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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Alimentazione di rete del ricetrasmettitore - fai da te. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori L'acquisizione di un costoso ricetrasmettitore importato, di norma, è associata a costi materiali significativi. Spesso non ci sono soldi per comprare un alimentatore. E qui il felice radioamatore affronta il problema dell'autoproduzione di un alimentatore. Quali requisiti deve soddisfare? Prima di tutto, insieme alla potenza necessaria, un alimentatore fatto in casa deve avere una buona affidabilità in modo che la probabilità di danni al ricetrasmettitore collegato sia minima. L'affidabilità, come è noto, dipende dalla totale affidabilità di tutti gli elementi strutturali e dalla loro importanza funzionale. Nell'alimentatore di rete, il regolatore di tensione svolge un ruolo importante. Questo articolo fornisce una descrizione di un alimentatore di rete fatto in casa, il cui principale "punto culminante" è il circuito stabilizzatore. Il blocco ha funzionato senza commenti per circa sei mesi insieme al ricetrasmettitore KENWOOD TS-570D. Di recente, durante la calura estiva, ha superato ulteriori test, lavorando per circa un giorno con un carico fittizio alla corrente nominale. Parametri di alimentazione:
Problema non meno importante della scelta di un circuito stabilizzatore è il calcolo e la fabbricazione di un trasformatore di potenza. Questo compito è quasi sempre associato a molte difficoltà: è necessario ottenere il ferro della giusta dimensione, i fili della sezione trasversale richiesta e, soprattutto, eseguire un avvolgimento laborioso. Tutti questi momenti fanno sì che i radioamatori abbiano una sorda avversione per la fabbricazione indipendente di un trasformatore e il desiderio di prepararlo. Il che, a sua volta, spinge in secondo piano il momento di andare in onda su un nuovissimo ricetrasmettitore. In effetti, un trasformatore fatto in casa non è una cosa così difficile. Non sai mai cosa puoi fare finché non ci provi! Dalla mia esperienza, preferisco usare piastre a forma di W come nucleo. Nonostante il fatto che le dimensioni richieste del trasformatore siano leggermente maggiori di quelle con nucleo toroidale, prevale la convenienza tecnologica. Innanzitutto è necessario valutare l'idoneità del nucleo esistente o capire quale cercare. Quindi calcola i diametri dei fili e il numero di spire degli avvolgimenti e, infine, valuta correttamente i risultati. Cercando nel vecchio libro di riferimento, puoi trovare le seguenti formule approssimative lì:
Va tenuto presente che il numero di spire dell'avvolgimento primario risulta essere in pratica leggermente inferiore e il numero di spire dell'avvolgimento secondario è elevato rispetto a quello calcolato. Tuttavia, l'avvolgimento primario dovrebbe essere avvolto prima con un margine dal 20 al 30 percento. Il margine è utile per un'ulteriore regolazione del numero di spire per il funzionamento ottimale del trasformatore. Durante l'avvolgimento, è opportuno contare il numero di giri per la successiva correzione del parametro calcolato "N". Dopo aver completato l'avvolgimento di massima dell'avvolgimento di rete, è necessario fissare le sette spire, assemblare il circuito magnetico e misurare la corrente dell'avvolgimento primario al minimo. Questa misurazione fornirà informazioni abbastanza complete sulla qualità del lavoro svolto in questa fase. Il valore della corrente misurata dipende dalla potenza complessiva del trasformatore o, più semplicemente, dalla dimensione del suo nucleo. Per trasformatori con potenza di 200 - 1000 W, la corrente a vuoto può avere un valore dell'ordine di 100 - 150 mA. Se la corrente misurata è inferiore a questo valore, significa che l'efficienza del trasformatore sarà inferiore alla norma e non sarà possibile ricavarne la potenza prevista. In questo caso è necessario svolgere parte delle spire dall'avvolgimento e ripetere nuovamente la misurazione della corrente. Per evitare inconvenienti imprevisti legati a cortocircuiti accidentali tra le spire, si consiglia di effettuare la prima misura accendendo in serie all'avvolgimento una lampadina di rete con una potenza di almeno 100 W. Se costruisci un grafico della dipendenza della corrente a vuoto dal numero di giri, su questo grafico puoi vedere un'interruzione piuttosto netta, che mostra che per un certo numero di giri, anche una leggera diminuzione di essi porta a un forte aumento di corrente. Quindi, il numero di giri può essere considerato ottimale quando il grafico corrente di poco ns raggiunge il punto di frattura verso l'alto. Il criterio generale per la qualità dell'avvolgimento primario realizzato può essere considerato l'assenza di un notevole riscaldamento del nucleo del trasformatore durante il funzionamento senza carico per diverse ore. Voglio notare che provare ad avvolgere il trasformatore usando il metodo "coil-to-coil" è un compito molto laborioso. È del tutto possibile avvolgere l'avvolgimento primario "alla rinfusa". I moderni