Розробка конструкції зарядного пристрою на основі імпульсного інвертора

Abstract

У даній кваліфікаційній роботі розглянуто розробку конструкції зарядного пристрою на основі імпульсного інвертора, призначеного для заряджання акумуляторних батарей постійним струмом. Основу пристрою становить двотактний напівмостовий імпульсний перетворювач під керуванням ШІМ-контролера TL494, який забезпечує перетворення мережевої напруги у стабілізовану вихідну напругу та зарядний струм. У схемі реалізовано вхідний захист і фільтрацію, випрямлення напруги, формування керуючих імпульсів, гальванічну розв’язку силової частини, контроль зарядного струму, обмеження вихідної напруги та блокування запуску при підключенні несправної або надмірно розрядженої акумуляторної батареї. Конструктивно пристрій виконано у пластмасовому розбірному корпусі. Основою електронної частини є одностороння друкована плата зі склотекстоліту FR-4, на якій розміщено основні елементи схеми. Для спрощення виготовлення, монтажу, налагодження та ремонту в роботі прийнято вивідну елементну базу, а мікросхему керування використано в DIP-виконанні. Змінний резистор R2, що є основним органом керування, виведено на передню панель корпусу, а силові транзистори VT4 і VT5 встановлено на окремі радіатори. Обрана конструкція забезпечує достатню технологічність, ремонтопридатність, надійність та придатність пристрою до практичної реалізації.

This qualification work considers the development of the design of a battery charger based on a pulse inverter intended for charging storage batteries with direct current. The device is based on a push-pull half-bridge switching converter controlled by the TL494 PWM controller, which converts AC mains voltage into stabilized output voltage and charging current. The circuit includes input protection and filtering, rectification, generation of control pulses, galvanic isolation of the power stage, charging current control, output voltage limitation, and start-up blocking when a faulty or excessively discharged battery is connected. Structurally, the device is made in a plastic dismountable enclosure. The electronic part is based on a single-sided FR-4 printed circuit board with the main circuit components mounted on it. To simplify manufacturing, assembly, adjustment, and repair, through-hole components are used, and the control IC is selected in a DIP package. The variable resistor R2, which is the main control element, is placed on the front panel of the enclosure, while the power transistors VT4 and VT5 are mounted on separate heat sinks. The selected design provides sufficient manufacturability, maintainability, reliability, and suitability for practical implementation.