течение всего тура работы постоянное напряжение на ячейке, стационарный температурный режим, выход целевого продукта по току и другие показатели работы электролизера. При использовании ОРТА нет необходимости в устройствах для регулирования межэлектродного расстояния в процессе работы электролизера, как, например, при графитовых анодах. [c.207]

    Тепловое излучение (рис. 5.14) от контролируемого объекта КО через фильтр Ф попадает на собирающее параболическое зеркало 3i, а затем — на гиперболическое зеркало Зг, которое направляет сфокусированное излучение на преобразователь П. Оптическая система из двух зеркал 3i и Зг позволяет просто и надежно разместить преобразователь П с необходимыми элементами крепления и компоновать их с электронными блоками. Преобразователь П включен в специальную электрическую цепь балансного типа, выделяющую сигнал, который несет информацию о потоке теплового излучения. После усиления этого сигнала до необходимого значения усилителем У он подается на аналого-цифровой преобразователь АЦП, подключенный через интерфейс ИНТ к общей шине ОШ, и дальнейшая обработка информации производится по согласованным командам с помощью микропроцессора МКП и программ, заложенных в постоянном запоминающем устройстве ПЗУ, с учетом накопленных в ОЗУ данных. Управление пирометром производится с пульта управления ПУ оператором через устройство связи с пультом УСП. Режим работы прибора задает оператор, а реализуются они с помощью заложенного математического обеспечения. Результаты ввода заданных режимов и измерений выводятся через параллельный интерфейс ИНТ на многоэлементный дисплей ДИС, выполненный на жидкокристаллических элементах. Питание всех блоков радиационного пирометра обеспечивает стабилизированный вторичный блок питания ВВП, преобразующий энергию батареи Б в необходимые постоянные напряжения. [c.193]

    На рис. 96 представлена зависимость относительного удлинения А///о от времени действия нагрузки при постоянном напряжении длина линейного полимера растет неограниченно, но скорость этого процесса стремится к постоянному значению. Длина трехмерного полимера постепенно приближается к некоторой предельной величине, которая, как показывает опыт, тем больше, чем выше приложенное напряжение н реже пространственная eткJ. Аналогичная картина медленной деформации наблюдается и при сокращении образца после снятия нагрузки Это проявление упругих свойств с запаздыванием было открыто свыше ста лет назад и названо упругим последействием .  [c.384]

    Режим постоянных максимальных нагрузок или условных напряжений / = onst. [c.204]

    Различают несколько основных режимов деформаций, при которых определяют соответствующие показатели прочности режим постоянства деформирующего напряжения режим постоянства скорости нагружения режим постоянства скорости разгружения режим постоянной скорости деформации, который в большинстве случаев заменяется неадеква1 ным ему режИ]урости растяжения (в последнем случае аппаратурное оформление сравнительно легко обеспечивает постоянство скорости перемещения одного из зажимов) режим циклического нагружения. Особо следует выделить режим деформации в условиях воздействия агрессивных сред. Если скорость нагружения достаточно велика, то испытание носит характер удара. Прочность при таком режиме характеризуется величиной ударной вязкости. В последние годы все больший интерес со стороны исследователей прочности полимерных материалов проявляется к показателям резания [4, с. 386—404]. [c.29]

    До сих пор рассматривалась теория прочности полимеров в очень важном режиме испытания а = onst. На практике интересны, конечно, и другие временные режимы деформации, например испытания полимера при заданной деформации в режиме релаксации напряжения. При стандартных испытаниях на разрывных машинах реализуется режим постоянной скорости растяжения, а при циклических нагрузках или многократных деформациях реализуется динамический режим с периодическим законом изменения параметров. [c.183]

    В растягиваемом образце нарастающее истинное напряжение, рассчитанное па действительное поперечное сечение, уменьшающееся но мере растяжения, соответствует условиям измерения разрывной машине задан режим постоянной скорости изменения напряжения w = do[dt. Для хрупкого и квазихрупкого состояния (ниже (Тв) приближенно верен линейный закон деформации постоянной температуре, поэтому уравнение долговечности (6.19) можно выразить как [c.186]

    Включают тумблер пуск на пересчетном приборе и, медленно вращая по часовой стрелке регулятор напряжения на высоковольт-нол- выпрямР1теле, постепенно поднимают напряжение на трубке до тех пор, пока неоновые лампочки не начнут регистрировать импульсы. Отмеченное напряжение начало счета (потенциал зажигания) обычно выше истинного, так как напряжение в приборе растет медленнее, чем показания вольтметра. Поэтол у необходимо медленно снизить напряжение до такого уровня, при котором неоновые лампочки перестанут зажигаться, и выждать не менее 1 мин, пока установится постояннее напряжение. Затем записывают показание вольтметра и производят измерение препарата в течение 2 мин. Порядок выполнения измерений такой лпроверке правильности работы пересчетного прибора. Одновременно включают тумблер пуск и секундомер и одновременно выключают их через определенный промежуток времени. Умножают показание электромеханического счетчика импульсов на кратность пересчета и прибавляют к полученному произведению сумму чисел возле горящих неоновых лампочек. Перед началом каждого измерения нажимают кнопку сброс и устанавливают шкалы электромеханического счетчика на нуль. Повысив напряжение на 50 в и снова выждав 1—3 мин, производят повторное измерение. Так поступают до тех пор, пока вслед за линейным участком не начнется более крутой подъем характеристики, т. е. скорость счета возрастет по крайней мере на 20— 30% при увеличении напряжения на 50 в. Во избежание порчи счетчика дальнейшие измерения следует прекратить и сразу уменьшить напряжение. Результаты измерений сводят в таблицу (форма 2). Строят график, откладывая по оси ординат соответствующие скорости счета. Для каждой экспериментальной точки по формуле (27—И) рассчитывают абсолютное статистическое отклонение отдельного измерения величину 2А/наносят на график в виде вертикального отрезка. Через полученные отрезки проводят плавную кривую. По формуле (2—П) рассчитывают наклон плато. Проверку рабочего напряжения следует повторять не реже чем раз в две недели. [c.250]

    Если вместо режима постоянной деформации рассмотреть режим постоянного, приложенного к телу Максвелла напряжения т, то величина с1-1й1 в уравнении (13) обратится в нуль. Тогда лолучим выражение [c.26]

    Другим весьма важным фактором внешнего трения (главным образом, эластических материалов) является режим постоянной деформации полимера (е = onst) [58]. Напряжение на контакте зависит в этом случае от модуля упругости полимера и степени деформации. [c.133]

---

Мощный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения для питания сетевой аппаратуры

Предлагаемое устройство предназначено для питания аппаратуры, работающей от сети 220 В 50 Гц в полевых условиях, а также на время аварийного отключения сети переменного тока. Преобразователь имеет блочную конструкцию. Он обеспечивает питание нагрузки стабилизированным постоянным напряжением 310 В или переменным импульсным напряжением той же амплитуды с эффективным значением 220 В. Добавление LC-фильтра позволяет получить переменное напряжение 220 В синусоидальной формы.

Электрические приборы широко применяются в быту современного человека. В подавляющем большинстве источником энергии для них является сеть переменного тока напряжением 220 В. В то же время электроснабжение во многих районах нашей страны не отличается высокой надёжностью. В радиолюбительской литературе было опубликовано много статей о преобразователях постоянного напряжения аккумуляторной батареи в переменное, пригодное для питания потребителей
на время отсутствия напряжения в сети. Они могут работать по принципу низкочастотного [1-4] либо высокочастотного [5, 6] преобразования. Каждому из этих типов преобразователей свойственны свои особенности.

Низкочастотные имеют большую массу и габариты из-за применения низкочастотного трансформатора. В преобразователе [3] стабилизировано только среднее выпрямленное значение выходного напряжения, но амплитудное и эффективное значения не стабилизованы, что может привести в некоторых случаях к повреждению питаемых нагрузок. В преобразователе [4] применена ступенчатая регулировка выходного напряжения без обратной связи, не обеспечивающая высокой стабильности выходного напряжения.

Преобразователи, работающие на ультразвуковых частотах (десятки килогерц) [5, 6], лучше по массо-габаритным показателям, но их выходная мощность не превышает 300 Вт. Автору потребовалось питать нагрузки большей мощности. При разработке предлагаемого устройства автор попытался сохранить преимущества высокочастотного преобразования и повысить выходную мощность до 1 кВт.

