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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Circuito stabilizzatore di impulsi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protettori di sovratensione Il circuito dello stabilizzatore di commutazione non è molto più complicato di quello convenzionale (Fig. 1.9), ma è più difficile da configurare. Pertanto, per i radioamatori non sufficientemente esperti che non conoscono le regole per lavorare con l'alta tensione (in particolare, non lavorare mai da soli e non regolare mai il dispositivo acceso con entrambe le mani - solo una!), Non consiglio di ripetere questo schema. Nella fig. La Figura 1.9 mostra il circuito elettrico di uno stabilizzatore di tensione a impulsi per caricare i telefoni cellulari.
Il circuito è un oscillatore di blocco implementato sul transistor VT1 e sul trasformatore T1. Il ponte a diodi VD1 rettifica la tensione di rete alternata, il resistore R1 limita l'impulso di corrente quando è acceso e funge anche da fusibile. Il condensatore C1 è opzionale, ma grazie ad esso il generatore di blocco funziona in modo più stabile e il riscaldamento del transistor VT1 è leggermente inferiore (rispetto a senza C1). Quando l'alimentazione è accesa, il transistor VT1 si apre leggermente attraverso il resistore R2 e una piccola corrente inizia a fluire attraverso l'avvolgimento I del trasformatore T1. Grazie all'accoppiamento induttivo la corrente inizia a fluire anche attraverso gli avvolgimenti rimanenti. Sul terminale superiore (secondo lo schema) dell'avvolgimento II c'è una piccola tensione positiva, attraverso il condensatore scaricato C2 apre il transistor ancora più fortemente, la corrente negli avvolgimenti del trasformatore aumenta e di conseguenza il transistor si apre completamente, ad uno stato di saturazione. Dopo un po ', la corrente negli avvolgimenti smette di aumentare e inizia a diminuire (il transistor VT1 è completamente aperto per tutto questo tempo). La tensione sull'avvolgimento II diminuisce e attraverso il condensatore C2 diminuisce la tensione alla base del transistor VT1. Inizia a chiudersi, l'ampiezza della tensione negli avvolgimenti diminuisce ancora di più e cambia la polarità in negativa. Quindi il transistor si spegne completamente. La tensione sul suo collettore aumenta e diventa molte volte superiore alla tensione di alimentazione (sovratensione induttiva), tuttavia, grazie alla catena R5, C5, VD4, è limitata ad un livello di sicurezza di 400...450 V. Grazie agli elementi R5, C5, la generazione non viene completamente neutralizzata e dopo qualche tempo la polarità della tensione negli avvolgimenti cambia nuovamente (secondo il principio di funzionamento di un tipico circuito oscillatorio). Il transistor inizia ad aprirsi di nuovo. Ciò continua indefinitamente in modalità ciclica. I restanti elementi della parte ad alta tensione del circuito assemblano un regolatore di tensione e un'unità per proteggere il transistor VT1 dalla sovracorrente. Il resistore R4 nel circuito in esame funge da sensore di corrente. Non appena la caduta di tensione ai suoi capi supera 1...1,5 V, il transistor VT2 aprirà e chiuderà la base del transistor VT1 al filo comune (chiudendolo forzatamente). Il condensatore C3 accelera la reazione di VT2. Il diodo VD3 è necessario per il normale funzionamento dello stabilizzatore di tensione. Lo stabilizzatore di tensione è assemblato su un chip: un diodo zener regolabile DA1. Per isolare galvanicamente la tensione di uscita dalla tensione di rete viene utilizzato il fotoaccoppiatore VO1. La tensione operativa per la parte transistor dell'accoppiatore ottico viene prelevata dall'avvolgimento II del trasformatore T1 e livellata dal condensatore C4. Non appena la tensione all'uscita del dispositivo diventa maggiore di quella nominale, la corrente inizierà a fluire attraverso il diodo zener DA1, il LED dell'accoppiatore ottico si accenderà, la resistenza collettore-emettitore del fototransistor VO1.2 diminuirà, il transistor VT2 si aprirà leggermente e ridurrà l'ampiezza della tensione alla base di VT1. Si aprirà più debole e la tensione sugli avvolgimenti del trasformatore diminuirà. Se la tensione di uscita, al contrario, diventa inferiore alla tensione nominale, il fototransistor sarà completamente chiuso e il transistor VT1 “oscillerà” alla massima potenza. Per proteggere il diodo zener ed il LED dai sovraccarichi di corrente, è consigliabile collegare in serie ad essi un resistore con una resistenza di 100...330 Ohm. Istituzione Prima fase: si consiglia di collegare per la prima volta il dispositivo alla rete tramite una lampada da 25 W, 220 V e senza condensatore C1. Il cursore del resistore R6 è impostato nella posizione inferiore (secondo lo schema). Il dispositivo viene acceso e immediatamente spento, dopodiché vengono misurate il più rapidamente possibile le tensioni sui condensatori C4 e C6. Se su di essi è presente una piccola tensione (secondo la polarità!), il generatore è avviato, in