تفاوت شارژر با منبع تغذیه سوئیچینگ چیست؟

انواع مختلفی از شارژر در بازار وجود دارد. برخی از تنظیم کننده ولتاژ خطی ترانسفورماتور قدرت ، برخی از نسخه کنترل SCR و برخی دیگر از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می کنند. شارژرهای شارژرهایی که از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می کنند بیشتر از منبع تغذیه سوئیچینگ است. مدار کنترل ، مانند مدار شارژ سه مرحله ای ، شارژرهای پیشرفته همچنین دارای شارژ پالس یا عملکرد گوگرد زدایی پالس منفی هستند ، این عملکرد می تواند شارژ سریع را تحقق بخشد.

شارژر باتری چگونه کار می کند؟

در حال حاضر ، پرکاربردترین و قدیمی ترین درایور تک سر که می تواند مستقیماً سوئیچهای MOS FET را هدایت کند MC3842 است. در حالیکه ولتاژ خروجی را تثبیت می کند ، MC3842 دارای عملکرد کنترل جریان بار نیز می باشد ، بنابراین اغلب به آن یک درایور منبع تغذیه سوئیچینگ کنترل شده با جریان می گویند. بدون شک این یک مزیت بی نظیر برای شارژر است. این عملکرد فقط با چند م externalلفه خارجی می تواند به ثبات ثابت برسد. خروجی ولتاژ ، ضمن کنترل جریان شارژ. به خصوص MC3842 می تواند مستقیماً لوله MOS FET را هدایت کند ، که می تواند قابلیت اطمینان شارژر را بسیار بهبود بخشد. به دلیل کاربرد بسیار گسترده MC3842 ، این مقاله فقط مشخصات آن را معرفی می کند.

MC3842 یک مدار مجتمع درایور منبع تغذیه سوئیچینگ با تحریک خارجی است که دارای دو ستون 8 پین است. توابع داخلی آن عبارتند از: تنظیم کننده ولتاژ مرجع ، تقویت کننده خطا ، مقایسه کننده پالس عرض ، قفل ، نوسان ساز ، تعدیل کننده عرض پالس (PWM) ، مرحله درایور خروجی پالس و غیره. MC3842 محصولات مشابه بسیاری دارد که از جمله کالاهای قابل تعویض می توان به UC3842 ، IR3842N ، SG3842 ، CM3842 (داخلی) ، LM3842 و ... اشاره کرد. نمودار بلوک داخلی MC3842 در شکل 1 نشان داده شده است. مشخصات آن به شرح زیر است:

خروجی پالس تک پایان PWM ، جریان درایو خروجی 200 میلی آمپر است و جریان پیک می تواند به 1 آمپر برسد.

ولتاژ شروع بیش از 16 ولت است و جریان شروع فقط 1 میلی آمپر است تا وارد حالت کار شود. پس از ورود به حالت کار ، ولتاژ کار بین 10-34 ولت و جریان بار 15 میلی آمپر است. بیش از ولتاژ عملکرد طبیعی ، منبع تغذیه سوئیچینگ وارد حالت محافظت از ولتاژ زیر یا ولتاژ بیش از حد می شود و مدار مجتمع در این زمان هیچ خروجی پالس درایو ندارد.

داخلی منبع ولتاژ 5 ولت / 50 میلی آمپر ، تقسیم بر 2: 1 به عنوان ولتاژ مرجع نمونه گیری.

پالس محرک خروجی می تواند هم ترانزیستورهای دو قطبی و هم ترانزیستورهای اثر میدان MOS را هدایت کند. در صورت رانندگی با ترانزیستور دو قطبی ، توصیه می شود مدار شتاب قطع RC را به پایه لوله سوئیچ متصل کرده و فرکانس نوسان ساز را به زیر 40 کیلوهرتز محدود کنید. در صورت رانندگی با یک لوله اثر میدان MOS ، فرکانس نوسان توسط یک مدار RC خارجی تنظیم می شود و فرکانس عملکرد می تواند تا 500 کیلوهرتز برسد.