fili di avvolgimento con il loro affidabile isolamento in vernice consentono questo metodo di avvolgimento. È solo necessario monitorare l'uniformità della distribuzione delle spire sulla superficie dell'avvolgimento, in modo da non creare aree con una maggiore differenza di potenziale di interturn. Quindi, l'avvolgimento primario è finito. Le bobine sono fisse, vengono realizzati conduttori flessibili e l'isolamento da un materiale non fondente viene posato sulle bobine, che può essere utilizzato come nastro fluoroplastico prelevato dai condensatori FT-3. Ora dobbiamo eseguire la schermatura dell'avvolgimento di rete. È meglio farlo con un sottile foglio di rame, avvolgendolo in uno strato sulla superficie dell'avvolgimento di rete appena realizzato. L'avvolgimento dello schermo ha una sola uscita. che viene quindi collegato a un bus di alimentazione comune (massa). In nessun caso l'avvolgimento dello schermo deve essere chiuso, altrimenti porterebbe alla morte del tuo trasformatore. Tra le estremità sovrapposte della lamina, è indispensabile posare un isolamento affidabile. Dopo aver isolato l'avvolgimento di schermatura, è possibile procedere a un'attività non meno responsabile: avvolgere l'avvolgimento secondario ad alta corrente. Il suo design dipende dalla scelta del circuito raddrizzatore. Se si prevede di utilizzare un raddrizzatore a ponte, viene avvolto un semplice avvolgimento senza rubinetto. Se c'è abbastanza spazio libero nella finestra del trasformatore, è preferibile utilizzare un circuito raddrizzatore a onda intera a due diodi e due diodi e, di conseguenza, un doppio avvolgimento secondario con un terminale centrale. Le perdite nell'avvolgimento e sul raddrizzatore in questo caso saranno inferiori rispetto al primo caso. Per un potente avvolgimento secondario viene solitamente utilizzato un filo di rame spesso con un diametro di diversi millimetri o una barra di rame. Ciò rende difficoltoso l'avvolgimento manuale e può danneggiare l'isolamento delle spire sottostanti. Nel mio progetto, ho usato una specie di "filo litz", un fascio di diversi fili piegati insieme con un diametro di circa 0,8 mm. Con questo metodo di avvolgimento, è importante monitorare la disposizione in parallelo dei singoli fili di questo fascio in modo da non causare un disadattamento di corrente tra i singoli fili dell'avvolgimento. Una domanda importante è per quale tensione dovrebbe essere calcolato l'avvolgimento secondario? La risposta dipende da molti fattori. Come le proprietà del circuito magnetico, la capacità del condensatore del filtro raddrizzatore, i limiti di possibili fluttuazioni della tensione di rete, le proprietà dello stabilizzatore di tensione. A molte di queste domande è più facile rispondere sperimentando che cercando di calcolare teoricamente. In ogni caso, è necessario concentrarsi sull'entità della tensione rettificata dell'ordine di 20 volt. L'aumento di questa cifra è utile per aumentare la stabilità della tensione di uscita grazie a un margine di tensione più ampio per la stabilizzazione. Tuttavia, questo, a sua volta, porta a un regime termico più rigido del trasformatore e dello stabilizzatore, alla necessità di utilizzare condensatori di filtro elettrolitici per una tensione più elevata, cioè più costosa e maggiore. In una parola, qui è necessario aderire alla regola del "mezzo aureo" e non consentire di forzare le modalità degli alimentatori a raggiungere parametri di carico irragionevolmente elevati. Dopo la prova dell'avvolgimento secondario, non bisogna dimenticare di controllare nuovamente la corrente a vuoto dell'avvolgimento di rete. Non dovrebbe aumentare di oltre 5 - 10 mA. Inoltre, è opportuno verificare la qualità delle prestazioni di ciascuna fase di assemblaggio del dispositivo di potenza caricandolo su un equivalente, che può essere una ghirlanda di lampade ad incandescenza opportunamente collegate. Ho usato vecchie lampadine per auto da 12 volt abbaglianti, collegando entrambi i fili in parallelo. Una lampada in questa inclusione "mangia" circa 6A. Dopo aver assemblato il circuito raddrizzatore insieme al condensatore del filtro, misuriamo la capacità di carico, la tensione media e la tensione di ripple alla corrente di carico nominale. Di maggiore interesse è il valore di tensione al minimo del periodo di pulsazione. Misurato con un oscilloscopio, dovrebbe essere inferiore a tre volt (margine minimo di stabilizzazione) in più rispetto alla tensione di uscita dello stabilizzatore e, nel nostro caso, sarà 13,8 + 3 = 16,8 V. È importante scegliere la capacità corretta del condensatore del filtro. Di solito viene scelto nell'ordine di 100000 microfarad. Ho incontrato difficoltà nell'acquisire un tale condensatore e ho ottenuto la capacità necessaria collegando in parallelo i condensatori esistenti. Sono riuscito a posizionarli in tutti gli angoli e le fessure del corpo del blocco incollando i condensatori con colla "hot melt". Le conclusioni degli stessi poli devono essere collegate da fili in un punto, nelle immediate vicinanze del connettore di uscita. È