Un semplice UPS basato su un trasformatore elettronico

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori

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L'articolo descrive un alimentatore switching molto semplice. La sua semplicità è dovuta all'utilizzo di un "trasformatore elettronico", un prodotto seriale progettato per alimentare lampade alogene.

Per alimentare i moderni dispositivi elettronici, vengono sempre più utilizzate sorgenti di impulsi, in cui la tensione viene convertita ad alta frequenza. Ciò consente, come è noto, di ridurre notevolmente le dimensioni e il peso di tali alimentatori rispetto a quelli lineari.

Tuttavia, per i radioamatori alle prime armi, quando realizzano i propri alimentatori a commutazione, la difficoltà maggiore è l'installazione, durante la quale spesso i costosi transistor ad alta tensione si guastano. E la tensione di alimentazione nei circuiti primari, collegati galvanicamente alla rete, è piuttosto elevata - circa 300 V, che, in primo luogo, impone maggiori requisiti sull'isolamento dell'avvolgimento del trasformatore del convertitore e, in secondo luogo, rende pericolosa la creazione di tale unità .

Molto semplicemente, questo problema può essere risolto se si utilizza un dispositivo già pronto: un "trasformatore elettronico". Dispositivi simili sono apparsi in vendita diversi anni fa in negozi specializzati che vendono apparecchiature elettriche e commerciali professionali.

I "trasformatori elettronici" sono progettati per alimentare l'illuminazione della vetrina alogena a 12 volt. Sono alimentati da una tensione di rete di 220 V, una frequenza di 50 Hz e in uscita hanno impulsi di corrente alternata ad alta frequenza con un'ampiezza di 12 V.

Il dispositivo descritto utilizza un trasformatore da 105 W, ma esistono anche modelli più potenti. A seconda del paese di produzione e dell'organizzazione commerciale, il prezzo di questo prodotto varia da 250 a 350 rubli.

In effetti, un tale trasformatore è un convertitore di tensione di commutazione molto compatto. La frequenza di conversione (a seconda del modello) va da 50 a 80 kHz.

Per l'uso pratico nell'alimentatore "trasformatore elettronico" non necessita di alcuna modifica. È solo necessario produrre un limitatore di sovratensione, un trasformatore di adattamento, un raddrizzatore e un filtro di uscita.

La figura mostra un diagramma di alimentazione basato su un prodotto simile. Questo dispositivo funziona da due anni in combinazione con un amplificatore stereo con una potenza di uscita di 2x20 W. La sua tensione di uscita sotto carico è di 100 mA a una tensione di alimentazione nominale di 220 V - ±25 V. Se la corrente di carico viene aumentata a 2,2 A, la tensione di uscita viene ridotta a ±20 V.

La tensione di alimentazione attraverso l'interruttore SA1 e i fusibili FU1 e FU2 viene fornita al filtro L1C1-C3, che protegge la rete dalle interferenze del convertitore di impulsi. Il punto medio di accensione dei condensatori C1 e C2 è collegato all'involucro schermante dell'alimentatore. Si noti in particolare che l'involucro deve essere isolato dal filo comune e dal telaio metallico del dispositivo alimentato (carico).

Successivamente, la tensione di rete viene alimentata all'ingresso del "trasformatore elettronico" U1, dai cui terminali di uscita (con la scritta 12 V) viene fornita una tensione ridotta al trasformatore di adattamento T1. La tensione alternata dall'avvolgimento secondario del trasformatore rettifica il ponte a diodi VD1-VD4 e leviga il filtro L2C4C5.

L'induttore L1 utilizzava DF90PT già pronti dei televisori ZUSCT.

Il trasformatore T1 è realizzato in modo indipendente. La tensione di uscita dell'alimentatore dipende dal numero di giri del suo avvolgimento secondario. Il trasformatore è realizzato su circuito magnetico ad anello K30x18x7 in ferrite M2000NM. L'avvolgimento primario contiene 10 spire di filo PEV-2 1,2. L'avvolgimento secondario (per una tensione di uscita di ± 24 V) è avvolto con un filo PEV-2 0,8 piegato a metà. Contiene 22 turni. Collegando la fine del primo semiavvolgimento con l'inizio del secondo, si ottiene il punto medio dell'avvolgimento secondario.

Anche Choke L2 è fatto in casa. È avvolto sullo stesso anello di ferrite del trasformatore K30x18x7 M2000NM con filo PEV-2 0,8. Entrambi gli avvolgimenti contengono 20 spire.

I diodi raddrizzatori devono essere posizionati su un dissipatore di calore con un'area di almeno 50 cm2. Inoltre, i diodi, in cui gli anodi sono collegati all'uscita negativa del ponte, dovrebbero essere isolati dal dissipatore di calore con distanziatori in mica, e il dissipatore di calore stesso dovrebbe essere isolato dall'alloggiamento dell'alimentatore.

I condensatori di livellamento C4 e C5 sono costituiti da tre K50-46 collegati in parallelo con una capacità di 2200 microfarad ciascuno.

L'involucro di schermatura può essere realizzato in lamiera sottile di ottone o in banda stagnata. Deve essere provvisto di fori per il raffreddamento.

Le parti dell'alimentatore sono poste su una scheda in materiale isolante e collegate da segmenti di un filo di montaggio isolato. Il progetto dovrebbe escludere completamente la possibilità di toccare i conduttori e le parti del dispositivo collegate all'ingresso del "trasformatore elettronico", che sono sotto tensione di rete.

Un alimentatore correttamente assemblato inizia a funzionare immediatamente e non ha bisogno di essere regolato. Durante il test, all'uscita di ciascun braccio devono essere collegate resistenze da 240 ohm con una potenza di dissipazione di almeno 3 W. Si sconsiglia di accendere l'unità senza carico.

Se il dispositivo alimentato contiene circuiti altamente sensibili (ad esempio amplificatori microfonici), è utile derivare i condensatori di livellamento C4 e C5 con condensatori ceramici da 0,33 μF per una tensione nominale di almeno 63 V (è possibile collegare più condensatori in parallelo ).

Autore: A.Sharonov, Chita

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