Convertitore di tensione di rete stabilizzato, 220/20 volt. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Convertitori di tensione, raddrizzatori, inverter

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Durante lo sviluppo del dispositivo descritto di seguito, il compito era quello di creare un alimentatore di rete di piccole dimensioni ad alta efficienza, in grado di fornire una potenza di 1 ... 3,5 W a un carico galvanicamente non connesso alla rete. Questi requisiti sono pienamente soddisfatti da un convertitore di tensione stabilizzato a impulsi a ciclo singolo, che trasferisce energia al circuito secondario nelle pause tra gli impulsi di corrente nell'avvolgimento primario di un trasformatore di isolamento. Una delle opzioni per tale dispositivo è offerta all'attenzione dei lettori (Fig. 4.3).

(clicca per ingrandire)

Principali caratteristiche tecniche:

• Tensione di uscita, V, ±2.....20;
• Potenza di uscita totale, W ..... 3,5;
• Frequenza di conversione, kHz.....20;
• Limiti di variazione della tensione di rete, ai quali la tensione di uscita varia al massimo dell'1%, V.....210...250.

Il dispositivo include un raddrizzatore della tensione di rete (VD1) con un filtro livellatore (R4, C3, C4), un oscillatore principale (DD1.1 ... DD1.3) con un circuito di avvio (R17, C7), un formatore di impulsi rettangolare (DD1.4 ... DD1.6, VT2, VT4), una chiave elettronica (VT3), un trasformatore di impulsi (T1), una sorgente di corrente regolabile (VT5), un dispositivo di protezione contro i cortocircuiti nel carico (R10, VT 1), tre raddrizzatori (VD2 ... VD4) e altrettanti condensatori di filtro (C9 ... C11). I condensatori C1, C2 impediscono alle interferenze della frequenza di conversione di entrare nella rete.

Con l'inclusione del dispositivo nella rete, i condensatori C3, C4 e C7 iniziano a caricarsi. Dopo che la tensione sull'ultimo di essi ha raggiunto circa 3 V, l'oscillatore principale (DDL1 ... DD1.3) è autoeccitato. La frequenza di ripetizione dei suoi impulsi (dipende dalla costante di tempo del circuito R7, C5) è di circa 20 kHz, la forma ricorda un dente di sega. Lo shaper (DD1.4...DD1.6, VT2, VT4) li converte in onde quadre. Poiché le sequenze di impulsi alle basi dei transistor VT2 e VT4 sono sfasate, si aprono rigorosamente alternativamente, il che garantisce il tempo minimo di apertura e chiusura del transistor VT3. Quando questo transistor è aperto, una corrente che aumenta linearmente scorre attraverso l'avvolgimento I e il trasformatore T1 accumula energia, e quando è chiuso (non c'è corrente attraverso l'avvolgimento primario), l'energia accumulata dal trasformatore viene convertita nella corrente degli avvolgimenti secondari III ... V.

Dopo diversi cicli di funzionamento del generatore, sul condensatore C7 viene impostata una tensione di 8 ... 10 V. La tensione di uscita del convertitore stabilizza la sorgente di corrente regolabile, realizzata sui transistor del gruppo VT5 (VT5.2 è utilizzato come diodo zener). Quando la tensione fluttua nella rete o sul carico, la tensione sull'avvolgimento II cambia e la sorgente di corrente regolabile, agendo sullo shaper, modifica il ciclo di lavoro degli impulsi rettangolari basati sul transistor VT3.

Quando la corrente di impulso attraverso il resistore R10 aumenta al di sopra di un certo valore di soglia, il transistor VT1 si apre e scarica il condensatore C6 (che serve a prevenire il falso funzionamento del dispositivo di protezione da brevi picchi di corrente che si verificano quando il convertitore è acceso, nonché durante la commutazione del transistor VT3). Di conseguenza, gli impulsi dell'oscillatore principale smettono di arrivare alla base del transistor VT3 e il convertitore smette di funzionare. Quando il sovraccarico viene eliminato, il dispositivo si riavvia in 0,8 ... 2 s dopo che i condensatori C6 e C7 sono stati caricati.

Gli avvolgimenti del trasformatore di impulsi T1 sono avvolti su un telaio in polistirene con filo PEV-2-0,12 e inseriti in un circuito magnetico corazzato B30 in ferrite 2000NM. Gli avvolgimenti 1.1 e 1.2 contengono 220 giri ciascuno, gli avvolgimenti II, III, IV e V - rispettivamente, 19, 18, 9 e 33 giri. L'avvolgimento 1.2 viene avvolto per primo, quindi gli avvolgimenti II, IV, III, V e infine l'avvolgimento 1.1. Tra gli avvolgimenti II, IV, V e 1.1, gli schermi elettrostatici sono posti sotto forma di un singolo strato (circa 65 spire) di filo PEV-2-0,12. Durante il montaggio del trasformatore tra le estremità della parte centrale delle coppe in ferrite, viene inserita una guarnizione in tessuto verniciato di spessore 0,1 mm. Il trasformatore può anche essere realizzato sulla base di un circuito magnetico corazzato in ferrite (della stessa marca) B22. In questo caso viene utilizzato il filo PEV-2-0,09 e il numero di spire degli avvolgimenti 1.1 e 1.2 viene aumentato a 230. Il transistor KT859A può essere sostituito con KT826A, KT838A, KT846A.

La configurazione del dispositivo non è difficile. Dopo aver impostato il motore del resistore di sintonizzazione R15 nella posizione superiore (secondo lo schema), accendere il convertitore sulla rete e impostare i valori di tensione di uscita richiesti ​​​​con questo resistore. Per ridurre le interferenze nei circuiti secondari con una frequenza di conversione (20 kHz), è necessario selezionare sperimentalmente il punto di connessione degli schermi elettrostatici con uno dei fili del circuito primario, nonché i punti di connessione del condensatore C8. Per fare ciò, è sufficiente collegare una delle conclusioni di qualsiasi avvolgimento secondario attraverso un milliamperometro a corrente alternata al circuito primario e determinare i punti nominati in base alle letture minime del dispositivo.

Il convertitore, assemblato secondo lo schema descritto, è stato testato per alimentare un carico che consuma 10 W di potenza. In questa versione, il numero di spire degli avvolgimenti 1.1 e L2 è stato ridotto a 120 (con circuito magnetico B30), i condensatori C3, C4 sono stati sostituiti da una capacità di ossido di 10 μF (tensione nominale 450 V), la resistenza del resistore R10 è stata ridotta a 2,7 ohm e il resistore R18 a 330 ohm.

Autore: Semian A.P.

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