Alimentatore switching per apparecchiature elettroniche domestiche. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Per alimentare apparecchiature elettroniche domestiche con una potenza di 35...40 W, è stato selezionato un convertitore di tensione a ciclo singolo con interruttore unidirezionale. Convertitori di questo tipo sono attualmente più diffusi nelle apparecchiature domestiche e industriali.

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Tra i convertitori di tensione a ciclo singolo, il ciclo singolo con connessione “inversa” del diodo raddrizzatore (Fig. 1) è estremamente semplice, il cui principio di funzionamento è il seguente.

Quando il transistor VT1 è aperto, una corrente crescente linearmente scorre attraverso l'induttanza dell'avvolgimento primario 13-19 del trasformatore TV1. L'energia viene immagazzinata nel circuito magnetico del trasformatore sotto forma di flusso magnetico. Nell'avvolgimento III del trasformatore TV1, viene indotta una tensione di polarità tale che il diodo VD11 si trova in uno stato non conduttivo e la tensione ai capi del carico viene mantenuta solo dall'energia del condensatore C9, caricato nel ciclo precedente.

Dopo aver chiuso il transistor VT1, la corrente che scorre attraverso l'avvolgimento I del trasformatore TV1 viene interrotta. Poiché il flusso magnetico nel nucleo magnetico del trasformatore non può scomparire istantaneamente, sull'avvolgimento III del trasformatore viene indotto un EMF di autoinduzione, la cui polarità è opposta alla tensione che esisteva su di esso prima che il transistor fosse spento.

Il diodo VD11 si apre e lungo il circuito risultante: pin 14 del trasformatore TV1, diodo aperto VD11, condensatore C9, filtro di uscita LL1, C10, carico dell'alimentatore, pin 20 del trasformatore, flussi di corrente.

Inizia così la seconda fase: il trasferimento dell'energia immagazzinata sotto forma di campo magnetico al carico e la carica del condensatore C9. Tuttavia, parte del flusso magnetico viene chiuso attraverso l'aria, bypassando l'avvolgimento secondario. Questo flusso è determinato dall'induttanza di dispersione. L'energia immagazzinata in esso durante la fase di accumulo non viene trasferita al carico e viene compensata dal circuito di smorzamento R11C6VD9.

In un circuito a ciclo singolo, il circuito magnetico del trasformatore funziona nella modalità di un ciclo di magnetizzazione privato. Se la corrente di magnetizzazione è sufficientemente grande, l'induzione magnetica raggiunge il livello di saturazione e l'induttanza dell'avvolgimento primario del trasformatore diminuisce bruscamente. Ciò provoca un forte aumento della corrente del transistor VT1. Per evitare la saturazione, nel circuito magnetico viene introdotta una distanza massima di 2 mm. Pertanto, in un convertitore di tensione single-ended è necessario prestare molta attenzione nella scelta del transistor VT1 e del trasformatore TV1.

Il "cuore" del convertitore di tensione single-ended "flyback" è il microcircuito DA1, un controller PWM.

Un tipico schema di collegamento e le caratteristiche del TDA4605 possono essere trovati in [1-3]. Come trasformatore di impulsi è stato utilizzato un trasformatore del modulo di potenza MP-403: TPI-8-1, nonché due avvolgimenti secondari 14-18 e 16-20 collegati in serie. Ciascun avvolgimento è costituito da quattro conduttori PEVTL-0,35 collegati in parallelo.

Con una densità di corrente di 5 A/mm2, la corrente dell'avvolgimento secondario raggiunge 1,7 A. Quando si accende il trasformatore TV1 e una potenza di carico di 40 W, come indicato nel diagramma, la frequenza di conversione è 33 kHz. Se la tensione nell'avvolgimento secondario non è sufficiente affinché la sorgente di impulsi entri in modalità operativa, si sentirà un suono caratteristico ("clunking"), dovuto all'attivazione periodica della modalità di avvio. Per facilitare la modalità di avvio è consigliabile prevedere tra l'uscita dell'alimentatore ed il carico un pulsante con contatti normalmente chiusi. Se l'unità ha difficoltà ad entrare nella modalità operativa, è necessario premerla brevemente, facilitando così l'avvio del generatore.

Alcuni circuiti integrati hanno una tensione di alimentazione massima di 18 V. Regolando il resistore R6 e, se necessario, R5, è possibile impostare la tensione desiderata.

Può essere utilizzato come avvolgimento secondario 11-7. All'ingresso della sorgente di impulsi deve essere attivato un filtro di soppressione del rumore. È possibile utilizzarne uno standard da un ricevitore televisivo, costituito da un induttore e condensatori DF110PTs 2200Х630 V (2 pezzi) e uno da 0,1 μPFCh630 V.

Quando ci si connette alla rete, è necessario utilizzare elementi di commutazione affidabili (interruttori a levetta, interruttori). L'unità, insieme al filtro antirumore, è collegata alla rete tramite un fusibile da 1 A. Tutti gli elementi dell'alimentatore switching sono montati su un circuito stampato in fibra di vetro a lato singolo con dimensioni di 100x80 mm e spessore di 1,5 mm (Fig. 2).

La sorgente utilizza resistori di tipo MLT, viene importato un resistore variabile R6, di piccole dimensioni. Condensatore elettrolitico C1 della SAMSUNG, anche il resto viene importato, C9 è preferibilmente per una temperatura operativa di 105°C. Condensatori C2, C4, C8 tipo K73-9; C3, C7, C10 importati, di piccole dimensioni. Induttanza LL1 tipo industriale DM-2,4. Se all'uscita della sorgente si verifica un aumento del livello di ondulazione, è necessario utilizzare un'induttanza con un'induttanza elevata, calcolata secondo il metodo indicato nella letteratura pertinente, o collegare un altro filtro LC all'uscita. Per ridurre le perdite nel raddrizzatore ad alte frequenze di conversione, come diodo VD11 viene utilizzato un diodo a barriera Schottky. Con risultati peggiori, puoi utilizzare KD213.

L'oscillogramma sul pin 14 del trasformatore relativo al pin 20 è mostrato in Fig. 3.

Il transistor VT1 ed il diodo VD11 sono posti ciascuno su un dissipatore alettato di dimensioni 40x25 mm. Un alimentatore a impulsi assemblato con radioelementi di buona qualità non richiede praticamente alcuna configurazione. Per ridurre le interferenze derivanti dall'alimentazione, si consiglia di posizionarlo in una custodia metallica con fori di ventilazione per il raffreddamento. Va tenuto presente che l'alimentatore switching è collegato galvanicamente alla rete, funziona in modo completamente silenzioso e, se maneggiato con noncuranza, può causare scosse elettriche.

letteratura:

1. Microcircuiti per alimentatori switching e loro applicazione: Sch. - M.: DODEKA, 1997.
2. Lukin N.V., Koryakin-Chernyak S.L. Unità e moduli dei televisori moderni. - K.: Scienza e tecnologia, 1995.
3. Kosenko V., Kosenko S., Fedorov V. Flyback pulsato IP // Radio. - 1999 - N. 12. - P. 40-41.

Autore: O.V. Belousov

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