Alimentazione economica. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Ridurre il peso e le dimensioni e aumentare l'efficienza delle fonti di alimentazione è uno dei compiti urgenti nella progettazione delle moderne apparecchiature elettroniche. Il modo più semplice per risolvere questo problema è sostituire il tradizionale raddrizzatore (con trasformatore di rete e filtro capacitivo) con un convertitore ad alta frequenza, seguito dal raddrizzamento della tensione ad alta frequenza. Tali alimentatori, per il fatto che la conversione di tensione avviene ad una frequenza relativamente alta (10...40 kHz), hanno trasformatori e l'intera struttura di dimensioni molto più piccole e quindi una densità di potenza maggiore, arrivando fino a 200 .. 400 W/cu.dm, che è parecchie volte superiore agli alimentatori tradizionali.

Un diagramma schematico di tale alimentatore è mostrato nella figura. All'uscita del blocco si ottiene una tensione bipolare di 2x27 V con una corrente di carico fino a 0,6 A. L'ampiezza dell'ondulazione della tensione di uscita alla corrente di carico massima non supera i 30 mV.

(clicca per ingrandire)

Il raddrizzatore della tensione di rete è montato sui diodi V1-V4. Il convertitore di tensione rettificato è realizzato sui transistor V6, V7 e sui trasformatori T1 e T2 e il raddrizzatore di tensione a frequenza aumentata è realizzato sui diodi V8-V11. La frequenza operativa del convertitore di tensione è 22 kHz. I condensatori C1 e C2 sono necessari per proteggere la rete dai disturbi; che si verificano durante il funzionamento del convertitore. I resistori R1 e R2, insieme ai condensatori C3C4, sono il filtro primario e allo stesso tempo un partitore di tensione per il convertitore. Catena V5. R3, C5, R5 serve per facilitare l'avviamento del generatore del convertitore. - I condensatori C6, C7 fungono da filtro per la tensione ad alta frequenza raddrizzata.

L'uso di due trasformatori nel convertitore di tensione ha permesso di aumentarne l'efficienza. Nei convertitori convenzionali con un trasformatore, quest'ultimo funziona in modalità di saturazione. In un convertitore con due trasformatori, il trasformatore di uscita T1 opera in modo lineare a induttanze molto inferiori rispetto a un convertitore a trasformatore singolo. Ciò consente di ridurre le perdite nel nucleo e, di conseguenza, di aumentare l'efficienza del convertitore. Il trasformatore saturabile T2 è progettato solo per la potenza consumata dai circuiti di base dei transistor V6 e V7 e quindi ha dimensioni ridotte. Nei convertitori con un singolo trasformatore, al momento della commutazione dei transistor appare un aumento significativo della corrente del collettore. In un convertitore con due trasformatori, questa sovratensione è praticamente assente, il che riduce notevolmente le cosiddette perdite dinamiche e aumenta l'efficienza complessiva del convertitore.

La presenza di una connessione tra i trasformatori attraverso gli avvolgimenti III porta al fatto che al momento giusto il trasformatore T2 entra in modalità di saturazione. Ciò è necessario per soddisfare le condizioni operative del convertitore sopra menzionate. Il trasformatore T2 è un elemento di commutazione incluso nei circuiti di base dei transistor V6 e V7. Quando il trasformatore T2 è saturo, la sua corrente di magnetizzazione aumenta rapidamente, a seguito della quale aumenta la caduta di tensione sul resistore R4 e la tensione sull'avvolgimento III diminuisce e, di conseguenza, sugli avvolgimenti I e II, il che porta a un diminuzione della corrente di base e dell'uscita di un transistor aperto nella regione attiva e transistor di commutazione. La frequenza di commutazione è determinata dal tempo di inversione della magnetizzazione del nucleo del trasformatore saturabile T2. Gli induttori Dr1 e Dr2 forniscono un ritardo nell'apertura di un transistor fino a quel momento. fino a quando l'altro non è completamente chiuso. Ciò è necessario per eliminare le correnti passanti e ridurre le perdite durante la commutazione dei transistor.

Nella tabella sono riportati i dati dei trasformatori e delle induttanze. Un alimentatore correttamente assemblato non richiede regolazioni.

Autore: V.Tsikulsky, Ternopil; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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