داخلی ورودی حفاظت از جریان اضافی (پایه 3) و ورودی تقویت خطا (پایه 1) دو ترمینال کنترل پالس (PWM). ورودی تقویت کننده خطا سیستم کنترل مدولاسیون عرض پالس اصلی (PWM) را تشکیل می دهد. ورودی تشخیص جریان بیش از حد می تواند پالس ها را یکی یکی کنترل کند ، به طور مستقیم عرض پالس هر چرخه را کنترل می کند ، بنابراین سرعت تنظیم ولتاژ خروجی می تواند به 0.01 / / V برسد. اگر ولتاژ پین 3 بیشتر از 1 ولت باشد یا ولتاژ پین 1 کمتر از 1 ولت باشد ، مقایسه کننده مدولاسیون عرض پالس سطح بالایی را برای تنظیم مجدد قفل تا رسیدن پالس بعدی خارج می کند. اگر از رابطه سطح بین پایه های 1 و 3 برای کنترل باز / بسته شدن قفل در یک مدار خارجی استفاده شود ، قفل فقط یک بار در هر چرخه یک پالس ماشه را تولید می کند ، که بدون شک باعث افزایش تداخل مدار و مدار سوئیچ اشتباه نخواهد بود ماشه ، قابلیت اطمینان بهبود می یابد.

فرکانس اسیلاتور داخلی توسط مقاومت های خارجی و خازن ها روی پین های 4 و 8 تنظیم می شود. در همین زمان ، ولتاژ مرجع داخلی هماهنگی خارجی را از طریق پین 4 ایجاد می کند. پین های 4 و 8 با مقاومت های خارجی و خازن ها متصل می شوند تا یک مدار زمان بندی ، و فرآیند شارژ / تخلیه خازن یک چرخه نوسان را تشکیل می دهد. وقتی مقدار تنظیم شده مقاومت از 5kΩ بیشتر باشد ، زمان شارژ خازن بسیار بیشتر از زمان تخلیه است و فرکانس نوسان آن را می توان طبق فرمول تقریبی: f=1 / Tc=1 / 0.55RC=1.8 / RC

شارژر باتری اسید سرب با توان خروجی تا 120 وات متشکل از MC3842 در شکل 2 نشان داده شده است. فقط قسمت فرکانس سوئیچ شارژر زمین گرم است. سیستم کنترل درایو متشکل از MC3842 و قسمت شارژ خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ هر دو زمین سرد هستند. دو مدار زمین توسط ترانسفورماتور ورودی و خروجی جدا می شوند. ترانسفورماتور نه تنها از نظر ساختار ساده است ، بلکه اجرای آن نیز آسان است. مقاومت اولیه و ثانویه AC 2000 ولت است. ولتاژ ترمینال خروجی شارژر روی 43 ولت / 1.8 آمپر تنظیم شده است و در صورت لزوم می توان جریان را به 3 آمپر تنظیم کرد تا باتری اسید سرب با ظرفیت بیشتری شارژ شود (به عنوان مثال برای باتری با ظرفیت 30AH).

پس از اصلاح پل اصلی ، ولتاژ DC در حدود است

300 ولت تشکیل شده است ، بنابراین الزامات مورد نیاز برای این مدار فیلتر یکسو کننده با معمول متفاوت است. برای شارژرهای باتری ، جریان پالس 100 هرتز یکسو کننده پل نیازی به فیلتر ندارد. به طور دقیق ، جریان ضربان 100 هرتز نه تنها برای شارژ باتری بی ضرر است بلکه مفید است. تا حدی خاص ، می تواند یک اثر شارژ نبض داشته باشد و شارژ شود در طی فرآیند ، واکنش شیمیایی باتری این فرصت را دارد که بافر شده و از پدیده ولکانیزاسیون صفحه که توسط شارژ مداوم جریان بالا تشکیل می شود جلوگیری کند. گرچه جریان شارژ اولیه 1.8 آمپر از 10/10 ظرفیت نامی باتری C بیشتر است ، اما جریان زیاد متناوب نیز افزایش دمای باتری را کاهش می دهد. بنابراین ، C905 مدار فیلتر از یک خازن الکترولیتی 47μF / 400V استفاده می کند ، که برای فیلتر کردن موج در بار 120 وات یکسو کننده کافی نیست ، بلکه فقط امپدانس خروجی منبع تغذیه یکسوساز را کاهش می دهد تا پالس مدار سوئیچینگ را کاهش دهد مدار منبع تغذیه ضرر. ظرفیت C905 کاهش می یابد ، به طوری که ولتاژ خروجی یکسوساز با بار کامل به حدود 280 ولت کاهش می یابد.

