При использовании мощных поле­вых транзисторов в качестве управляемых вентилей в синхронном вы­прямителе следует иметь в виду, что такие транзисторы содержат в своей структуре диод подключенный между стоком и истоком в обратном направле­нии и обычно называемый защитным Поэтому в выпрямителе полевые Tpaнзисторы включают инверсно. Пока ка­нал транзистора закрыт, ток выпрямляет защитный диод, оставаясь закрытым при обратной для него полярности при­ложенного напряжения и открываясь при прямой Чтобы устранить падение напряжения на открытом диоде необ­ходимо синхронно с ним открывать канал транзистора - подавая на затвор открывающие импульсы. В результате почти весь ток потечет через канал, со­противление и падение напряжения на котором значительно меньше, чем у открытого диода

Синхронный выпрямитель для ус­пешной работы должен содержать уст­ройство, следящее за полярностью приложенного к вентилям — полевым транзисторам напряжения и форми­рующего управляющие сигналы, свое­временно открывающие и закрываю­щие их Это особенно важно при работе на емкостную нагрузку или на нагрузку, обладающую собственной ЭДС (акку­муляторную батарею).

На рис. 1 показана схема пускозарядного устройства на основе синхрон­ного выпрямителя Работает он следующим образом. Пусть на стоках параллельно соединенных транзисторов VT2 и VT4 действует положительная полу волна напряжения Защитные диоды транзисторов при такой полярности напряжения закрыты. Ограниченное диодом VD2 до +0,7В это напряжение поступит на инвертирующий вход компаратора DA1. В результате на инверсном "эмиттерном" выходе компаратора (выводе 1) уро­вень напряжения будет высоким. По­скольку триггер Шмитта построенный на микросхеме таймера DA3 инвертирует этот уровень, напряжение между затворами и истоками транзисторов VT2 и VT4 близко к нулю, а сами транзи­сторы закрыты.

Во время отрицательной полуволны напряжения между стоками и истоками транзисторов VT2 и VT4 открывается защитные диоды этих транзисторов. Но поскольку напряжение на инвертирующем входе компаратора DA1 теперь меньше чем на неинвертирующем уровень на его выходе 1 станет низким, а на выходе микросхемы DA3 — высо­ким. Каналы сток—исток транзисторов VT2 и VT3 откроются, зашунтировав за­щитные диоды, и останутся в таком со­стоянии до смены полярности приложенного к ним напряжения.

Аналогичным образом происходит управление транзисторами VT3 и VT5 второго плеча двухполупериодного выпрямителя. Применение таймеров КР1006ВИ1 с выходным током до 200 mA в качестве драйверов обеспечивает быстрое переключение транзисторов VT2—VT5, что дополнительно снижает рассеиваемую на них мощность

Конденсаторы С1 С2 устраняют высокочастотные пульсации напряже­ния, поступающего на входы компараторов DA1 и DA2, обеспечивая их переключение. Резисторы R8 и R9 — нагрузочные в цепях эмиттеров выходных транзисторов компараторов. Коллекторы этих транзисторов соединены с плюсом питания. При его вклю­чении цепи R10C4 устанавливает таймер DA3 и DA4 в исходное состояние с низким уровнем на выходе. По мере зарядки конденсатора С4 напряжение на нем увеличивается и микросхемы начинают нормально работать.

Применение двух транзисторов в каждом плече выпрямителя позволяет довести ток нагрузки до 200 А, конечно

при достаточно мощном трансформато­ре Т1. Этого вполне достаточно, чтобы "помочь" стартеру почти любого легко­вого автомобиля завести двигатель, если аккумуляторная батарея заряжена недостаточно. Напряжение на обмотках II и III трансформатора под нагрузкой должно быть около 10 В, а габаритная мощность — не менее 800ВА.

Для зарядки аккумуляторную батарею подключают к зажимам "Up" и "Общий". Компаратор DA5 сравнивает ее напряже­ние с образцовым. Порог сравнения устанавливают подстроечным резисто­ром R4. Пока напряжение батареи ниже заданного, уровень на выходе 7 компа­ратора DA5 остается низким, а транзи­стор VT1 открыт. Синхронный выпрями­тель заряжает батарею.

Поскольку напряжение на выходе синхронного выпрямителя пульсирую­щее, по мере зарядки батареи оно все большую часть полупериода превышает образцовое. Уровень напряжения на выходе компаратора в этих интервалах времени становится высоким, а транзи­стор VT1 закрывается. За счет этого средний ток зарядки уменьшается, а при полной заряженности аккумулятор­ной батареи становится равным нулю (транзистор VT1 постоянно закрыт). Блок управления синхронным вы­прямителем питается выпрямленным напряжением через диод VD1. Конден­саторы С5 и С6 сглаживают пульсации.

Чертеж печатной платы блока управ­ления изображен на рис. 2, а ее внеш­ний вид — на рис. 3. Вместо конденса­торов С5 и С6 здесь смонтирован один конденсатор емкостью 4700 мкФ. Мо­дуль закрепленных на теплоотводах по­левых транзисторов VT1—VT5 показан на рис. 4.

Если потребляемый от синхронного выпрямителя ток заведомо не превысит 100А, в каждом его плече можно оста вить по одному транзистору. А если не­обходим ток больше 200 А, число па­раллельно соединенных транзисторов в каждом плече можно соответственно увеличить либо заменить их более мощ­ными, в том числе IGBT. Например, IGBT GA400GD25S рассчитаны на ток 400 А, GA600GD25S — 600 А.