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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Convertitore di tensione di backup
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Convertitori di tensione, raddrizzatori, inverter Nella vita di tutti i giorni, ci sono casi in cui l'alimentazione viene interrotta inaspettatamente. In una situazione del genere, un alimentatore di emergenza può aiutare. Come fonte primaria, la più accessibile è una batteria di avviamento per auto da 12 V. L'energia che è in grado di fornire è sufficiente per alimentare un televisore, una lampada di illuminazione e altri elettrodomestici per diverse ore. Quando si sviluppa un convertitore di emergenza, di solito si pone il problema di ottenere una tensione sinusoidale alla sua uscita. Ma non tutti i consumatori di energia ne hanno bisogno. Quindi, la forma della tensione è completamente indifferente alle lampade a incandescenza e ai dispositivi di riscaldamento, è importante che il suo valore effettivo sia uguale al valore nominale della rete. Negli alimentatori switching dei moderni televisori e computer, la tensione alternata è pre-raddrizzata, quindi è necessario che il suo valore di ampiezza sia lo stesso della rete - 1,4 volte più efficace. Trasformatori di alimentazione di molti UMZCH realizzati secondo schemi tradizionali. radio e registratori sono anche in grado di funzionare con una forma d'onda di tensione non sinusoidale. Il dispositivo proposto genera impulsi rettangolari bipolari con un'ampiezza di circa 300 V con un ciclo di lavoro tale che la loro tensione effettiva è di 220 V. La frequenza di conversione è scelta per essere 80 Hz. che in qualche modo facilita il funzionamento dei trasformatori di potenza per la maggior parte dei consumatori. È vero, a una tale frequenza, quei dispositivi in \uXNUMXb\uXNUMXbcui sono presenti motori elettrici a corrente alternata - giradischi, registratori a bobina, ventilatori e alcuni altri non funzioneranno normalmente. A causa della tensione relativamente bassa della sorgente primaria (12 V), l'efficienza del convertitore è notevolmente influenzata dalla caduta di tensione attraverso le chiavi elettroniche in esso utilizzate. Per la maggior parte dei transistor al silicio è caratteristica una tensione di saturazione superiore a 1 V, per il germanio è molto inferiore. I test hanno dimostrato che i migliori risultati hanno una chiave realizzata su un transistor al silicio con una tensione di saturazione ridotta - KT863A e germanio - 1T813V. Un afflusso di 10 A di caduta di tensione ai suoi capi non supera 0,6 V. Lo schema di un convertitore di emergenza per l'alimentazione di apparecchiature domestiche da una batteria per auto è mostrato in fig. 1.
Principali caratteristiche tecniche
Un oscillatore principale è assemblato sul chip DD1. Dopo l'inserimento della tensione di alimentazione, la durata degli impulsi da essa generati è molto ridotta. Man mano che il condensatore C2 viene caricato attraverso il resistore R4, aumenta fino a quello funzionante, il che garantisce un avvio regolare del convertitore. Ad ogni impulso dell'oscillatore principale, il trigger DD2.1 cambia stato. I segnali dalle sue uscite dirette e inverse aprono alternativamente i transistor VT3 e VT4, che controllano gli interruttori di alimentazione sui transistor VT5-VT8. Il trigger DD2.2 limita la durata dello stato aperto dei transistor. Il fronte dell'impulso all'uscita dell'elemento DD1.1 imposta questo trigger su uno stato corrispondente a un livello di alta tensione sull'uscita 13. Il circuito di differenziazione C5R7 genera un impulso che resetta il trigger alla fine dell'impulso dell'oscillatore principale. Il livello di tensione all'uscita 13 diventa basso e, grazie ai diodi VD6 e VD7, uno dei transistor è VT3 o VT4. che era aperto è chiuso. In modalità operativa, i segnali sul pin 13 DD2 e sul pin 3 DDI sono identici. La tensione sull'avvolgimento 4 -6 del trasformatore di corrente T1. caricato con resistenza R6, proporzionale alla corrente che scorre attraverso gli interruttori di potenza. Se supera 1.2 V. uno dei transistor - VT1 o VT2 (a seconda della polarità) si aprirà e ripristinerà il trigger DD2.2. Di conseguenza, entrambi i tasti di accensione verranno chiusi. Pertanto, viene fornita una protezione da sovracorrente. L'induttore L1 limita la velocità di aumento della corrente attraverso gli interruttori di alimentazione. Quando sono chiusi, l'energia accumulata nel campo magnetico dell'induttore viene restituita attraverso il diodo VD8 alla fonte di alimentazione I diodi VD11, VD12 e il circuito R16C7 smorzano i picchi di tensione sugli interruttori di alimentazione. Le unità di conversione a bassa potenza sono montate su un circuito stampato a lato singolo in fibra di vetro rivestita con pellicola. La posizione dei conduttori e degli elementi stampati sulla scheda è mostrata in fig. 2. La parte di potenza è realizzata mediante montaggio superficiale e i transistor VT7 e VT8 sono dotati di dissipatori di calore con un'area di 160 cm2. I diodi VD9 e VD10 sono installati sugli stessi dissipatori di calore.