U903 مطابق مدار کاربرد معمول MC3842 به عنوان یک درایور خروجی تک سر عمل می کند. عملکرد هر پین و اصل انتخاب اجزای جانبی به شرح زیر است (شکل 1 ، شکل 2 را ببینید).

پین 1 خروجی تقویت کننده خطای داخلی است. ولتاژ خطا توسط D1 و D2 درون IC تغییر می کند و پس از تقسیم R1 و R2 ، برای کنترل قفل PWM به انتهای ورودی معکوس مقایسه کننده کنترل جریان ارسال می شود. وقتی پایه 1 کم است ، قفل تنظیم شده و خروجی پالس درایو خاموش می شود. تا چرخه نوسان بعدی برای بازیابی بازده پالس مجدداً تنظیم نمی شود. مدار خارجی برای اصلاح فرکانس تقویت کننده و مشخصات فاز به R913 (10kΩ) و C913 (0.1μF) متصل است.

ورودی معکوس کننده تقویت کننده خطای داخلی در پین 2. وقتی شارژر به طور معمول شارژ می شود ، حداکثر ولتاژ خروجی 43 ولت است.

مدار خارجی توسط R934 (16kΩ) ، VR902 (470Ω) و R904 (1kΩ) تقسیم می شود تا ولتاژ نمونه گیری 2.5 ولت را بدست آورد ، که با ولتاژ مرجع 2.5 ولت در ورودی غیر معکوس تقویت کننده خطا مقایسه می شود تفاوت را تشخیص داده و چرخه عملکرد پالس را کنترل کنید. کنترل ولتاژ خروجی را به 43 ولت محدود می کند. هنگام تنظیم این ولتاژ ، می توان شارژر را تخلیه کرد. VR902 را تنظیم کنید تا ولتاژ پایانه های خروجی مثبت و منفی 43 ولت شود.

سومین پایه پایانه کنترل جریان شارژ است. در محدوده ولتاژ خروجی تنظیم شده توسط پین دوم ، جریان شارژ توسط R902 کنترل می شود. آستانه عملکرد پایه سوم 1 ولت است. در ولتاژ افت R902 ، تغییر ولتاژ خروجی توسط مقایسه کننده داخلی کنترل می شود تا شارژ جریان ثابت را تحقق بخشد. مقدار جریان ثابت 1.8A است و R902 0.56Ω / 3W را انتخاب می کند. هنگامی که ولتاژ شارژ به 43 ولت محدود می شود ، جریان شارژ را می توان از طریق ولتاژ خروجی به یک ثابت 1.75A ～ 1.8A تنظیم کرد. باتری کاملاً شارژ شده است ، ولتاژ ترمینال V43V است ، دیود عایق D908 قطع شده است ، در R902 جریان وجود ندارد ، ولتاژ در پین 3 0 ولت است و کنترل جریان ثابت نامعتبر است. ولتاژ شارژ توسط ولتاژ نمونه پین 2 کنترل می شود تا بیش از 43 ولت نباشد. اگر در این زمان کاملاً شارژ شود ، اگر برق قطع نشود ، یک ولتاژ 43 ولت تشکیل می شود تا ولتاژ باتری را در 43 ولت نگه دارد. به منظور جلوگیری از شارژ بیش از حد ، حد بالای ولتاژ باتری 36V سرب اسید نباید ولتاژ سلول باتری را از 2.38 ولت بیشتر کند. اگرچه از این مدار برای نمونه برداری از باتری استفاده می شود ، اما در واقع ولتاژ خروجی را محدود می کند. اگر ولتاژ خروجی 0.6 ولت از ولتاژ باتری بیشتر شود ، ولتاژ باتری نیز افزایش می یابد و آن را به مدار نمونه برداری ولتاژ می فرستد تا کاهش یابد.

یک جزing زمان بندی اسیلاتور خارجی به پین 4 متصل است ، CT 2200pF ، RT 27kΩ و R911 10Ω است. در این مثال ، با توجه به دشواری خرید هسته های مغناطیسی با فرکانس بالا ، فرکانس حدود 30kHz تنظیم شده است. R911 برای همگام سازی خارجی استفاده می شود ، که در این مدار لازم نیست.

پای پنجم نقطه مشترک است.

