ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Convertitore di tensione potente di piccole dimensioni Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Convertitori di tensione, raddrizzatori, inverter Per alimentare alcuni dispositivi radioelettronici, è necessaria una tensione costante superiore a 12 V. Pertanto, quando si utilizzano tali apparecchiature, ad esempio in un'auto o da una batteria per auto, è necessario un convertitore di tensione appropriato. Sulla base di moderni microcircuiti e transistor ad effetto di campo, è possibile assemblare un convertitore di tensione economico, le cui dimensioni saranno determinate principalmente dal trasformatore. Presentiamo ai nostri lettori una delle opzioni per un tale convertitore. Il circuito di un convertitore CC-CC di valore superiore è mostrato in Fig. 1. È assemblato sul microcircuito KR1211EU1 [1] e sui transistor ad effetto di campo IRLR2905 [2]. Questi transistor hanno una resistenza a canale aperto molto bassa (circa 0,027 ohm), forniscono un flusso di corrente elevato (almeno 26 A) e sono controllati da segnali con i livelli logici dei microcircuiti digitali. Nella maggior parte dei casi possono essere utilizzati senza dissipatori di calore, riducendo così le dimensioni del convertitore. Il microcircuito DA2 genera segnali di impulsi di controllo per transistor ad effetto di campo; la loro frequenza è determinata dai parametri del circuito di impostazione della frequenza R3C12. Gli impulsi di controllo sono formati in modo tale che vi sia una pausa tra di loro. Di conseguenza, il flusso di corrente attraverso i transistor viene eliminato e l'efficienza del convertitore aumenta. I transistor commutano l'avvolgimento primario del trasformatore elevatore T1. La tensione dell'avvolgimento secondario rettifica il ponte a diodi VD1-VD4 e leviga il filtro C13C14L2C15. In questo caso l'induttore fornisce principalmente la soppressione delle armoniche ad alta frequenza nella tensione di uscita. La tensione di alimentazione del chip di controllo DA2 viene pre-livellata dal filtro L1C9 e stabilizzata dal regolatore di tensione integrato DA1. Il circuito R2C11 assicura che il microcircuito si avvii all'accensione. Il relè K1 contiene un dispositivo di protezione da sovraccarico del convertitore. Quando il consumo di corrente aumenta al di sopra del livello impostato, i contatti del relè K1.1 si chiuderanno, un livello logico alto verrà inviato all'ingresso FC del chip DA2 e un livello logico basso verrà impostato alle sue uscite - i transistor lo faranno chiudersi e il funzionamento del convertitore si interromperà. Per riavviarlo, è necessario spegnere e riaccendere. Se necessario è possibile inserire un'indicazione LED del funzionamento del convertitore. Per fare ciò, i circuiti del LED e un resistore limitatore di corrente sono collegati in parallelo con i condensatori C1 (monitoraggio della presenza di tensione in ingresso) e C15 (monitoraggio della presenza di tensione in uscita). Nel dispositivo, il microcircuito 78L05 (DA1) può essere sostituito con KR1157EN502A, 78M05, KR142EN5A, si consiglia di utilizzare condensatori al tantalio per montaggio superficiale o serie K52, K53, tuttavia, le dimensioni della scheda in questo caso potrebbero dover essere essere maggiorati, condensatori non polari - K10-17V o K10 -17a con conduttori di lunghezza minima. Resistori - MLT, S2-33, induttore L1 - DM-0,1 con induttanza 50...100 µH. L'induttore L2 è avvolto su un nucleo magnetico ad anello K20x12x6 realizzato in ferrite da 2000 NM, il suo avvolgimento contiene 5 spire di filo MGTF 0,75 e l'induttanza è di circa 50 μH. È possibile utilizzare qualsiasi LED e la resistenza e la potenza dei resistori di limitazione della corrente vengono selezionate in base alla corrente che li attraversa. Commutatore SA1 - P2T. Il relè di corrente K1 è artigianale, l'avvolgimento è costituito da filo di rame isolato del diametro di 2 mm, avvolto su un mandrino del diametro di 3...4 mm, all'interno del quale è inserito un interruttore reed KEM2 (vengono utilizzati, ad esempio nel relè RES44). Il numero approssimativo di giri per una corrente di 7 A è 4 e per 10 A - 3. La sensibilità del relè può essere regolata in modo fluido modificando la posizione dell'interruttore reed nella bobina; dopo la regolazione finale, l'interruttore reed fissato con colla. Il trasformatore T1 è realizzato su due nuclei magnetici ad anelli K45x28x12 incollati in ferrite 2000NM-17; gli spigoli vivi degli anelli devono essere arrotondati. Entrambi gli avvolgimenti sono avvolti con filo MGTF 0,75. Il primario contiene 5 spire di otto conduttori piegati insieme; è diviso in due parti e l'inizio di una è collegato all'estremità della seconda. L'avvolgimento secondario per una tensione di uscita di 32 V contiene 15 spire in due fili. Per altri valori di tensione di uscita, il numero di spire dell'avvolgimento secondario deve essere modificato proporzionalmente. La maggior parte delle parti sono posizionate su un circuito stampato in fibra di vetro a doppia faccia, il cui disegno è mostrato in Fig. 2. Le aree di pellicola da rimuovere sono evidenziate in nero. Tutti gli elementi sono montati sul lato dei conduttori stampati. Il secondo lato viene lasciato metallizzato e collegato al filo comune del primo lato. Per fare ciò, nei fori passanti indicati nel disegno vengono inseriti dei pezzi di filo stagnato e saldati su entrambi i lati della scheda. I terminali dell'avvolgimento primario del trasformatore dovrebbero essere saldati più vicino al terminale di drain del transistor, poiché forniranno un'ulteriore rimozione del calore. La configurazione inizia impostando la frequenza del convertitore; può essere monitorata su una delle uscite del chip DA2 con un oscilloscopio o un frequenzimetro. La frequenza consigliata per i nuclei magnetici in ferrite utilizzati è 80...100 kHz, si imposta selezionando la capacità del condensatore C12 o la resistenza del resistore R3 (si consiglia di variarne il valore verso l'alto). Per ridurre le interferenze, il convertitore è inserito in una custodia metallica. I test del dispositivo hanno dimostrato che con una corrente di carico di 3 A (la potenza di uscita è di circa 100 W), l'efficienza del convertitore è di circa il 91...92%. I transistor ad effetto di campo si riscaldano leggermente, i diodi raddrizzatori sono notevolmente più caldi. Pertanto, l'efficienza può essere ulteriormente aumentata se vengono utilizzati diodi raddrizzatori Schottky ad alta velocità invece di KD213A. Se si dotano i transistor di dissipatori di calore e si aumentano le dimensioni del trasformatore, la potenza del convertitore può essere aumentata più volte. Letteratura
Autore: I. Nechaev, Kursk Vedi altri articoli sezione Convertitori di tensione, raddrizzatori, inverter. Leggere e scrivere utile commenti su questo articolo. Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica: Un nuovo modo di controllare e manipolare i segnali ottici
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