La maggior parte dei dettagli non è soggetta a requisiti rigorosi. Come C1, non dovrebbe essere utilizzato un condensatore ceramico, la cui capacità dipende fortemente dalla temperatura. I transistor VT3 e VT4 devono avere un coefficiente di trasferimento di corrente di almeno 60. In assenza di transistor 1T813V, vengono sostituiti con altri simili con un indice di lettere diverso. In casi estremi, è possibile utilizzare GT806A o P210. tuttavia, la potenza di uscita del convertitore sarà ridotta a seguito di tale sostituzione. Sarà necessario modificare la soglia di protezione corrente aumentando il valore del resistore R6 a 16 ohm. Non è consigliabile sostituire i transistor KT863A con altri, in casi estremi è consentito utilizzare KT863B. L'uso di transistor con una tensione di saturazione più elevata influirà negativamente sull'efficienza del convertitore. I diodi KD2995A possono essere sostituiti da KD2997. KD2999. KD213A. Il trasformatore di corrente T1 è avvolto su un nucleo magnetico a forma di W in acciaio elettrico con una sezione trasversale di 0.56 cmg. Avvolgimento 1-3 - due giri di nastro di rame con una larghezza in base alle dimensioni del telaio e uno spessore di 0, t. mm con un tocco dal centro, avvolgendo 4 -6 - 260 giri di filo PZV-1 0,3 mm. anche con un colpetto dal centro. Il trasformatore T2 è realizzato sulla base del TS-180 della TV UNT-47/59. Il suo avvolgimento di rete funge da convertitore di uscita. Tutti gli avvolgimenti secondari vengono rimossi, al loro posto vengono avvolti due avvolgimenti primari di 35 spire di filo PEV-1 da 1,6 mm ciascuno. È adatto qualsiasi altro trasformatore di potenza adeguata, con un avvolgimento di rete e due per una tensione di 8 V ciascuno. L'induttore L1 è avvolto su un nucleo magnetico di ferrite W 16x20 con un traferro non magnetico di 1.1 mm. Il suo avvolgimento 1-2 contiene nove spire di filo PEV-1 1.6 mm. e 2-3 - 17 giri di filo PEV-1 1 mm. L'impostazione del convertitore si riduce all'impostazione della frequenza degli impulsi dell'oscillatore principale. Dovrebbe essere pari a 160 Hz con un ciclo di lavoro di 2. Il generatore è sintonizzato senza fornire tensione agli interruttori di alimentazione. Per fare ciò è sufficiente rompere il conduttore che collega il terminale 2 dell'induttore L1 al polo positivo della batteria. La frequenza e il duty cycle degli impulsi sono controllati al pin 3 del chip DDI, raggiungendo i valori desiderati selezionando i resistori R2 e R3. Successivamente, dopo aver ripristinato il circuito di alimentazione delle chiavi, è necessario assicurarsi che il valore effettivo della tensione di uscita sia 220 V (va misurato con un voltmetro del sistema elettromagnetico, poiché un avometro convenzionale darà letture errate) . Modificando la resistenza del resistore R3. la tensione di uscita può essere regolata entro un piccolo intervallo. Autore: D. Bezik, villaggio di Skryabina, regione di Bryansk.
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