caso contrario , il generatore non funziona, è necessario cercare errori sulla scheda e sull'installazione. Inoltre, è consigliabile controllare il transistor VT1 e i resistori R1, R4. Se tutto è corretto e non ci sono errori, ma il generatore non si avvia, scambiare i terminali dell'avvolgimento II (o I, ma non entrambi contemporaneamente!) e verificare nuovamente la funzionalità. Seconda fase: accendere l'apparecchio e controllare con il dito (non con il pad metallico del dissipatore di calore) il riscaldamento del transistor VT1, non deve riscaldarsi, la lampadina da 25 W non deve accendersi (la caduta di tensione ai suoi capi deve non superare un paio di volt). Collegare una piccola lampada a bassa tensione all'uscita del dispositivo, ad esempio, nominale per una tensione di 13,5 V. Se non si accende, invertire i terminali dell'avvolgimento III. E alla fine, se tutto funziona bene, controlla la funzionalità del regolatore di tensione ruotando il cursore del resistore di costruzione R6. Successivamente è possibile saldare il condensatore C1 e accendere il dispositivo senza lampada limitatrice di corrente. La tensione di uscita minima è di circa 3 V (la caduta di tensione minima sui pin DA1 supera 1,25 V, sui pin LED - 1,5 V). Se è necessaria una tensione inferiore, sostituire il diodo zener DA1 con un resistore con una resistenza di 100...680 Ohm. Il passaggio successivo della configurazione richiede l'impostazione della tensione di uscita del dispositivo su 3,9...4,0 V (per una batteria al litio). Questo dispositivo carica la batteria con una corrente che diminuisce esponenzialmente (da circa 0,5 A all'inizio della carica a zero alla fine (per una batteria al litio con capacità di circa 1 A/h questo è accettabile). In un paio d'ore di carica, la batteria guadagna fino all’80% della sua capacità. Informazioni sui dettagli Un elemento di design speciale è un trasformatore. Il trasformatore in questo circuito può essere utilizzato solo con un nucleo di ferrite diviso. La frequenza operativa del convertitore è piuttosto elevata, quindi per il ferro del trasformatore è necessaria solo la ferrite. Il convertitore stesso è ad atto singolo, con magnetizzazione costante, quindi il nucleo deve essere diviso, con uno spazio dielettrico (tra le sue metà vengono posti uno o due strati di carta sottile del trasformatore). È meglio prendere un trasformatore da un dispositivo simile non necessario o difettoso. In casi estremi, puoi avvolgerlo da solo: sezione del nucleo 3,5 mm2, avvolgimento I - 450 giri con filo con un diametro di 0 mm, avvolgimento II - 1 giri con lo stesso filo, avvolgimento III - 20 giri con filo con a diametro di 15...0,6 mm (per tensione di uscita 0,8 V). Durante l'avvolgimento, è necessario attenersi rigorosamente alla direzione di avvolgimento, altrimenti il dispositivo funzionerà male o non funzionerà affatto (dovrai fare sforzi durante la configurazione - vedi sopra). L'inizio di ogni avvolgimento (nel diagramma) è in alto. Transistor VT1 - qualsiasi potenza di 1 W o più, corrente del collettore di almeno 0,1 A, tensione di almeno 400 V. Il guadagno di corrente deve essere maggiore di 30. I transistor MJE13003, KSE13003 e tutti gli altri tipi 13003 di qualsiasi azienda sono l'ideale. Come ultima risorsa, vengono utilizzati i transistor domestici KT940, KT969. Sfortunatamente, questi transistor sono progettati per una tensione massima di 300 V e al minimo aumento della tensione di rete superiore a 220 V sfondano. Inoltre temono il surriscaldamento, ovvero devono essere installati su un dissipatore di calore. Per i transistor KSE130O3 e MJE13003 non è necessario un dissipatore di calore (nella maggior parte dei casi, la piedinatura è la stessa dei transistor KT817 domestici). Il transistor VT2 può essere qualsiasi silicio a bassa potenza, la tensione su di esso non deve superare i 3 V; lo stesso vale per i diodi VD2, VD3. Il condensatore C5 e il diodo VD4 devono essere progettati per una tensione di 400.600 V, il diodo VD5 deve essere progettato per la corrente di carico massima. Il ponte a diodi VD1 dovrebbe essere progettato per una corrente di 1 A, sebbene la corrente consumata dal circuito non superi le centinaia di milliampere perché all'accensione si verifica un aumento di corrente piuttosto potente e aumenta la resistenza del resistore. Per limitare l'ampiezza di questo lancio, non puoi farlo: farà molto caldo. Al posto del ponte VD1 si possono installare 4 diodi del tipo 1N4004...4007 o KD221 con qualsiasi indice di lettera. Lo stabilizzatore DA1 e il resistore R6 possono essere sostituiti con un diodo zener, la tensione all'uscita del circuito sarà 1,5 V maggiore della tensione di stabilizzazione del diodo zener. Il filo "comune" è mostrato nello schema solo a scopo grafico e non deve essere messo a terra e/o collegato allo chassis del dispositivo. La parte ad alta tensione del dispositivo deve essere ben isolata. Autore: Kashkarov A.P.
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