Основные технические характеристики

(при температуре окружающей среды 13…20 оС)

Напряжение питания, В……10,5.15

Потребляемый ток, А

без нагрузки……………..0,07

при максимальной нагрузке … .100 Выходное напряжение, В

постоянное ………….300.310

импульсное, амплитудное значение …………300.310

эффективное значение . . .212.220 Максимальная выходная

мощность, Вт ……………1000

Габариты, мм…………300x250x80

Масса, кг …………………..2,7

Преобразователь состоит из четырёх блоков: высокочастотного генератора, схема которого показана на рис. 1, высокочастотного инвертора с выпрямителем – умножителем напряжения (рис. 2), низкочастотного генератора (рис. 3) и мостового низкочастотного инвертора-коммутатора (рис. 4).

Рис. 1

Блок высокочастотного генератора (см. рис. 1) содержит узел контроля входного напряжения на транзисторе VT1 и реле K1, стабилизатор внутреннего напряжения питания 9 В на микросхеме DA1, генератор импульсов с частотой 27 кГц на логических элементах DD1.1 и Dd 1.2, узлы задержки фронтов импульсов на элементах VD4, R4, C2 и VD5, R5, C3, формирователи управляющих импульсов на элементах DD1.3, DD1.4, DD2.3, DD2.4 с выходными эмиттерными повторителями на транзисторах VT2-VT5, узел контроля амплитуды выходного напряжения на элементах DD2.1, DD2.2.

Рис. 2

Блок высокочастотного инвертора (см. рис. 2) содержит двухтактный каскад на мощных полевых транзисторах VT6-VT9 и трансформаторе T1, а также выпрямитель с умножением напряжения в четыре раза на диодах VD6-VD9 и конденсаторах C7-C10. Этот блок вырабатывает постоянное стабилизированное напряжение 300.310 В. Если известно, что в нагрузке переменное напряжение питания выпрямляется и сглаживается, то такую нагрузку можно подключить к этому блоку через предохранитель с номинальным током 5 А (см. примечание редакции к статье [5]). В этом случае остальные блоки не нужны.

Рис. 3

 

Блок низкочастотного генератора (см. рис. 3) содержит стабилизатор внутреннего напряжения питания 9 В на микросхеме DA2, генератор импульсов с частотой 50 Гц на логических элементах DD3.1 и DD3.2, токоограничивающие резисторы R18 и R19,узлы задержки фронтов импульсов на элементах VD12, R20, C14 и VD13, R21, C15, формирователи управляющих импульсов на элементах DD3.3, DD3.4, DD4.3, DD4.4 выходными эмиттерными повторителями на транзисторах VT11 -VT14, ограничитель тока нагрузки на транзисторе VT10 и элементах DD4.1, DD4.2.

Рис. 4

Мостовой низкочастотный инвертор-коммутатор (рис. 4) содержит мост на мощных ключевых полевых транзисторах VT17-VT20 и датчик тока – резистор R33. На затворы нижних по схеме транзисторов VT18 и VT20 управляющие импульсы подаются непосредственно, а на затворы верхних по схеме VT17 и VT19 – через инверторы верхнего плеча. Один инвертор собран на элементах VT15,VT16, R30, R31, C16, VD14, VD15, второй – на VT21, VT22, R35, R36, C17, VD16, VD17. К одной диагонали моста подведено постоянное напряжение 310 В, к другой подключена нагрузка через предохранитель FU1.

Преобразователь работает так. Если напряжение питающей аккумуляторной батареи больше 10,5 В, транзистор VT1 открывается, реле К1 срабатывает и через его контакты К1.1 подаётся напряжение питания на стабилизаторы напряжения на микросхемах DA1 и DA2. При уменьшении напряжения аккумуляторной батареи ниже 10,5 В транзистор VT1 закрывается, контакты К1.1 размыкаются и отключают питание генераторов, в результате чего все коммутирующие транзисторы VT6- VT9 оказываются закрытыми, преобразователь выключается. Напряжение включения регулируют подстроечным резистором R3. Из-за того, что напряжение включения электромагнитного реле К1 больше напряжения выключения, характеристика узла на транзисторе VT1 имеет небольшой гистерезис, достаточный для практического применения.
 

Частота колебаний генератора на элементах DD1.1 и DD1.2 зависит от сопротивления резисторов R1, R2 и ёмкости конденсатора C1. С противофазных выходов генератора (выводы 3 и 4 микросхемы DD1) импульсы подаются на узлы задержки фронтов импульсов. При этом их спады передаются практически без задержки. Время задержки фронтов импульсов определяется постоянными времени цепей R4C2 и R5C3, которые должны быть одинаковы.

Характеристики формирователей имеют гистерезис, величина которого зависит от отношения сопротивлений резисторов цепей положительной обратной связи (ПОС) R6 и R8, R7 и R9. С выходов формирователей управляющие импульсы через эмиттерные повторители на транзисторах VT2-VT5 подаются на затворы ключевых транзисторов VT6-VT9.

Выпрямитель на диодах VD6-VD9 и конденсаторах C7-C10 выполнен с умножением напряжения в четыре раза по следующей причине. Желательно первичную и вторичную обмотки трансформатора намотать в один слой, чтобы уменьшить индуктивность рассеяния. Применение умножителя напряжения позволяет в четыре раза уменьшить число витков во вторичной обмотке и сделать её однослойной.

Напряжение с выхода выпрямителя подаётся на делитель R10R11. Пропорциональное ему напряжение с движка подстроечного резистора R11 поступает на вход узла на элементах DD2.1 и DD2.2 с цепью ПОС на резисторах R12 и R13, создающей характеристику переключения с гистерезисом. После включения питания выходное напряжение выпрямителя возрастает. Когда оно достигает верхнего порога переключения (310 В), на выходе элемента DD2.1, соединённом с выводами 9 микросхем DD1 и DD2, устанавливается низкий уровень, который запрещает прохождение импульсов на эмиттер-ные повторители, в результате чего все ключевые транзисторы закрываются. После этого выходное напряжение выпрямителя снижается из-за разрядки конденсаторов C9 и C10. Когда оно снизится до нижнего порога переключения (300 В), на выходе элемента DD2.1 устанавливается высокий уровень, который снова разрешает прохождение импульсов на эмиттерные повторители, в результате чего выходное напряжение выпрямителя будет возрастать до верхнего порога. Перемещением движка подстроечного резистора R11 можно регулировать выходное напряжение выпрямителя, а подбором резистора R13 – разность порогов переключения. Повышение сопротивления резистора R13 уменьшает её, а снижение – увеличивает.

Узлы низкочастотного генератора (см. рис. 3) аналогичны соответствующим узлам высокочастотного, но ёмкость времязадающих конденсаторов низкочастотного генератора больше, поэтому в него добавлены резисторы R18 и R19, которые ограничивают разрядный ток конденсаторов С14 и С15, защищая выходы микросхемы DD3 (выводы 3 и 4) от перегрузки.
 

На транзисторе VT10, элементах DD4.1, DD4.2 и резисторах R25, R26, R29 собран узел защиты преобразователя от перегрузок. Когда ток нагрузки преобразователя превышает допустимое значение, напряжение на резисторе R33 – датчике тока – увеличивается до 0,7 В. При этом транзистор VT10 открывается, на выходе элемента DD4.2 устанавливается низкий уровень, который поступает на выводы 9 микросхем DD3 и DD4, в результате чего запрещается прохождение импульсов на эмиттерные повторители на транзисторах VT11-VT14. Все ключевые транзисторы моста VT17-VT20 закрываются.

Мостовой низкочастотный инвертор-коммутатор (рис. 4) работает следующим образом. Во время паузы между импульсами напряжение на выходах указанных выше эмиттерных повторителей равно нулю, поэтому транзисторы VT16 и VT21 открыты, а все остальные закрыты. При поступлении импульса на затворы VT15 и VT20 эти транзисторы, а также VT17 открываются. При поступлении импульса на затворы VT18 и VT22 эти транзисторы, а также VT19 открываются. В результате на выходе моста образуются разделённые паузами прямоугольные разнополярные импульсы напряжения с размахом 620 В и эффективным значением 220 В. Так как управляющие импульсы разделены паузами, исключено появление сквозного тока через последовательно соединённые транзисторы моста.

Рис. 5

Для некоторых потребителей нужна синусоидальная форма переменного напряжения питания. В этом случае узел низкочастотного генератора (см. рис. 3) заменяют другим, схема которого показана на рис. 5. В этом блоке применён генератор синусоидального напряжения частотой 50 Гц на ОУ DA4.1, фазоинвертор на ОУ DA4.2, две интегрирующие цепи R44C25 и R49C30, два эмиттерных повторителя VT23 VT24, VT25 VT26 и два сумматора на резисторах R50R52R54 и R51R55R57.

