Как показывает практика, наиболее сложным в изготовлении и ответственным узлом в койлгане является преобразователь напряжения, который заряжает накопительные емкости перед выстрелом. Обсуждению всех вопросов, касающихся этих преобразователей, посвящена ветка форума http://www.foar.ru/forums.php?forum=34, здесь я не буду подробно на них останавливаться, подчеркну лишь основные моменты:
1) Наиболее подходящим для использования в койлгане является обратноходовый преобразователь (ОП), поскольку способен работать с переменной нагрузкой на выходе (влоть до КЗ), т.е. именно в тех условиях, которые возникают при зарядке конденсаторов большой емкости.
2) Так как койлган EM-3 построен на незапираемых ключах (тиристорах), то на время выстрела и сразу после него зарядку емкостей необходимо останавливать (иначе тиристоры не смогут закрыться). Поэтому преобразователь должен быть сопряжен с устройством, управляющим разрядными ключами.
3) Желательно иметь развитую систему регулировок и индикации состояния системы ("Конденсаторы заряжены", "Батарея разряжена" и т.д.).
4) ОП должен работать в достаточно широком диапазоне питающих напряжений (в нашем конкретном случае питания от Pb аккумулятора - от 10 до 13 вольт).
Исходя из этих предпосылок, мной был разработан зарядно-преобразовательный блок, схема которого показана на рисунке 1.
Рис. 1. Схема зарядно-управляющего блока ЕМ-3.
Несмотря на несколько устрашающий вид, схема устроена довольно просто. Ее основой является ОП на стандартной ИС UC3843 с двумя цепями обратной связи: по выходному напряжению (подается на вход 2 микросхемы) и по току вторичной обмотки трансформатора (через транзистор VT2). Похожую схему контроля тока вторички предлагал Е.Васильев здесь, в моем же преобразователе она немного упрощена за счет использования компаратора LM2903. Еще одной особенностью данного ОП является применение стандартного трансформатора типа POL-15073 от Premier Magnetics (правда, в нестандартном включении) - это позволило избавиться от обычной в подобном случае утомительной процедуры расчета, намотки и настройки "самопального" трансформатора. Мощность ОП регулируется путем изменения длительности открытого состояния ключа VT1 потенциометром R12.
Выход опорного напряжения UC3843 +5В используется для питания ИС 555-го таймера, который по нажатию спусковой кнопки S1 ("FIRE") формирует импульсы длительностью порядка 50 мс - эти сигналы задействуют систему оптических датчиков, непосредственно управляющих силовыми ключами койлгана. Подключение S1 к выходу 1 UC3843 обеспечивает защиту от случайного выстрела - таймер может сработать только при полной зарядке конденсаторов. Таймер может блокироваться по входу RESET по сигналу от оптодатчика, фиксирующего наличие снаряда в стволе (во избежание холостых выстрелов, этот датчик находится на управляющей плате пусковой ступени койлгана), и от ИК-датчика близости.
Сдвоенный компаратор LM2903 следит за напряжением питания всей схемы, при этом имеет два порога срабатывания, устанавливаемые отдельно потенциометрами R14 и R19. Это дает возможность заблаговременно (до того момента, как батарея разрядилась до опасного для нее уровня) подать сигнал светодиодом HL3, подключенным к первому компаратору. При дальнейшем разряде срабатывает вторая "половинка" ИС, останавливая преобразователь через вход Current Sense UC3843. К этому же компаратору подводится упомянутая ранее обратная связь со вторички трансформатора, которая "глушит" преобразователь, пока ток во вторичке не спадет до безопасного уровня - так организована работа UC3843 с регулируемым коэффициентом заполнения.
Схема размещена на двухсторонней печатной плате, при этом для удобства монтажа все SMD-компоненты размещены на одной стороне, а выводные - на другой. Габариты платы соответствуют размеру Pb аккумулятору 12Вх1,2 Ач, над которым она помещается в корпусе ЕМ-3.
Рис. 2. Внешний вид зарядно-управляющего блока ЕМ-3.
Как видно из фото, силовой транзистор VT2 установлен на радиатор, но при реальном цикле работы в схеме ЕМ-3 он нагревается совсем немного, поэтому в принципе от радиатора можно было бы и отказаться. Батарею конденсаторов емкостью ≈ 7000 мкФ такой преобразователь заряжает за 15 сек, при этом в конце цикла зарядки ток, отбираемый от аккумулятора, чуть больше 5 А. На фото, помимо пусковой кнопки S1, виден дополнительный тумблер, коммутирующий выводы 2 и 8 ИС UC3843 - он использовался при отладке схемы.
Такой зарядно-управляющий блок может работать с любым койлганом на тиристорных ключах. Допустимо питание от любого типа аккумуляторов в указанном на рис.1 диапазоне напряжений, при этом следует лишь установить пороги сигналов предупреждения и отключения ОП, выдаваемых компаратором, при помощи потенциометров R14 и R19.