Отчет №10 (продолжение).При сборке магнитопроводы изолировал внутри лавсановой пленкой (фото) .
Вложение:
PH1061.jpg [ 108.32 KIB | Просмотров: 42245 ]
Параметры новых катушек: индуктивность 135 мкГ, сопротивление 0,51 Ом (фото).
Вложение:
PH1063.jpg [ 86.89 KIB | Просмотров: 42245 ]
Собрал все вместе и припаял к плате коммутатора (фото).
Вложение:
PH1065.jpg [ 88.42 KIB | Просмотров: 42245 ]
Преобразователь.Т.к. статья о преобразователе недоступна, а проект без его описания будет не полный, напишу кратко здесь.
Вложение:
PH1064.jpg [ 112.71 KIB | Просмотров: 42245 ]
Основные технические характеристики:
Схема: обратноходовой преобразователь, работающий в граничном режиме.
Напряжение питания: 9…12В (литий полимерный аккумулятор 320мАч, 11 В),
Выходное напряжение: 400В.
КПД (при работе на емкостную нагрузку): 80%.
Мощность преобразователя минимальна при работе на КЗ. Pкз=12,3Вт, максимальная мощность в конце заряда 53Вт, средняя 35,5 Вт.
Структура силовой части показана на рисунке ниже (рис).
Вложение:
Структура_силовой_части.JPG [ 26.62 KIB | Просмотров: 42245 ]
Применён двухобмоточный дроссель. Если отношение витков обмоток дросселя равно n=w2/w1 ,то напряжение на транзисторе уменьшается в n раз, а ток через диод, на втором такте работы(передача накопленной энергии из индуктивности в выходную емкость) тоже уменьшается в n раз. Для такой схемы можно применить относительно низковольтные ( < 100В) полевые транзисторы, имеющие в открытом состоянии сопротивление < 10 мОм.
Был сделан свой контроллер на микроконтроллере ATtiny45, и реализован в нем алгоритм работы обратноходового преобразователя в граничном режиме. Применение программируемого контроллера позволяет реализовать дополнительные функции индикации режимов работы и диагностики состояния аккумуляторной батареи.
Особенностью работы преобразователя в таком режиме будет то, что длительность второго такта (такт передачи энергии в нагрузку) будет меняться в зависимости от величины нагрузки. То есть с точки зрения вида модуляции это частотно импульсная модуляция, и частота работы преобразователя при зарядке конденсатора будет непрерывно меняться от минимальной частоты (единицы килогерц) в начале до максимальной частоты (десятки килогерц) в конце. Именно по этому, использование стандартных микросхем ШИМ контроллеров, с фиксированной частотой следования импульсов, в таком режиме затруднительно.
Схема принципиальная (рисунок).
Вложение:
Схема_принципиальная.JPG [ 50.25 KIB | Просмотров: 42245 ]
Она включает следующие основные части:
-Силовые элементы транзистор VT1, диод VD1, дроссель L1 и конденсаторы C12, C1. Это элементы, которые непосредственно участвуют в преобразовании энергии (все остальные элементы это система управления);
-Блок питания на микросхеме микромощного стабилизатора U3, который формирует напряжение +5В для питания микроконтроллера;
-Драйвер управления полевым транзистором на микросхеме U1;
-Компараторы контроля напряжения заряда конденсаторов U2:B и контроля окончания тока в дросселе U2:A;
-Собственно микроконтроллер ATtiny45 микросхема U4, которая и управляет всем выше перечисленным, а кроме того обеспечивает индикацию режимов работы преобразователя.
Отличительная особенность этой схемы это отсутствие датчиков тока и контроля тока в прямом виде. Применение трансформатора тока для измерения добавляет еще одно моточное изделие и усложняет конструкцию, а применение шунта снижает общий кпд, т.к. на нем рассеивается дополнительная мощность.
Схема работает следующим образом. При подаче на схему напряжения питания микроконтроллер используя внутренний АЦП через делитель R14, R15, C11 измеряет напряжение батареи и если оно превышает 9 вольт начинает работу. В первом такте микропроцессор формирует импульс фиксированной длительности (35мксек) и через драйвер на микросхеме U1 включает на это время силовой транзистор VT1, а при заданном максимальном напряжении питания и известной индуктивности первой полуобмотки дросселя L1 максимальная величина тока тоже будет известна и в первом приближении неизменна. Во втором такте, после отключения транзистора VT1, схема, собранная на резисторах R5…R10 и компараторе U2:A, определяет момент прекращения протекания тока в дросселе и дает разрешение микропроцессору формировать следующий импульс управления.
Контроль уровня выходного напряжения выполняет компаратор U2:B на один вход которого поступает опорное напряжение 2,56 В от микроконтроллера, а на второй через делитель на резисторах R2, R3, R4 напряжение с выходного конденсатора. При достижении порогового значения компаратор формирует сигнал в микроконтроллер запрещающий работу преобразователя.
Логика работы индикатора на светодиоде следующая:
- погашен – нет питания на схеме;
- горит – идет заряд конденсатора;
- мигает (1 короткая вспышка, период 2 сек) – конденсатор заряжен, батарея норма;
- мигает (2 короткие вспышки, период 2 сек) – конденсатор заряжен, батарею пора заряжать;
- мигает (4 короткие вспышки, период 2 сек) – отказываюсь работать, замени(заряди) батарею.
Очень важный элемент конструкции это дроссель. Он намотан на сердечнике из сендаста, тип DS270125. Вторая полуобмотка намотана первой, проводом ПЭЛШО 0,44мм и содержит 120 витков. Первая полуобмотка намотана поверх её проводом ПЭВ-2 диаметром 1,2 мм. 13 витков этой обмотки равномерно распределены по сердечнику.
Вложение:
дроссель_01.JPG [ 62.49 KIB | Просмотров: 42245 ]
Расположение элементов на обратной стороне платы
Вложение:
плата_сторона_пайки.JPG [ 74.08 KIB | Просмотров: 42245 ]
Габаритные размеры и вес: (фото).
Вложение:
габарит_ширина.JPG [ 51.41 KIB | Просмотров: 42245 ]
Вложение:
вес_ак_преобр.JPG [ 64.68 KIB | Просмотров: 42245 ]
В проекте DB6L на один выстрел тратиться всего 49 Дж. Поэтому такой преобразователь заряжает конденсаторы после выстрела за 1 сек.
PS. Преобразователь подключен к конденсаторной батарее напрямую и на время выстрела не отключается.