Рис. 6

Положительная полуволна синусоидального напряжения с выхода ОУDA4.1 через диод VD21 поступает на сумматор R51R55R57. Положительная полуволна с выхода фазо-инвертора DA4.2 через диод VD20 подаётся на сумматор R50R52R54. С выходов сумматоров напряжение через резисторы R53 и R56 подаётся на вход формирователей импульсов DD5.1, DD5.2, DD6.1, DD6.2. На входы интегрирующих цепей подаются прямоугольные импульсы, и на конденсаторах С25 и С30 образуются пилообразные импульсы, которые через конденсаторы С26 и С31 подаются на входы двух формирователей импульсов. Эпюры напряжений на рис. 6 показывают, как суммируются импульсы на входах формирователей на протяжении одного периода частоты 50 Гц. Чтобы наглядно показать форму импульсов, период высокочастотного заполнения (27 кГц) растянут. На рис. 6,а – напряжение на выводе 8 микросхемы DD5; на рис. 6,б – на выводе 8 микросхемы DD6. В результате на выходах формирователей образуются последовательности импульсов с синусоидальной ШИМ-частотой 50 Гц: на рис. 6,в – на выходе DD5,2; на рис. 6,г – на выходе DD6.2. На выходе преобразователя “~220 B” образуется двухполярный ШИМ-сигнал размахом 620 В, форма которого показана на рис. 6,д.

Для того чтобы в выходном напряжении подавить составляющую с частотой 27 кГц, последовательно с нагрузкой нужно включить дроссель, а параллельно нагрузке – конденсатор. Эти элементы подбирают для каждой нагрузки экспериментально. Например, для нагрузки мощностью 100 Вт (её сопротивление 484 Ом) требуется фильтр с дросселем индуктивностью 0,13 Гн и конденсатором ёмкостью 0,56 мкФ. При другом сопротивлении нагрузки индуктивность дросселя пересчитывают прямо пропорционально, а ёмкость конденсатора – обратно пропорционально сопротивлению нагрузки.

Все детали преобразователя размещены в корпусе из листового алюминия. Транзисторы VT6- VT9, VT17-VT20 закреплены на корпусе с использованием тепло-проводящей пасты и прокладок из слюды. Транзисторы IRFIZ44N (VT15 и VT22) установлены без прокладок, так как их корпуса полностью изолированы. Их можно заменить на IRFZ44N, но тогда они должны быть установлены через слюдяные прокладки.

Рис. 7

 

Вентилятор компьютерного блока питания с электродвигателем М1 мощностью 3 Вт постоянно продувает воздух через корпус для охлаждения деталей. Для уменьшения потребления энергии при маломощной нагрузке вентилятор можно отключить выключателем SA1. Трансформатор Т1 намотан на четырёх сложенных вместе магнитопро-водах от строчного трансформатора ТВС-110, как показано на рис. 7. Цифрами обозначены: 1 – обмоточный провод; 2 – магнитопровод; 3 – хомут, стягивающий магнитопровод. Первичные обмотки (I и II) содержат четыре секции по три витка провода сечением 5 мм2 (два сложенных вместе монтажных провода по 2,5 мм2). Вторичная обмотка (III) содержит две секции по 11 витков монтажного провода сечением 1,5 мм2. Витки обмоток должны быть равномерно распределены по длине магнитопро-вода, а обмотки должны быть однослойными.

Остальные элементы смонтированы на двух отдельных платах навесным монтажом. Плата с элементами, показанными на рис. 1, расположена в непосредственной близости от ключевых транзисторов (см. рис. 2). Плата с элементами, показанными на рис. 3, – рядом с транзисторами мостового низкочастотного инвертора-коммутатора (см. рис. 4).

Конденсатор С6 желательно применить импортный оксидный из категории “Low ESR”, например, Jamicon WL или аналогичный. В противном случае он будет нагреваться.

Конденсаторы выпрямителя С7- С10 должны иметь достаточно большую допустимую реактивную мощность. В устройстве использованы конденсаторы МБГЧ. Параллельно каждому из них подключён безындукционный керамический конденсатор КМ-3 группы Н30 ёмкостью 0,022 мкФ с номинальным напряжением 250 В.

Подстроечные резисторы – из серии СП3-1б. Перед их установкой необходимо проверить исправность подвижной контактной системы.

Реле К1 должно иметь напряжение срабатывания не более 10 В. Автор применил реле РЭС59 (исполнение ХП4.500.020).

При налаживании вместо аккумуляторной батареи используют лабораторный источник питания с регулируемым выходным напряжением 10.13 В. Подают на вход преобразователя напряжение 10,5 В, движком резистора R3 добиваются выключения реле К1.

Затем увеличивают входное напряжение до 12 В. Подбором резисторов R1 и R2 (см. рис. 1) устанавливают одинаковую длительность импульсов по 18,5 мкс на выводах 3 и 4 микросхемы DD1. Подбором резисторов R4 и R5 устанавливают длительность паузы между этими импульсами 5 мкс. Движком подстроечного резистора R11 – напряжение +305 В при мощности нагрузки 60 Вт на выходе выпрямителя VD6-VD9C7-C10 (см. рис. 2). Подбором резисторов R16 и R17 (рис. 3) устанавливают одинаковую длительность импульсов по 10 мс на выводах 3 и 4 микросхемы DD3. Подбором резисторов R20 и R21 – длительность паузы между этими импульсами 6 мс.

Блок, схема которого показана на рис. 5, налаживают так. Перемещают движок подстроечного резистора R39 вниз по схеме настолько, чтобы генератор на ОУ DA4.1 перестал работать. Подбором конденсаторов С25 и С30 устанавливают размах пилообразного напряжения на них 4 В. Временно заменяют постоянные резисторы R52 и R55 подстроечными по 15 кОм, включёнными как реостаты. Вначале плавно уменьшают их сопротивление от максимума до появления импульсов на выходе эмиттерных повторителей, затем увеличивают до их исчезновения. Измеряют сопротивление введённой части подстроечных резисторов цифровым омметром и заменяют их постоянными того же сопротивления. После этого перемещают движок подстроечного резистора R39 вверх по схеме, устанавливая на выходе генератора амплитуду напряжения 4 В. При этом выходное напряжение должно иметь форму слегка усечённой синусоиды. При необходимости подбором конденсаторов С18 и С22 нужно установить частоту генерации 50 Гц. Затем, подбирая резисторы R50 и R51, – амплитуду полуволны 4 В на резисторах R54 и R57. Для улучшения работы генератора на ОУ DA4.1 может потребоваться включение конденсатора ёмкостью 47 пФ между правым по схеме выводом резистора R40 и общим проводом.

Источниками питания преобразователя могут быть автомобильные стартёрные аккумуляторные батареи, бортовая сеть автомобиля, тяговые аккумуляторные батареи для электромобилей, солнечные батареи, ветряные или водяные электрогенераторы. При необходимости напряжение питания может быть увеличено вдвое. Для этого первичные обмотки (I и II) трансформатора Т1 должны содержать четыре секции по шесть витков монтажного провода сечением 2,5 мм2.
 

Автор использует самодельный бензогенератор, изготовленный из бензопилы “Урал” и электрогенератора с выходным напряжением 12 В и мощностью 1 кВт от трактора Т-150, которые соединены между собой клиноременной передачей. По отношению мощности к массе этот бензогенератор превосходит многие промышленные образцы. Малый вес и габариты позволяют брать его в дорогу и при необходимости заряжать аккумулятор автомобиля в полевых условиях. А преобразователь напряжения питает любую аппаратуру мощностью до 1 кВт.
 

Литература

1.    Гореславец А. Преобразователи напряжения на микросхеме КР1211ЕУ1. – Радио, 2001, № 5, с. 42, 43.

2.    Нечаев И. Преобразователь напряжения 12/220 В 50 Гц. – Радио, 2004, № 9, с. 30, 31.

3.    Озолин М. Стабилизированный преобразователь 12/220 В. – Радио, 2006, № 12, с. 30, 31.

4.    Сергеев А. Преобразователь напряжения для бытовой аппаратуры. – Радио, 2012, № 1, с. 29, 30.

5.    Озолин М. Преобразователь напряжения 12 В в прямоугольное 300 В 50 Гц. – Радио, 2007, № 9, с. 40, 41.

6.    Инвертор “Союз” CAR300. Техническое описание

Автор: А. Сергеев, г. Сасово Рязанской обл.