پایه 6 پایانه خروجی نبض رانندگی است. به منظور دستیابی به جداسازی از شبکه برق ، لوله سوئیچ توسط T902 هدایت می شود. T902 می تواند از هسته مغناطیسی 5 × 5 میلی متر استفاده کند ، سیم پیچ های اولیه و ثانویه هر کدام با سیم مینا شده 0.21 میلی متر با 20 دور پیچیده می شوند و سیم پیچ ها با فیلم پلی استر 2 × 0.05 میلی متر عایق بندی می شوند. R909 100Ω و R907 10kΩ است. در صورت عدم وجود دیود محافظ برای دروازه داخلی و منبع Q901 ، می توان یک لوله تنظیم کننده ولتاژ 10-15 ولت را در مدار خارجی گنجانید.

پایه 7 ترمینال منبع تغذیه است. به منظور ذخیره مدار تغذیه مستقل ، ولتاژ ترمینال باتری در این مدار کاهش یافته و ولتاژ منبع تغذیه 18 ولت است. هنگامی که باتری شارژ متصل است ، کمترین ولتاژ بین 32.4 ولت و 35 ولت است و می توان ولتاژ پایدار 18 ولت را هنگام اتصال لوله تنظیم کننده 18 ولت بدست آورد. خازن فیلتر C909 100μF است.

پین 8 ترمینال خروجی ولتاژ مرجع 5 ولت است و در عین حال ، به عنوان ولتاژ مرجع تشخیص خطا ، در R3 و R4 به 2.5 ولت توسط R3 و R4 تقسیم می شود.

ترانسفورماتور پالس T901 شارژر را می توان با یک هسته دایره ای هسته ای-پست موجود در بازار با قطر 12 میلی متر استفاده کرد (اتصال مفصل هسته و پست دارای شکاف هوا 1 میلی متر است). سیم پیچ اولیه از سیم میناکاری با مقاومت بالا 0.64 میلی متر با 82 دور و در سیم پیچ ثانویه از سیم میناکاری با مقاومت بالا 0.64 میلی متر با سیم های دوتایی و 50 دور استفاده می شود. سه لایه فیلم پلی استر باید بین اولیه و ثانویه قرار گیرد.

سیستم درایو کنترل و سیستم شارژ ثانویه شارژر از برق جدا شده و MC3842 از طریق ولتاژ باتری شارژ می شود و امکان اضافه ولتاژ یا اضافه جریان وجود ندارد. تنها اجزای سازنده T901 ثانویه تنها در صورت انتخاب صلاحیت ، احتمال خرابی تقریباً صفر است ، بنابراین قابلیت اطمینان آن بسیار زیاد است. دیود D911 در این قسمت می تواند کاتد مشترک یا آند مشترک را انتخاب کند و به طور موازی دیودهای Schottky را بهم متصل کند. D908 می تواند دیود معمولی با جریان نامی 5A را انتخاب کند. 220μF برای خازن فیلتر مدار یکسوساز ثانویه کافی است ، بنابراین در صورت بزرگ بودن جریان شارژ اولیه و عملکرد شارژ پالس ، یک موج خاص وجود دارد.

مدار شارژر بسیار ساده است ، اما قابلیت اطمینان بالا است. دلیل آن این است: MC3842 نوسان ساز كنترل سیكل به چرخه است كه ولتاژ و جریان را در طی هر چرخش لوله سوئیچ كنترل می كند. هنگامی که بار بیش از حد جریان می یابد ، D911 نشت می کند. در صورت اتصال کوتاه ترمینال باتری ، ولتاژ پین 3 باید بیشتر از 1 ولت باشد و پالس درایو بلافاصله متوقف می شود. اگر ولتاژ نمونه پین 2 به دلیل ولتاژ خروجی بیش از 2.5 ولت افزایش یابد ، ولتاژ پین 1 کمتر از 1 ولت خواهد بود ، درایو پالس نیز خاموش می شود. برای سالهای زیادی ، MC3942 به طور گسترده ای در درایورهای منبع تغذیه سوئیچینگ مانیتور کامپیوتر مورد استفاده قرار گرفته است ، مهم نیست که وضعیت (آسیب یا خرابی اجزای خارجی آن) باعث افزایش ولتاژ خروجی نمی شود ، اما بدون کاهش ولتاژ خروجی یا خروجی ، این ویژگی مدار تغذیه بسیار بی خطر است. در این شارژر MC3842 و مدار خارجی آن هیچ ارتباطی با قسمت ورودی شبکه برق ندارند. علاوه بر این ، ولتاژ باتری برای تأمین برق پس از پایین آمدن و تثبیت ولتاژ باتری استفاده می شود ، به طوری که میزان خرابی تقریباً صفر است.

