Если вы захотите обменяться зарядами в любом направлении между неравномерно нагруженными положительными и отрицательными шинами аккумуляторных батарей, вам понадобится инвертирующий трансформатор постоянного тока. Одна из возможных реализаций симметричного обратноходового преобразователя показана на Рисунке 1. Схема может вырабатывать отрицательное выходное напряжение из напряжения положительного источника питания или положительное напряжение из напряжения отрицательного источника питания. Когда схема запускается, паразитный диод выходного MOSFET повышает выходное напряжение до значения, при котором происходит синхронное переключение. Когда сигнал управления затвором симметричен, выходное напряжение составляет приблизительно –95% от входного напряжения, а КПД превышает 80%. Изменяя коэффициент заполнения, то есть, соотношение длительностей включенных состояний транзисторов, выходное напряжение можно как увеличивать, так и уменьшать.
 | ||
| Рисунок 1. | Схема инвертора обеспечивает обмен зарядами между батареями с противоположной полярностью подключения. | |
Когда я включал эту схему между двумя 4-вольтовыми свинцово-кислотными батареями, компаратор регулировал коэффициент заполнения, устанавливая нужное направление заряда. Схема автоматически восстанавливает заряд, потерянный одной батареей, за счет использования заряда другой батареи. В приложениях с небольшим временем автономного питания от батарей ток 2.5 мА, забираемый от каждой батареи в режиме ожидания, может считаться незначительным. Уменьшить потери можно, используя MOSFET с низкой емкостью затвора. В качестве альтернативы можно добавить в схему управления логические элементы, чтобы отключать оба MOSFET всякий раз, когда напряжения батарей уравновешиваются. Минимальное входное напряжение зависит от пороговых напряжений затворов MOSFET. Максимальное напряжение ограничено допустимым напряжением питания КМОП таймера 555, равным ±9 В. Собранный мною макет схемы потребляет приблизительно 100 мА.