Amazon.com: Gimax 1200W DC-DC постоянное напряжение постоянного тока модуль повышения мощности высокой мощности солнечная зарядка 12-80V 20A: все остальное

Большой дизайн радиатора (длина 85 мм * ширина 62 мм * высота 64 мм) и черная обработка окислением (тепловой эффект черного окисления отличный). Поддержка широкого входного напряжения 12-60 В, регулируемого широкого выходного напряжения 12-80 В, сверхнизкого перепада входного выходного напряжения.
Выходной режим постоянного тока, не пропустите! (Регулирование тока других аналогичных модулей может регулировать только входной ток, поэтому его можно использовать только для защиты от перегрузки по току на входе и не может контролировать выходной ток, регулируется только выходной ток, это реальный постоянный ток)
Параметры модуля :
Название модуля: Модуль постоянного тока мощностью 1200 Вт
Свойства модуля: Неизолированный модуль повышения напряжения (BOOST)
Входное напряжение: 8-60 В
Входной ток: 20 А
Статический рабочий ток: Когда 15 мА (12 В увеличивается до 20 В), выходное напряжение будет увеличиваются с увеличением тока Гао Цзин.
Выходное напряжение: 12-80 В, непрерывно настраиваемое
12-80 В, настраиваемое
Выходной ток: 20 А МАКС. Более 18 А, пожалуйста, увеличьте рассеивание тепла (с входным и выходным дифференциальным давлением, чем больше перепад давления, тем меньше выходной ток).
Диапазон постоянного тока: Big 20A
Выходная мощность: = = Входное напряжение * 20A, например: вход 12 В * 20 А = 240 Вт, вход 24 В * 20 А = 480 Вт,
Вход 36 В * 10 А = 720 Вт, введите 48 В * 20 А = 960 Вт, введите 60 В * 20 А = 1200 Вт
Если требуется больше мощности, два модуля можно использовать параллельно, например, выход 30 А, и его можно подключить параллельно с двумя модулями.
Установите ток каждого модуля на 15 А.
Рабочая температура: -40 ~ + 85 градусов (пожалуйста, увеличьте тепловыделение при слишком высокой температуре окружающей среды)
Рабочая частота: 150 кГц
Эффективность преобразования: Высокая 95%. Эффективность зависит от входного, выходного напряжения, тока и перепада давления.
Защита от перегрузки по току: имеется регулировка расхода с ограничением тока, которая регулирует выходной ток, ток превышает ограничение по току, и выходной ток автоматически уменьшается до.Небольшое значение 5А будет var

Источник питания постоянного напряжения – обзор

4.8 Модуляция мощности системы дуговой сварки

Из-за динамического поведения дуги ток и напряжение непрерывно изменяются во время дуговой сварки. Мощность дуги регулируется сварочным током и напряжением. Ток положительно влияет на скорость плавления расходуемого электрода, наполнителя и основных материалов [111]. Напряжение влияет на длину дуги и сварочный ток [72].Источник питания постоянного тока обычно используется для GTAW или PAW, тогда как источник питания постоянного напряжения используется для процесса GMAW. В GTAW или PAW ток задается заранее, и любые изменения сварочного тока из-за изменения длины дуги не критичны из-за использования неплавящегося электрода и отдельно используемого присадочного материала. В GMAW предварительно устанавливаются напряжение и скорость подачи проволоки, а сварочный ток регулируется скоростью подачи проволоки [72]. Изменение скорости подачи проволоки изменяет длину дуги и напряжение дуги, которые, в свою очередь, изменяют ток дуги и скорость плавления электрода для поддержания равновесной длины дуги.

Обычная GTAW обычно выполняется с источником питания переменного тока, потому что это предотвращает перегрев электрода, удаляет оксиды во время положительной фазы и глубоко нагревает заготовку во время отрицательной фазы. Источник переменного тока также используется в процессе GTAW с гибридным лазером [86,111]. Использование источника постоянного тока в гибридном CO ₂ лазере GTAW приводит к более высокому потреблению энергии и увеличению срока службы электродов [56]. Источник питания постоянного тока с положительным электродом используется в обычном процессе GMAW, а также в гибридном лазерном процессе GMAW, который увеличивает скорость осаждения [112].Использование импульсного режима в обоих процессах, гибридных лазерных GTAW или гибридных лазерных GMAW, снижает количество брызг и зоны термического влияния. Ширина импульса и частота импульсов являются дополнительными параметрами, которые необходимо контролировать при использовании импульсного тока [70]. Ширина импульса определяет длительность импульса (пиковый ток), а также влияет на размер металлической капли и ширину дугового конуса [113]. Частота импульсов регулирует общий подвод тепла к зоне сварного шва [34]. Импульсная дуговая сварка в сочетании с импульсным лазером также может использоваться для гибридной лазерной дуговой сварки [51].

Режим переноса металла является важным фактором, на который влияют мощность дуги, вылет электрода и диаметр электрода, расстояние от лазера до дуги, а также состав защитного газа и давление газа [39,106]. При дуговой сварке наблюдаются три различных режима переноса металла: перенос / распыление, гравитационный / глобулярный перенос и перенос при коротком замыкании [12]. Величины и направления электромагнитной силы и силы сопротивления плазмы, действующей на каплю, влияют на поведение капель [114,115].Температурное поле, структура потока жидкости и геометрия сварочной ванны сильно зависят от процесса столкновения капель из-за передачи массы, энергии и количества движения в сварочную ванну [116]. Перенос распылением более предпочтителен при гибридной лазерной дуговой сварке, чтобы обеспечить глубокое проплавление из-за высокого тепловложения на единицу длины при поддержании высокой скорости сварки [98]. Более низкая турбулентность сварочной ванны наблюдается при использовании переноса металла в режиме распыления из-за выброса мелких капель присадки в сварочную ванну [117].Использование импульсного тока улучшает передачу режима распыления металла, поскольку использование пикового тока при небольшой длительности импульса и частоте импульсов влияет на образование металлических капель и часто отрывает их, что снижает вероятность образования более крупных капель, что является характерной особенностью гравитационного переноса [ 70]. Режим глобулярного переноса металла наблюдается для небольшого расстояния между лазером и электродом, в то время как режим распыления достигается при увеличении расстояния разделения [118].

Отношение мощности лазера к мощности дуги также является важным фактором для гибридной лазерной дуговой сварки, который влияет на геометрию сварного шва, металлургические свойства сварного шва, остаточные напряжения и характер деформации [9,59,83].Это уравновешивает влияние лазерного луча и дуги на общую сварочную ванну. Более высокий коэффициент энергии обеспечивает узкий и глубокий сварной шов и увеличивает скорость сварки [83]. Размер сварного шва увеличивается с увеличением мощности дуги до достижения устойчивого состояния. Однако очень высокая мощность дуги приводит к уменьшению глубины проплавления из-за изменения перехода режима металла от распыления к глобулярному переносу.

Зависимость постоянного тока от постоянного напряжения на выходе

У меня дома есть небольшой сварщик MIG.Я хочу использовать его для сварки штангой, но мне сказали, что я не могу. Почему это? В работе у нас есть несколько разных типов сварочных аппаратов. Почему некоторые из них могут использоваться только для сварки штучной сваркой, а некоторые – только для сварки проволокой, а другие аппараты могут использоваться и для того, и для другого? Я слышал термины CC и CV, но что они означают и почему они важны? Наконец, у нашей компании есть несколько переносных механизмов подачи проволоки с переключателем «CV / CC» внутри них. Значит ли это, что их можно использовать с любым сварочным аппаратом?

Это очень хорошие вопросы, и я уверен, что их задавали многие сварщики.С точки зрения конструкции и управления дугой существует два принципиально разных типа источников сварочного тока. К ним относятся источники питания, вырабатывающие на выходе постоянный ток (CC), и источники питания, которые производят постоянное выходное напряжение (CV). Многопроцессорные источники питания – это те, которые содержат дополнительные схемы и компоненты, которые позволяют им выдавать как CC, так и CV выход в зависимости от выбранного режима.

Обратите внимание, что сварочная дуга является динамической, в которой ток (A) и напряжение (V) постоянно меняются.Источник питания отслеживает дугу и вносит изменения в миллисекунды, чтобы поддерживать стабильное состояние дуги. Термин «постоянный» относителен. Источник питания CC будет поддерживать ток на относительно постоянном уровне, несмотря на довольно большие изменения напряжения, в то время как источник питания CV будет поддерживать напряжение на относительно постоянном уровне, независимо от довольно больших изменений тока. На рисунке 1 показаны графики типичных выходных кривых источников питания постоянного и постоянного тока. Обратите внимание, что в различных рабочих точках кривой выхода на каждом графике наблюдается относительно небольшое изменение одной переменной и довольно большие изменения другой переменной («Δ» (дельта) = разница).