تنها مدار موجود در شارژر مربوط به ورودی شبکه ، مدار سوئیچینگ بین T901 اولیه و T902 ثانویه است. دلایل عمده آسیب به لوله سوئیچینگ دو جنبه بیشتر نیست: اول اینکه وقتی از لوله سوئیچینگ دو قطبی استفاده می شود ، ناشی از افزایش دما است. تجزیه حرارتی. این نقطه برای مشخصه ضریب دما منفی Q901 وجود ندارد. مشخصه مقاومت هدایت منبع تخلیه لوله اثر میدان خود توانایی تعادل جریان هدایت آن را دارد. بعلاوه ، چون فشار برگشتی لوله سوئیچ خیلی زیاد است ، وقتی لوله سوئیچ خاموش است ، سنبله پالس معکوس می تواند به راحتی لوله سوئیچ را خراب کند. به همین دلیل ، در این مدار ، ظرفیت C905 کاهش می یابد تا به طور مناسب ولتاژ اصلاح شده در حالت جریان بزرگ لوله سوئیچ کاهش یابد. مورد دوم استفاده از هسته فریت با یک ستون مرکزی گرد است که القا induc نشت آن نسبت به هسته مقطع مستطیل نسبتاً کوچکتر است و شکاف هوا به جای ستون های کناری در دو طرف در ستون مرکزی محفوظ است ، که باعث کاهش بیشتر القا نشت می شود. در این شرایط انتخاب یک لوله سوئیچ با VDS بالاتر ایمن تر است. در شکل 2 ، Q901 2SK1539 است ، VDS آن 900V ، IDS 10A و قدرت آن 150W است. انواع دیگر لوله های MOS FET با مشخصات مشابه نیز می توانند جایگزین شوند. اگر نگران خراب شدن لوله های سوئیچ توسط سنبله هستید ، می توانید حلقه های جذب C ، D و R را به اولیه T901 وصل کنید. از آنجا که جریان شارژ اولیه و بالاترین ولتاژ شارژ شارژر کم طراحی شده و جریان شارژ قطره ای پس از شارژ کامل بسیار کم است ، اساساً می توان آن را به عنوان یک شارژ معمولی در نظر گرفت. به عنوان مثال ، یک باتری سرب-اسید 12A را می توان در مدت 7 ساعت کاملاً شارژ کرد و پس از شارژ کامل ، قطع شدن برق کمترین تأثیر را روی باتری و شارژر خواهد داشت. در طول آزمایش ، باتری به منبع تغذیه متصل شد تا با شارژ 8 درجه&# 39 ؛ ساعت در شب ، و برق در 7 درجه&# 39 ؛ ساعت صبح روز بعد قطع شد. دمای باتری و پوسته شارژر از دمای اتاق فراتر نمی رود.

تولید کننده فیوزهای دیسمان ، با 20 سال&# 39 ؛ تجربه ، برای اطلاعات بیشتر. با ما از طریق ایمیل تماس بگیرید: anna@delfuse.com یا WhatsApp: +86 18813915908

فیوزهای دیسمان به طور گسترده ای در وسایل نقلیه الکتریکی ، وسایل نقلیه بنزینی هیبریدی و سلول سوختی و قطعات اصلی آن (PACK / PDU / BDU / MSD / اتصال برق / فشار بالا و غیره) ، شارژر EV / سیستم شمع شارژ EV / ماژول ، قدرت سیستم تولید ، منبع تغذیه ارتباطی 5G ، منبع تغذیه سرور ابری ، ذخیره انرژی ، AGV (حرکت برای ارسال وسایل نقلیه بدون سرنشین) ، منطقه دیدنی ماشین توریستی ، ماشین گلف ، مراقبت های بهداشتی ، پیاده روی ، تجهیزات و ماشین آلات ساختمانی ، سیستم گرمایش زمین ، PV جعبه ترکیبی خورشیدی ، کنترل منبع تغذیه ولتاژ DC ، ماشین آلات و تجهیزات صنعت و سایر مناطق زمینه های کاربردی ولتاژ بالا DC.