Jelikož bydlím v rodinném domku, ve kterém máme topení poháněné čerpadlem, byl jsem před několik měsíci požádán o konstrukci záložního zdroje, který by zajistil, možnost topit i v případě výpadku elektřiny. Původní plán byl, že by zál. zdroj měl být na čerpadlo permanentně připojen, tudíž by měl zvládat přepínání mezi sítí a baterii a při provozu ze sítě by měl baterii zároveň dobíjet, aby byla stále připravena, a za tímto účelem vznikla tato konstrukce.
!!! POZOR !!! Napětí na výstupu záložního zdroje je životu nebezpečné !!! ZA PŘÍPADNÉ ÚJMY NA ZDRAVÍ, MAJETKU NEBEREME ŽÁDNOU ZODPOVĚDNOST !!!
Nejdříve jsem na zkoušku postavil měnič s modifikovaným sinusem, konstrukce zde na stránkách, ale čerpadlo protestovalo, mělo divný zvuk, skoro žádný výkon a to bylo dosti na prd. A tak jsem byl nucen pustit se do něčeho, co mi bylo do té doby cizí – měnič s čistým sinusovým průběhem.
Blokové schéma:
Nyní popíši jednotlivé bloky záložního zdroje. Začneme třeba u měniče.
Měnič
je zařízení, které se stará o přeměnu /rozstřídání/ stejnosměrného napětí a proudu na střídavý napětí a proud. K vytvoření čistého sinusového průběhu je využit tzv. PWM sinus, který vzniká na komparátorech porovnáváním sinusového průběhu o frekvenci 50Hz s trojúhelníkovým průběhem o frekvenci 20kHz, trojúhelníkový signál slouží jako nosný signál pro sinus, jedná se o klasickou frekvenční modulaci, na stejném principu pracují rádia. Jelikož komparátory jsou zapojeny „proti sobě“, vzniklý PWM sinus je na sebe kolmý tj. je otočen o 180°, dále je PWM sinus přiváděn do dvojice polomostových budičů IR2111, které následně budí most složený z tranzistorů IRLB3813, lze použít i jiný typ s dostatečnými parametry. Trimry na desce měniče lze nastavovat dva nejdůležitější parametry – výstupní napětí a DC offset /klidový proud/. Nejdůležitější je nastavení DC offsetu, neboť pokud bude nastaven špatně, hlavní trafo se bude nebezpečně sytit DC proudem a celý měnič bude odebírat veliký klidový proud, právě podle klidového proudu se DC offset nastavuje – vždy nastavujeme, tak aby byl co nejnižší právě klidový proud. Pokud máme nastaven DC offset, přistoupíme na nastavení druhého parametru – výstupního napětí, pokud možno měnič připojíme na zdroj cca 12,5V a na výstupu nastavujeme cca 235V AC – tato hodnota se v praxi osvědčila jako nejlepší.
Stabilizátor
Jelikož sinusový oscilátor v měniči je velmi náchylný na změnu napájecího napětí – skokově se mění frekvence a amplituda, a proto se měnič nedá napájet z baterie – napětí kolísá od 10,5V do 14,9V, byl jsem nucen udělat stabilizátor, který toto napájecí napětí stabilizuje na čistých 12V. Jelikož výstupní napětí z tohoto stabilizátoru může být vyžší nebo nižší než vstupní, nelze použít lineární stabilizátor a proto jsem sáhnul po Buck-boost měniči, který toto splňuje. Srdcem celého stabilizátoru je LM2586-12, který v sobě ukrývá vše potřebné pro vytvoření malého Buck-boost měniče, stačí připojit pár součástek okolo a je hotovo. Jako jádro pro cívku jsem použil žlutý koužek z PC zdroje na který jsem navinul bifilárně (převod přesně 1:1) 25z drátem o průměru 0,4mm. Technologie je SMD, protože toto LMko jsem objevil na jedné desce ze zdroje.
Nabíječka
Nabíječka zajišťuje nabíjení baterie během provozu ze sítě, schválně jsem vybral inteligentní nabíječku s UC3906, neboť jsem s ní už měl z minulosti dobré zkušenosti. Nabijecí cyklus začíná přezkoušení baterie, pokud napětí na baterii je nižší než 12V, nabíječka se přepne do první fáze nabíjení a tou je nabíjení malým proudem cca 40mA, díky této fázi se baterie částečně desulfatizuje a pokud je baterie poškozena (zkratován jeden článek) napětí nikdy nevzroste na 12V a nabíjení nemůže pokačovat. Pokud nabiječka úspěšně projde první fází, začíná druhá, ve které je baterie nabíjena Imax na 95% svě kapacity, nabíječka v tuto chvíli pracuje v módu B – nabíjení konstantním proudem. Tento proud je omezen rezistory R47-R49. Pokud je baterie nabita na 95% kapacity přechází nabíječka do další fáze, ve které přepne do módu A – nabíjení konstantním napětím, baterii takto dobije až na 100% kapacity. Po dosažení 14,9V nabíječka přechází do udržovacího režimu, ve kterém je baterie dobijena svým vybíjecím proudem, Pokud napětí klesne pod cca 13,5V nabíječka přeskočí na první fázi bez otestování akumulátoru. Na desce jsou pájecí piny pro připojení indikačních LED diod, tyto diody byly vyvedeny na vrchní panel záložního zdroje.
Pokračování na následující straně ->
Přidejte odpověď