Рисунок 1: Выходные кривые для источников питания постоянного и постоянного тока

Также следует отметить, что в этой статье обсуждаются только обычные типы источников сварочного тока. При импульсной сварке с использованием многих новых источников питания с технологией управления формой волны вы действительно не можете рассматривать выход как строго CC или CV. Скорее, источники питания отслеживают и изменяют напряжение и ток с чрезвычайно высокой скоростью (намного быстрее, чем источники питания с традиционной технологией), чтобы обеспечить очень стабильные условия дуговой сварки.

Прежде чем обсуждать вопрос о CC и CV, мы должны сначала понять эффекты как тока, так и напряжения при дуговой сварке. Ток влияет на скорость плавления или скорость расхода электрода, будь то стержневой электрод или проволочный электрод. Чем выше уровень тока, тем быстрее плавится электрод или тем выше скорость плавления, измеряемая в фунтах в час (фунт / час) или килограммах в час (кг / час). Чем ниже ток, тем ниже становится скорость плавления электрода. Напряжение контролирует длину сварочной дуги и, как следствие, ширину и объем дугового конуса.По мере увеличения напряжения длина дуги становится больше (и конус дуги шире), а по мере ее уменьшения длина дуги становится короче (и конус дуги уже). На рисунке 2 показано влияние напряжения на дугу.

Рисунок 2: Влияние напряжения дуги

Теперь тип используемого сварочного процесса и связанный с ним уровень автоматизации определяют, какой тип сварочной мощности является наиболее стабильным и, следовательно, предпочтительным.Процессы дуговой сварки защищенного металла (SMAW) (также известные как MMAW или Stick) и газо-вольфрамовая дуговая сварка (GTAW) (также известные как TIG) обычно считаются ручными процессами. Это означает, что вы управляете всеми параметрами сварки вручную. Вы держите электрододержатель или горелку TIG в руке и вручную управляете углом перемещения, рабочим углом, скоростью перемещения, длиной дуги и скоростью подачи электрода в соединение. В процессах SMAW и GTAW (т. Е. Ручных процессах) CC является предпочтительным типом выхода от источника питания.

И наоборот, процесс газовой дуговой сварки (GMAW) (он же MIG) и процесс дуговой сварки порошковой проволокой (FCAW) (он же флюсовый сердечник) обычно считаются полуавтоматическими процессами. Это означает, что вы по-прежнему держите сварочный пистолет в руке и вручную контролируете угол перемещения, рабочий угол, скорость перемещения и расстояние между контактным наконечником и рабочим расстоянием (CTWD). Однако скорость подачи электрода в соединение (известная как скорость подачи проволоки (WFS)) автоматически регулируется устройством подачи проволоки с постоянной скоростью.Для процессов GMAW и FCAW (то есть полуавтоматических процессов) предпочтительным выходом является CV.

Таблица 1 содержит сводную информацию о рекомендуемых типах выхода в зависимости от процесса сварки.

Таблица 1: Рекомендуемый тип выхода источника питания для процесса дуговой сварки

Чтобы использовать более простую конструкцию и снизить затраты на закупку, источники сварочного тока обычно проектируются для использования только с одним или двумя типами сварочных процессов.Таким образом, базовая машина для стержневой сварки будет иметь мощность только CC, поскольку она предназначена только для сварки стержнем. Аппарат TIG также будет иметь выход только CC, так как он предназначен только для сварки TIG и электродной сварки. И наоборот, базовая машина MIG будет иметь только выходное напряжение CV, поскольку она предназначена только для сварки MIG и сердечника под флюсом. Что касается вашего первого вопроса: «Почему я не могу выполнять сварку при помощи сварочного шва на моем аппарате MIG», то ответ заключается в том, что ваш аппарат MIG имеет только выходное напряжение CV, что не предназначено и не рекомендуется для сварки при помощи сварочного шва. И наоборот, вы, как правило, не можете выполнять сварку MIG на ручном станке с выходом CC, потому что это неправильный тип мощности для сварки MIG.Как упоминалось ранее, существуют источники питания для многопроцессорной сварки, которые могут обеспечивать выход как CC, так и CV. Однако они, как правило, более сложные, имеют более высокую производительность, предназначены для промышленного применения и не имеют цены в базовом ценовом диапазоне сварочных аппаратов начального уровня. На рисунке 3 показаны примеры типовых сварочных аппаратов CC, CV и многопроцессорных сварочных аппаратов.

Рисунок 3: Пример источников сварочного тока по типу выхода

Вы можете создать сварочную дугу с помощью любого из сварочных процессов на выходе типа CC или CV (если вы можете настроить сварочное оборудование для этого).Однако, когда вы используете предпочтительный тип выхода для каждого соответствующего процесса, условия дуги очень стабильны. Однако, когда вы используете неправильный тип вывода для каждого соответствующего процесса, условия дуги могут быть очень нестабильными. В большинстве случаев они настолько нестабильны, что поддерживать дугу невозможно.

Теперь давайте обсудим, почему эти последние утверждения верны. С помощью двух ручных процессов, SMAW и GTAW, вы контролируете все переменные вручную (вот почему они являются двумя процессами, требующими наибольшего количества навыков оператора).Электрод должен плавиться с постоянной скоростью, чтобы можно было подавать его в соединение с постоянной скоростью. Для этого сварочная мощность должна поддерживать постоянный ток (т. Е. CC), чтобы результирующая скорость плавления была постоянной. Напряжение – менее контролируемая переменная. При ручных процессах очень трудно постоянно поддерживать одну и ту же длину дуги, потому что вы также постоянно вводите электрод в соединение. Напряжение меняется в результате изменения длины дуги.С выходом CC ток – это ваша предварительная установка, регулирующая переменная и напряжение просто измеряются (обычно как среднее значение) во время сварки.

Если вы попытаетесь сваривать с помощью процесса SMAW, например, используя выходное напряжение CV, ток и итоговая скорость плавления будут слишком сильно отличаться. Когда вы двигались вдоль стыка (пытаясь согласоваться со всеми другими параметрами сварки), электрод плавился бы быстрее, затем с меньшей скоростью, затем с большей скоростью и т. Д. вы вставили электрод в стык.Это невыполнимое условие, поэтому выход CV нежелателен.

Когда вы переключаетесь на полуавтоматический процесс, такой как GMAW или FCAW, что-то меняется. Хотя вы все еще контролируете многие параметры сварки вручную, электрод подается в соединение с постоянной скоростью (в зависимости от конкретной WFS, установленной на механизме подачи проволоки). Теперь вы хотите, чтобы длина дуги была одинаковой. Для этого сварочная мощность должна поддерживать напряжение на постоянном уровне (т.е.е., CV), так что результирующая длина дуги согласована. Ток – менее контролирующая переменная. Он пропорционален WFS или является его результатом. По мере увеличения WFS увеличивается и ток, и наоборот. С выходом CV напряжение и WFS являются вашими предустановками, а управляющие переменные и ток просто измеряются во время сварки.

Если вы попытаетесь выполнить сварку с использованием процессов GMAW или FCAW, используя выход CC, напряжение и результирующая длина дуги будут слишком сильно отличаться. При уменьшении напряжения длина дуги станет очень короткой, и электрод войдет в пластину.Затем по мере увеличения напряжения длина дуги станет очень большой, и электрод сгорит обратно к контактному наконечнику. Электрод будет постоянно вонзаться в пластину, затем гореть обратно к кончику, затем врезаться в пластину и т. Д. Это невыполнимое условие, что делает выход CC нежелательным.

В качестве примечания: также часто полностью автоматизируют процессы сварки GTAW, GMAW и FCAW. В случае полной автоматизации все переменные контролируются машиной и удерживаются под постоянным углом, расстоянием или скоростью.Следовательно, меньше изменений в условиях дуги. Однако предпочтительным типом вывода для автоматизированной GTAW по-прежнему является CC, а для автоматизированных GMAW и FCAW – по-прежнему CV. Пятый распространенный процесс дуговой сварки, сварка под флюсом (SAW) (также известный как поддуговая сварка), также обычно является автоматизированным процессом. Для SAW обычно используется выход CC или CV. Определяющими факторами, определяющими, какой тип вывода является наилучший, обычно являются диаметр электрода, скорость перемещения и размер сварочной ванны. Для полуавтоматической резки SAW предпочтительным типом вывода является CV.

