Двухтактный инвертор для Гаусс-пушки с функцией подзарядки
Конденсатор С1 служит для работы функции «Плавный пуск». Если функция не нужна - может быть исключен из схемы, работает и без нее, в ущерб надежности. Плавный пуск нужен, чтобы снизить броски тока в момент запуска генерации.
R1 и С2 - частотозадающая цепь, номиналы резистора и конденсатора подобраны таким образом, чтобы частота импульсов была в районе 47 кГц. Резистор мертвого времени R2 установлен на 50 Ом. Конденсатор С2 - пленочный, но при отсутствии пленки можно использовать керамику, хоть и нежелательно.
Конденсаторы С3 и С5 - защитные. С3 - сглаживающий для опорного напряжения. С5 - для замедления реакции при работе обратной связи, может быть исключен из схемы.
Блок под названием LAUNCH - кнопка запуска инвертора. Сама кнопка может быть как с фиксацией, так и без нее. Для начальной наладки схемы использовалась кнопка без фиксации. В случае кнопки с фиксацией, инвертор работает в автоматическом режиме и заряжает конденсатор до выставленного верхнего предела, и затем отключается, а вновь включается, когда на конденсаторе напряжение упало до нижнего предела (петля Гистерезиса). При разомкнутой кнопке, десятая нога микросхемы через резистор R7 притянута к питающему напряжению, из-за чего микросхема находится в заблокированном состоянии и импульсы не генерирует. При замыкании кнопки, десятая нога притягивается к массе питания, это служит сигналом запуска генерации.
Резисторы R5, R6, R16 реализуют в инверторе т.н. петлю Гистерезиса - зону нечувствительности. Пара резисторов R5, R6 образует делитель опорного напряжения, которое поступает на неинвертирующий вход усилителя ошибки. Важно, чтобы номиналы этих резисторов были максимально приближены друг к другу, и их сопротивление было не меньше 10 кОм каждый. Резистор R16 образует положительную обратную связь, так как для реализации петли гистерезиса используется именно она. Номинал этого резистора нужно подбирать, для этого можно воспользоваться специальным калькулятором Гистерезиса (см. приложенный файл).
При используемых в схеме номиналах резисторов гистерезиса, верхний порог напряжения на конденсаторе, при котором инвертор отключается ~373 вольта, а нижний - 335 вольт. Выходной делитель напряжения, который стоит после выпрямительного диодного моста D1-D4, рассчитан на напряжение конденсатора в 345 вольт, при этом с делителя снимается напряжение в 2.5 вольта, достаточных для отключения ШИМ при отсутствии резистора Гистерезиса (R16). Верхний резистор выходного делителя нужно взять помощнее, около 2-3 Вт.
Силовая часть инвертора состоит из двух высокотоковых ключей IRF3205 (также сюда подойдут более распространенные ключи IRFZ44N), затворы которых притянуты к массе питания для безопасности, а также имеют обратный диод, стоящий параллельно ограничивающему резистору, для более быстрой разрядки затворов. Диод нужен быстродействующий, в проекте были использованы диоды UF4007. В данном устройстве ноги стоков транзисторов не используются, вместо этого используются металлические подложки транзисторов, которые соединены со стоками, к ним при помощи винтов с гайками прикручиваются клеммы толстых проводов, а другой конец впаивается в плату непосредственно в полигон соответствующего конца первичной обмотки трансформатора. Если отсутствуют клеммы - можно оголенные концы проводов скрутить в петли и хорошо их залудить, а затем просто прикрутить как клеммы. Плюс питания трансформатора в печатной плате версии 1 подводится отдельной дорожкой на плате, которую нужно дополнительно армировать отрезками ног других элементов (если использовались новые), либо залуженным проводом, также можно использовать пропитанную припоем медную оплётку для выпайки элементов.
Выходная часть имеет диодный мост, состоящий из ультрабыстрых резисторов D1-D4, в рамках готового проекта были использованы диоды UF4007. Напряжение с диодного моста поступает на выходной клеммник, и на делитель напряжения. Делитель напряжения, как было описано выше, рассчитан на 340-350 вольт, среднее напряжение заряженного конденсатора, для дальнейшей реализации петли Гистерезиса. Коэффициент делителя напряжения - 136, что позволяет снимать примерно 2.5 вольта при напряжении на конденсаторе 345 вольт (проверено на практике).
Как известно в ВК можно создавать многопользовательские чаты. Один из них существует 4 года и по этому поводу устроитель чата решил организовать конкурс. Поскольку чат посвящен электронике, то и конкурсные работы предоставляются на эту тему. Это конкурсная работа!