possibile utilizzare un condensatore più piccolo, ma è necessario aumentare leggermente la tensione degli avvolgimenti secondari, controllando la tensione di ripple sotto carico, come descritto sopra. Quando l'assemblaggio del trasformatore e del raddrizzatore è stato finalmente completato, ho affrontato la moderna difficile questione della scelta di un circuito stabilizzatore di tensione. Da un lato, ci sono molti circuiti con transistor come elemento di regolazione, dall'altro sarebbe allettante utilizzare uno stabilizzatore completamente integrato. Quest'ultima opzione sarebbe preferibile sia per la sua producibilità che per i parametri di qualità garantiti dal microcircuito, se non per il prezzo. In precedenza e ora, uso ampiamente i microcircuiti KR142EN12 nei miei progetti. Vanno bene per tutti: prezzo, disponibilità e parametri, non temono un cortocircuito. Solo qui la corrente è piccola. Solo circa due ampere e mezzo. Gli analoghi importati dei nostri microcircuiti LM317T sono più economici, più stabili e più potenti, contengono tre ampere, ma questo è ancora lontano da ciò che è necessario. Anche prima, per aumentare la potenza degli stabilizzatori, ho collegato le conclusioni di due di questi microcircuiti in parallelo. Anche la corrente massima è aumentata esattamente due volte. In questo caso, ho fatto un esperimento e ho collegato fino a nove microcircuiti in parallelo, posizionandoli uniformemente su un radiatore comune. Secondo lo schema standard, ho collegato due resistori a un'uscita di controllo comune e ho acceso un circuito semplice. I risultati del test di carico hanno pienamente giustificato le mie ipotesi: le eccellenti proprietà stabilizzanti del circuito sono rimaste le stesse di un microcircuito separato e la corrente massima è aumentata in proporzione al loro numero.
I microcircuiti utilizzati nello stabilizzatore devono essere testati separatamente prima dell'installazione. Le tensioni di uscita di ciascun chip possono differire di una piccola quantità. Ma deliberatamente non ho provato a scegliere istanze con gli stessi parametri, argomentando come segue: supponiamo, a una corrente, che due ampere, solo uno dei nove microcircuiti funzioni. Ma quando la corrente aumenta a più di tre ampere, il chip caricato sentirà un sovraccarico. Il circuito di protezione da cortocircuito interno inizierà a funzionare al suo interno, ovvero la sua resistenza interna aumenterà gradualmente e la corrente che scorre verrà ridistribuita al microcircuito successivo. Ciò continuerà fino a quando tutti i microcircuiti non saranno inclusi nel processo di stabilizzazione della tensione. Con un ulteriore aumento della corrente al di sopra del valore nominale, si osserverà una rapida diminuzione della tensione di uscita: la funzione di protezione da sovraccarico funzionerà finalmente. Un tale schema, oltre all'estrema semplicità e al minimo di elementi utilizzati, presenta un ulteriore vantaggio: un migliore trasferimento di calore dei microcircuiti distribuiti sul radiatore. Nel mio progetto sono stati utilizzati tre radiatori a forma di ago dalla scansione orizzontale dei televisori Elektronika 401, montati su una comune base in alluminio. Per ogni evenienza, una ventola di raffreddamento è montata sotto i radiatori, tuttavia, non è necessario accenderla: la temperatura del dissipatore di calore è bassa anche con un lavoro intenso sulla trasmissione. La tensione di uscita di un tale circuito può essere regolata in un intervallo molto ampio, da due a diverse decine di volt. La tabella 1 mostra i valori medi della resistenza della resistenza di regolazione (resistenza variabile da 3,3 kΩ), in funzione della tensione di uscita richiesta. Tabella 1
Prendo atto che il radiatore con i microcircuiti deve essere necessariamente isolato dall'alloggiamento dell'alimentatore. È meglio non collegare galvanicamente la custodia stessa al circuito stabilizzatore, ma collegarla a una terra di protezione. È auspicabile installare un semplice filtro LC all'ingresso della tensione di rete. Proteggerà il ricetrasmettitore dalle interferenze di rete. L'indicazione del funzionamento dell'alimentatore è costituita da due lampade HL1 - qualsiasi neon, HL2 - una lampada a incandescenza. Funge anche da resistore di scarica. In base alla durata del suo bagliore dopo aver spento l'unità dalla rete, si può giudicare la qualità del condensatore C5 e, in base alla luminosità, la stabilità della tensione di uscita. In conclusione, dirò che il costo di un chip LM317 a Mosca è di poco superiore a 3 rubli, quasi due volte più economico del nostro KR142EN12 domestico, ma superiore in termini di affidabilità. Autore: S.Makarkin, RX3AKT; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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Commenti sull'articolo: Nicholas Grazie, l'idea funziona [;)] Alexander dove l'LM 317 tiene 3 A. secondo le caratteristiche di 1,5A Alexander Buon pomeriggio Nicola. Quanti fili di diametro 0.8 hai utilizzato nell'avvolgimento secondario?
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