Ваш последний вопрос касался переносных механизмов подачи проволоки (см. Пример на , рис. 4 ). Это оборудование, которое позволяет вам идти вразрез с основными правилами, описанными в этой статье… в некоторой степени. Они разработаны в первую очередь для сварки в полевых условиях и обладают тремя уникальными особенностями по сравнению с традиционными механизмами подачи проволоки в заводских условиях. Во-первых, провод заключен в жесткий пластиковый футляр для лучшей защиты и долговечности в полевых условиях. Во-вторых, им не нужен кабель управления для питания приводного двигателя, а скорее используется провод измерения напряжения от механизма подачи проволоки.Таким образом, подключение выполняется просто, для этого достаточно использовать имеющийся сварочный кабель источника питания (и добавить газовый шланг). В-третьих, они действительно могут работать с источником питания CC, но с ОГРАНИЧЕННЫМ успехом. У них есть тумблер «CC / CV», с помощью которого вы выбираете тип выхода от источника питания.

Когда впервые появились эти портативные механизмы подачи проволоки, теория заключалась в том, что они могут использоваться с большой существующей базой источников питания CC, уже используемых в полевых условиях (в основном, сварочных аппаратов с приводом от двигателя), и, таким образом, теперь дают производителям GMAW и FCAW (т.е. проволочная сварка) возможность. Вместо того, чтобы покупать новый источник питания постоянного тока, им нужно было только получить механизм подачи проволоки. Чтобы компенсировать колебания напряжения, которые вы получаете на выходе CC, эти механизмы подачи проволоки имеют дополнительную схему, которая замедляет реакцию скорости подачи проволоки на изменения напряжения, чтобы помочь стабилизировать дугу (обратите внимание, что на CC скорость подачи проволоки равна больше не является постоянным, а, скорее, постоянно увеличивается и уменьшается в попытке сохранить ток на постоянном выходе).

Рисунок 4: Пример переносного устройства подачи проволоки

Реальность сварки проволокой с выходом CC состоит в том, что она довольно хорошо работает с одними приложениями и плохо работает с другими. Относительно хорошая стабильность дуги достигается при использовании процесса порошковой сварки в среде защитного газа (FCAW-G) и процесса GMAW в режиме струйной дуги или импульсной струйной дуги для переноса металла. Тем не менее, стабильность дуги по-прежнему очень неустойчива и неприемлема для самозащитной порошковой проволоки (FCAW-S) и процесса GMAW в режиме передачи металла при коротком замыкании.В то время как напряжение изменяется в зависимости от выхода CC, процессы, которые обычно работают при более высоких напряжениях (например, 24 В или более), такие как FCAW-G и струйная дуга или импульсная дуга MIG со струйным распылением, менее чувствительны к изменениям напряжения, возникающим при выходе CC. Поэтому стабильность дуги очень хорошая. В то время как такие процессы, как короткое замыкание MIG и FCAW-S, которые обычно работают при более низких настройках напряжения (например, 22 В или меньше), более чувствительны к колебаниям напряжения. Поэтому стабильность дуги намного хуже и обычно считается неприемлемой.Другой фактор, связанный с использованием электродов FCAW-S на выходе CC, заключается в том, что чрезмерное напряжение дуги и, как следствие, большая длина дуги, по сути, могут привести к чрезмерному попаданию дуги в атмосферу. Это потенциально может привести к пористости сварного шва и / или резкому снижению ударной вязкости металла шва при низких температурах.

В заключение, выход CV ВСЕГДА рекомендуется для сварки проволокой. Поэтому при использовании этих переносных механизмов подачи проволоки с источником питания с выходом CV используйте его вместо выхода CC.Наконец, хотя выход CC может быть приемлемым для сварки FCAW-G общего назначения, а также для струйной дуги и импульсной сварки MIG, он не рекомендуется для работы с качеством кода.

Постоянный ток или напряжение в SDS-PAGE: Великая дискуссия!

В лабораториях по всему миру ученые ломают голову, чтобы решить, запускать ли гели при постоянном токе или напряжении в SDS-PAGE. Вы спросите, какая разница? И подождите, есть еще третий вариант? Давайте вместе откроем эту банку с червями и обсудим науку, чтобы вы могли принять обоснованное решение.

Что такое электрофорез?

Электрический ток может разделять ионы и заряженные макромолекулы через твердую гелевую матрицу методом, известным как электрофорез. Мы используем это для разделения ДНК, РНК и белков по размеру, заряду и структуре.

Средняя молекулярная масса одной аминокислоты составляет 100 Да, в то время как одно основание ДНК / РНК составляет около 500 Да. Этот вес удваивается для двухцепочечной ДНК.

Из-за этого молекулы ДНК часто имеют размер в тысячи килодальтон, что делает их больше, чем большинство мономерных белков.Например, стандартная экспрессионная плазмида размером 6 т.п.н. составляет ~ 185 кДа. Сумасшедший, правда ?!

Агароза, которая содержит более крупные поры в гелевой матрице, обычно используется для разделения нуклеиновых кислот. Акриламид, который содержит более мелкие поры, обычно используется для разделения белков с помощью нативного электрофореза или электрофореза в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE). Прочтите эту статью, чтобы узнать больше о различиях между этими двумя гелевыми системами.

Хорошо, теперь у нас есть основы – перейдем к мелочам!

Ток, напряжение и мощность – в чем разница?

Источником этого противоречия по поводу электрофореза являются давние дебаты вестерн-блоттинга о том, что лучше всего для PAGE – постоянный ток, напряжение или мощность.Чтобы ответить на этот вопрос, нам сначала нужно рассмотреть различия между методами.

Большинство современных блоков питания позволяют пользователям управлять каждым из этих трех режимов электрофореза, так что один электрический параметр может быть установлен, а два других колеблются. Чтобы получить более четкое представление о гель-электрофорезе, мы должны рассмотреть закон Ома и второй закон электрофореза.

Приготовьтесь к забавным уравнениям, ребята!

Закон Ома

Напряжение (В; в вольтах) является движущей силой при разделении образцов белка методом PAGE.При приложении напряжения возникает ток (I; в миллиамперах), который имеет собственное сопротивление (R; в омах) при прохождении через гель. Сопротивление – это мера того, насколько легко ионы в буферной системе позволяют заряду «течь» через гель.

По мере того, как электролиты в буфере расходуются во время электрофореза, сопротивление естественным образом увеличивается.

Закон Ома описывает взаимосвязь между этими тремя параметрами:

Ток (I) = Напряжение (В) / Сопротивление (R)

Когда вы устанавливаете желаемое напряжение, ток или мощность на блоке питания, выбранная настройка определяет сопротивление.Важно отметить, что на сопротивление влияют другие факторы, включая ионную силу буфера, проводимость геля и температуру.

Второй закон

С другой стороны, Второй закон гласит, что мощность (P; в ваттах), мера количества произведенного тепла, равна произведению тока и напряжения:

Мощность (P) = Напряжение (В) x Ток (I)

Если вы измените закон Ома, вы увидите, что:

Напряжение (В) = ток (I) x сопротивление (R)

Это означает, что:

Мощность (P) = Ток (I) ² x Сопротивление (R) = Напряжение (В) ² / Сопротивление (R)

Горячо, жарко, жарко!

Если вы когда-либо выполняли PAGE или вестерн-блот-перенос, вы могли заметить, что камера может сильно нагреваться.Я даже слышал слухи о камерах для курения и кипячения электрофореза. Клянусь, ни один из них не был моим!

Вы когда-нибудь задумывались, почему это происходит? Дело в том, что при электрофорезе выделяется тепло в процессе, известном как джоулева нагревание или омическое нагревание.

На генерируемое тепло влияют проводимость используемой буферной системы, общее сопротивление внутри системы и сила приложенного электрического поля.

Если вы хотите повысить свои шансы на получение приличного вестерн-блоттинга после всех этих бесконечных промывок TBST, важно учитывать, сколько тепла может выделяться во время электрофореза.

Тепло может быть палкой о двух концах для СТРАНИЦЫ. Некоторое дополнительное нагревание может помочь денатурировать белки, которые не были полностью денатурированы во время подготовки образца. Тем не менее, слишком большое количество тепла может вызвать набухание гелей, что приведет к неравномерному распределению образцов и образованию ужасного «улыбающегося» геля.

Хуже того, чрезмерное нагревание Джоулем может сделать ваш гель непригодным для вестерн-блоттинга, потому что высокие температуры могут денатурировать интересующий белок (белки), делая их необнаруживаемыми и создавая искаженные и смазанные полосы.Трагедия!

Постоянный ток?

Установка постоянного тока означает, что ваши образцы будут перемещаться с постоянной скоростью, при этом напряжение и мощность будут увеличиваться по мере увеличения сопротивления, что приведет к большему выделению тепла. Если сопротивление возрастет достаточно, вам придется иметь дело с более длительным временем работы, что, в свою очередь, может привести к другим проблемам с системой (например, утечке буфера или повреждению вывода или электрода).

Если это произойдет, система может еще больше увеличить мощность и напряжение, что приведет к дальнейшему тепловыделению и возникновению порочного круга.

В крайних случаях система может нагреться до кипения, обжечься или сжечь часть оборудования. Помимо соображений безопасности, существует также небольшая проблема вашего (потенциально) испорченного геля.

Я бы не хотел объяснять это своему начальнику и / или управляющему зданием в худшем случае!

Постоянный ток: борьба с перегревом

Для борьбы с перегревом некоторые люди проводят электрофорез со льдом, на льду или даже в холодильнике.

Если вы запускаете PAGE или Western Transfer в холодильнике, вы должны хранить блок питания при комнатной температуре, а провода должны идти только в холодильник. В противном случае вы рискуете повредить электронику силового агрегата из-за конденсации.

Вы можете использовать мой гениальный способ заклеить дверцу холодильника лентой для дополнительной безопасности. Не говори, что я плохо к тебе отношусь!

Будьте осторожны, чтобы не слишком сильно охладить камеру для электрофореза. Поскольку сопротивление увеличивается с понижением температуры, вы можете получить сверхдлительное время работы.

Постоянный ток: Плюсы

С другой стороны, постоянный ток обеспечивает постоянную скорость миграции, поэтому вы можете использовать гель SDS-PAGE в течение определенного периода времени, оставляя вас свободными для выполнения другой работы или пойти на чай / кофе, на обед, и / или вздремнуть, если хотите.

Вы можете вернуться по прошествии необходимого времени, чтобы продолжить окрашивание геля или перенос белка.

Это также позволяет сократить время работы, что приводит к более резким полосам. Если вы собираетесь использовать постоянный ток для электрофореза, вам следует начать пробежку с 100–120 миллиампер (мА) и следить за этим.

Рекомендации при использовании постоянного тока

Запуск нескольких камер на одном блоке питания с использованием постоянного тока может быть проблематичным, поскольку различия между камерами (например, состав геля и буферы) могут влиять на ток, получаемый в каждой камере. Это означает, что каждая камера получает непостоянный ток.

Поскольку состав геля влияет на скорость миграции образца, также рекомендуется использовать гели с одинаковым процентом в одном резервуаре.В противном случае один гель может растекаться быстрее, чем другой, и вам придется вынуть один из гелей и дать другому полностью растечься. Слишком тяжело для меня!

Постоянное напряжение?

Если вы решите использовать постоянное напряжение, ток и мощность уменьшатся с увеличением сопротивления. Это снижает количество выделяемого тепла, что делает этот вариант более безопасным.

Однако из-за увеличения сопротивления скорость миграции образца через гель будет замедляться, что приведет к увеличению времени анализа, что часто приводит к появлению диффузных полос.

Если возникнет проблема, связанная с большим увеличением сопротивления, ток и мощность упадут из-за установленного напряжения.

Преимущества постоянного напряжения

Самым большим преимуществом здесь является то, что даже в случае отказа оборудования худшее, что может случиться, – это повышение сопротивления до уровня, который не может быть компенсирован источником питания, что приведет к его отключению.

Но если вы регулярно следите за своим электрофорезом (как и следовало бы), вы можете просто включить его снова и надеяться, что ваш гель не пострадал.Или можно просто повторно запустить гель.

Если вы работаете в лаборатории, где количество доступных (функциональных) блоков питания ограничено, вы можете присоединить несколько камер для электрофореза к одному блоку питания, сохраняя настройки такими же, как для одного цикла.

Это связано с тем, что несколько устройств для электрофореза, питаемые одним и тем же блоком питания, будут получать одинаковое напряжение. Тем не менее, вам все же следует избегать использования гелей с разным процентом в одном резервуаре.

Как показывает практика, большинство вертикальных камер для электрофореза предполагают, что вы запускаете гели при постоянном напряжении 5–15 В / см геля для стандартных гелей PAGE толщиной 1 мм.

Постоянная мощность?

Когда мощность поддерживается постоянной, скорость, с которой образец перемещается через гель, уменьшается, поскольку ток падает, чтобы компенсировать увеличение напряжения. Кроме того, поскольку напряжение и ток меняются со временем, при постоянной мощности невозможно предсказать частоту дискретизации миграции.

Таким образом, хотя у вас может быть более длительное время работы, тепловыделение остается постоянным, и вы не рискуете вскипятить гель и испортить образцы.Если ток каким-то образом уменьшается из-за проблем в системе, источник питания увеличивает напряжение, чтобы компенсировать это.

Итак, опять же, вам нужно внимательно следить за своим электрофорезом и быть готовым к увеличенному времени проведения и потенциально диффузным полосам.

С другой стороны, вы не будете ничего кипятить (кроме, может быть, нервов и / или терпения), источник питания не отключится самопроизвольно, и вам не придется никому сообщать о сгоревшем или обгоревшем лабораторном оборудовании.

В зависимости от вашего темперамента, ограничений по времени и терпения, это может быть лучшее или худшее из обоих миров.

Постоянный ток или напряжение: что лучше?

Как обычно в биологии, нет универсального ответа. Каждый из этих режимов электрофореза имеет свои плюсы и минусы, поэтому вам следует оптимизировать протокол электрофореза для конкретного белка (белков). Я суммировал плюсы и минусы каждого режима в удобной таблице, а также советы и рекомендуемые настройки запуска, которые помогут вам начать оптимизацию (Таблица 1).

Таблица 1 : Плюсы и минусы каждого режима электрофореза

	Плюсы	Минусы	Рабочие настройки	Верхние наконечники
Постоянный ток .	Постоянная скорость миграции, позволяющая прогнозировать время работы, что позволяет вам более эффективно планировать свой день	Потенциально более длительное время работы, что приводит к повышенному риску цикла повышенного сопротивления и тепловыделения – значительный риск безопасности	100 – 120 миллиампер ( мА)	Проведите электрофорез со льдом в камере, или с камерой в ванне со льдом / или в холодильнике (с электрическими проводами при КТ)
	Быстрое время анализа означает более четкие полосы белка	Риск потери образцов, SDS-PAGE гель и / или перенос вестерн-блоттинга
Постоянное напряжение	Более безопасный вариант	Медленная скорость миграции образца	5-15 В / см геля	Требуется постоянное наблюдение за процессом
	К одному блоку питания можно присоединить несколько камер для электрофореза – отлично подходит для лабораторий с ограниченным пространством и / или ограниченным доступным оборудованием	Увеличенное время работы, что приводит к более диффузным полосам
		Блок питания может отключиться во время работы
Постоянная мощность	Самый безопасный из трех вариантов без риска отключения питания	Непредсказуемое время работы – требует постоянного контроля.Это может затруднить планирование вашего дня в лаборатории.	Трудно предсказать, потому что мощность определяется напряжением и током.	Требует постоянного наблюдения за бегом
		Увеличенное время работы, что приводит к более размытым полосам.

Хотя оптимизация может быть утомительной и требующей много времени, она того стоит, чтобы получить идеальный вестерн-блот и протокол, который работает каждый раз.

Эта статья помогла вам сделать выбор между постоянным током или напряжением в SDS-PAGE? Оставьте комментарий ниже!

Вам это помогло? Тогда поделитесь, пожалуйста, со своей сетью.

89q57.html

Контрольный вопрос по физике

Unit: Электричество
Год: 1989 Вопрос №: 57
Вопрос: По мере увеличения сопротивления цепи постоянного напряжения мощность, развиваемая в цепи

(1 ) уменьшается
(2 ) увеличивается
(3 ) остается прежним

Что на самом деле задает этот вопрос?

Пояснение: Anna R

[Вернуться в меню вопросов ]

Ответ 1
уменьшается

ПРАВИЛЬНО
Формула мощности P = v ² / R, поэтому, если сопротивление (R) увеличивается, мощность будет уменьшаться.

вернуться наверх

Ответ 2
увеличивается
НЕПРАВИЛЬНО

Формула мощности P = v ² / R, поэтому, если сопротивление (R) увеличивается, попробуйте еще раз.

вернуться наверх























Ответ 3
остается прежним

НЕПРАВИЛЬНО

Формула мощности P = v ² / R, поэтому, если сопротивление (R) увеличивается… Попробуйте снова.

вернуться наверх

























вернуться к началу


























Что на самом деле задает этот вопрос?

Знаете ли вы, как найти формулу мощности и управлять ею с учетом информации о напряжении? и сопротивление? вернуться к вершинам для Технология i

Методы и терминология зарядки аккумуляторов

Термины, связанные с резервными аккумуляторами

Ач

Емкость Ач или ампер / час – это ток, который аккумулятор может обеспечить в течение определенного периода времени, например.грамм. 100 Ач при скорости C10 до EOD 1,75 В / элемент. Это означает, что батарея может обеспечивать 10 ампер в течение 10 часов до конечного напряжения разряда 1,75 В. Разные производители аккумуляторов будут использовать разные скорости Cxx в зависимости от рынка или области применения, на которую рассчитаны их батареи. Обычно используются ставки C3, C5, C8, C10 и C20. По этой причине при сравнении аккумуляторов от разных производителей, имеющих одинаковый показатель Ач, важно подтвердить, на каком уровне Cxx основан этот показатель.

Ячейка

Ячейка состоит из ряда положительно и отрицательно заряженных пластин, погруженных в электролит, который производит электрический заряд посредством электрохимической реакции
.Свинцово-кислотные элементы обычно создают электрический потенциал 2 В, в то время как никель-кадмиевые элементы обычно создают электрический потенциал 1,2 В.

Батарея

Батарея – это количество элементов, соединенных вместе. Ознакомьтесь с нашим полным ассортиментом аккумуляторов.

DOD

Глубина разгрузки. Доля общей емкости, используемая при разгрузке. 0-100%.

Цепочка / банк

Цепочка или блок аккумуляторов состоит из ряда элементов / аккумуляторов, соединенных последовательно, чтобы произвести аккумулятор или набор аккумуляторов с требуемым используемым напряжением / потенциалом
e.грамм. 6В, 12В, 24В, 48В, 110В.

SOC

Состояние заряда. Доля общей емкости, которая еще доступна для разряда. 0-100% .100% -DOD

Фактор конца срока службы

Это фактор, включенный в расчет размера батареи, чтобы гарантировать, что батарея способна поддерживать полную нагрузку в конце расчетного срока службы батареи, рассчитанного по
умножая Ah на 1,25.

VPC (Вольт на элемент)

Вольт на элемент, то есть для свинцово-кислотной батареи напряжение VPC составляет 2 В, то есть 6 элементов в 12 В.

Способы зарядки

Есть три распространенных метода зарядки аккумулятора; постоянное напряжение, постоянный ток и комбинация постоянного напряжения / постоянного тока с интеллектуальной схемой зарядки или без нее.

Постоянное напряжение позволяет полному току зарядного устройства течь в батарею до тех пор, пока источник питания не достигнет заданного напряжения. Затем ток будет снижаться до минимального значения при достижении этого уровня напряжения. Аккумулятор можно оставить подключенным к зарядному устройству до тех пор, пока он не будет готов к использованию, и он будет оставаться при этом «плавающем напряжении», непрерывной подзарядке, чтобы компенсировать нормальный саморазряд аккумулятора.

Постоянный ток – это простая форма зарядки аккумуляторов с уровнем тока, установленным примерно на 10% от максимального номинала аккумулятора. Время зарядки относительно велико с тем недостатком, что аккумулятор может перегреться, если он слишком заряжен, что приведет к преждевременной замене аккумулятора. Этот метод подходит для батарей типа Ni-MH. Батарея должна быть отключена, или функция таймера должна использоваться после зарядки.

Постоянное напряжение / постоянный ток (CVCC) – это комбинация двух вышеуказанных методов.Зарядное устройство ограничивает величину тока до предварительно установленного уровня, пока аккумулятор не достигнет предварительно установленного уровня напряжения. Затем ток уменьшается по мере того, как аккумулятор полностью заряжается. В свинцово-кислотных аккумуляторах используется метод заряда постоянным током и постоянным напряжением (CC / CV). Регулируемый ток увеличивает напряжение на клеммах до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения заряда, после чего ток падает из-за насыщения.

Постоянное напряжение и постоянный ток | Tech

Дата: 18.08.2021

Источник питания – это устройство, которое подает электрическую энергию на нагрузку, и бывает двух типов: источники напряжения и источники тока.В общем, «источник питания» часто означает источник напряжения, но существуют также источники тока, которые подают ток.
Силовая цепь, которая преобразует поступающее электричество в требуемую форму и выдает ее, называется «цепью питания». Цепи питания можно условно разделить на «источники постоянного напряжения» и «источники постоянного тока».

Источник постоянного напряжения

Источник питания постоянного напряжения – это силовая цепь, которая регулирует выходное напряжение до постоянного уровня.Он всегда обеспечивает постоянное напряжение независимо от нагрузки и широко используется в источниках питания для электронных схем.
Большинство электронных схем предназначены для работы при постоянном напряжении, потому что они не могут работать должным образом, если напряжение колеблется непреднамеренно.

Источники постоянного тока

Источник питания постоянного тока, с другой стороны, представляет собой схему источника питания, которая регулирует выходной ток на постоянном уровне. Источники постоянного тока используются для питания светодиодного освещения и зарядки аккумуляторных батарей.
Яркость светодиодного освещения определяется текущим значением, поэтому, если текущее значение колеблется, яркость изменится соответствующим образом. Это не столько проблема для маленьких светодиодных экранов, сколько для больших огней изменение яркости видно, поэтому требуется стабильный ток.
Кроме того, при зарядке аккумуляторных батарей напряжение и ток не пропорциональны из-за характеристик аккумуляторных батарей. Следовательно, используется источник питания постоянного тока, так что ток подается независимо от напряжения, приложенного к батарее.

Преобразование между источником напряжения и источником тока

Источники напряжения и тока могут быть эквивалентно преобразованы друг в друга. Когда напряжение, приложенное к нагрузке, и ток, протекающий через нагрузку, одинаковы, источник напряжения и источник тока функционируют как имеющие одинаковое значение и функцию.
Другими словами, источник напряжения может быть эквивалентно преобразован в источник тока, который выполняет ту же работу для нагрузки, а источник тока может быть эквивалентно преобразован в источник напряжения, который выполняет ту же работу для нагрузки.

Импульсный источник питания с переменным током

Некоторые блоки питания представляют собой «блоки питания с регулируемым переключением», которые могут переключать режимы для включения различных выходов. В дополнение к режимам постоянного напряжения (CV) и постоянного тока (CC) доступны режим постоянной мощности (CP), режим постоянного сопротивления (CR) и т. Д. Для обеспечения вывода в соответствии с приложением.

Схема источника постоянного напряжения представлена ​​ниже. Источник напряжения содержит блок питания и внутренние резисторы, которые включены последовательно с блоком питания.Напряжение на клеммах V _L выражается следующим уравнением.

Следовательно, когда внутреннее сопротивление r ₀ достаточно мало по сравнению с сопротивлением нагрузки R _L , V _L ≒ E ₀ . Это приводит к постоянному напряжению на клеммах V _L независимо от тока нагрузки I _L .

Схема источника постоянного тока показана ниже. Внутреннее сопротивление источника постоянного тока параллельно источнику питания.Выходной ток I _L выражается следующим уравнением.

Когда внутреннее сопротивление r ₀ равно ∞, I _L ≒ I ₀ . Это делает ток нагрузки I _L постоянным.

Источник питания, который имеет такой механизм, как поддержание постоянных значений V _L и I _L , называется источником питания со стабилизацией постоянного тока.
Типы источников питания с регулируемым постоянным током включают в себя «последовательно регулируемые источники питания», в которых цепь управления вставляется между входом и выходом для стабилизации напряжения и тока, и «импульсные источники питания», в которых высокая частота создается путем поворота вход отключается и включается, а затем выпрямляется и контролируется для стабилизации.Источники питания
с регулируемым постоянным током в целом подразделяются на «источники постоянного напряжения с постоянным напряжением», выходное напряжение которых стабильно даже при изменении нагрузки, и «источники постоянного тока с постоянным током», выходной ток которых является стабильным.
Программируемые источники питания постоянного тока автоматически переключаются в режим постоянного напряжения (CV) или постоянного тока (CC) в зависимости от настроек напряжения и тока и подключенной нагрузки.
Для получения дополнительной информации о достоинствах и недостатках источников питания постоянного тока в зависимости от метода управления и продуктов, с которыми они работают, перейдите по ссылкам ниже.

Соответствующие технические знания

.