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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Alimentatore regolabile con commutazione automatica della tensione all'ingresso dello stabilizzatore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori I regolatori di tensione CC lineari, a differenza di quelli a impulsi, di solito hanno un basso livello di ondulazione della tensione di uscita e non interferiscono con la ricezione radio, ma con una grande differenza tra le tensioni di ingresso e di uscita hanno una bassa efficienza. È possibile aumentare l'efficienza media di un regolatore lineare regolabile modificando la sua tensione di ingresso in base alla tensione di uscita impostata.
Nella fig. La Figura 1 mostra uno schema di un alimentatore compatto costruito su questo principio con uno stabilizzatore di tensione di uscita lineare, regolabile su un ampio intervallo. L'apparecchio è dotato di un voltmetro digitale a tre cifre e produce con una corrente di carico fino a 3,3 A una tensione di uscita stabilizzata di 18...1,2 V. In [1] è stata descritta una struttura in cui era anche possibile cambiare la tensione all'ingresso dello stabilizzatore, ma solo manualmente. Nella nuova unità, gli avvolgimenti del trasformatore abbassatore T1 vengono commutati automaticamente in base alla tensione di uscita impostata. Il dispositivo è protetto dalle sovracorrenti, come in [1], mediante fusibili autoripristinanti. La tensione di rete 220 V AC viene fornita all'avvolgimento primario del trasformatore abbassatore T1 attraverso i contatti chiusi dell'interruttore di rete retroilluminato SA1 e della resistenza di protezione R2. Il resistore R1 limita la corrente attraverso la retroilluminazione al neon dell'interruttore, riducendone la luminosità e aumentandone la durata. Il varistore RU1 protegge dai picchi di tensione nella rete. Il trasformatore ha due avvolgimenti secondari. La tensione alternata proveniente dall'avvolgimento 5-6-7 del trasformatore, dotato di presa, viene fornita al ponte raddrizzatore VD3 tramite i contatti del relè K1.1, l'interruttore SA2 e il fusibile autoripristinante FU1 o FU2 (a seconda della posizione del interruttore). I condensatori C10 e C11 attenuano le increspature della tensione raddrizzata. Il LED HL5 compreso nella diagonale del ponte raddrizzatore VD8-VD1 segnala l'intervento di un eventuale fusibile autoripristinante; la resistenza R13 limita la corrente del LED. L'avvolgimento 3-4 è progettato per ottenere la maggiore tensione necessaria per controllare efficacemente il transistor ad effetto di campo VT6, che funge da elemento regolatore nello stabilizzatore di tensione. La tensione di questo avvolgimento rettifica il diodo Schottky VD2 e leviga il filtro C4R8C9. Questa unità consente di fare a meno del moltiplicatore di tensione, utilizzato in uno stabilizzatore simile descritto in [2]. Nello stabilizzatore di tensione di uscita regolabile, il microcircuito dello stabilizzatore di tensione parallelo DA1 viene utilizzato come unità di confronto e amplificatore del segnale di errore. È alimentato da una corrente di 3 mA, stabilizzata dai transistor VT3 e VT5. Il valore esatto di questa corrente dipende dalla resistenza del resistore R14. Alimentare lo stabilizzatore parallelo con una corrente stabile consente di creare condizioni operative confortevoli quando la tensione sul catodo convenzionale (pin 3) cambia in modo significativo. Il condensatore C14 e il resistore R15 impediscono l'autoeccitazione dello stabilizzatore. La tensione di uscita dello stabilizzatore è regolata dal resistore variabile R20. Minore è la resistenza introdotta, minore è la tensione all'uscita del blocco, la sorgente del transistor ad effetto di campo VT6. Il diodo zener VD10 protegge il transistor ad effetto di campo da eventuali danni. Il microcircuito DA1 mantiene sempre una tensione al suo catodo tale che la tensione tra il suo ingresso di controllo (pin 1) e l'anodo condizionale (pin 2) sia pari a 2,5 V. Il resistore R16 è protettivo. Un voltmetro digitale PV1 è collegato all'uscita dello stabilizzatore. Il diodo VD11 lo protegge dalla tensione inversa, ad esempio, nel caso di collegamento di un grande condensatore caricato con polarità inversa all'uscita dello stabilizzatore. L'unità di commutazione per la tensione di ingresso dello stabilizzatore è assemblata utilizzando transistor VT1, VT2, VT4, relè K1, diodi zener VD1 e VD4 e diodo VD9. Mentre la tensione di uscita dello stabilizzatore è inferiore a 7,4 V, la tensione tra la base e l'emettitore del transistor VT1 è inferiore a 0,5 V, quindi è chiuso. Insieme ad esso, i transistor VT2 e VT4 sono chiusi e l'avvolgimento del relè è diseccitato. Il ponte a diodi VD3 riceve una tensione di circa 11 V dai terminali 6 e 7 del trasformatore attraverso i contatti del relè, che riduce la potenza dissipata dal transistor VT6. Quando la tensione all'uscita dello stabilizzatore aumenta, il transistor VT1 si apre e insieme ad esso si aprono VT2 e VT4. La bobina del relè K1 riceve una tensione limitata dal diodo zener VD4. Il relè viene attivato e il ponte VD3 riceve una tensione di circa 20 V dai terminali 5 e 7 del trasformatore attraverso i suoi contatti commutati. Il resistore R7 crea un feedback positivo necessario per creare una zona di isteresi dello stato del relè dalla tensione di uscita dello stabilizzatore. Di conseguenza, il relè rilascia l'armatura solo quando la tensione di uscita scende a 7 V. Il diodo VD9 protegge il transistor VT4 dalle emissioni di campi elettromagnetici di autoinduzione sull'avvolgimento del relè quando la corrente al suo interno viene interrotta. I condensatori C5 e C6 impediscono la falsa commutazione del relè.
L'alimentatore prodotto ha un design compatto, tutte le parti sono collocate in un involucro finito con dimensioni di 129x114x47 mm realizzato in lamiera di ottone spessa 1 mm (Fig. 2). L'alloggiamento funge anche da efficace dissipatore di calore. Ad esso sono fissate delle gambe di plastica alte circa 10 mm, necessarie per un migliore flusso d'aria attorno ad esso, e quindi per un migliore raffreddamento. Il case non ha un collegamento elettrico diretto con il filo comune dell'alimentazione, ma è collegato ad esso tramite il circuito R3C1R4 per l'equalizzazione del potenziale. Il pannello frontale dell'unità è realizzato in lamiera di polistirolo.
Poiché quasi la metà del volume della custodia è occupata dal trasformatore T1, la disposizione dei restanti elementi del dispositivo al suo interno è piuttosto densa. Il gruppo raddrizzatore sul ponte a diodi VD3 è assemblato su un circuito stampato separato, mostrato in Fig. 3. Contiene anche condensatori C2, C3, C7, C8, C10, resistore R13, diodi VD5-VD8 e fusibili autoripristinanti. I restanti nodi si trovano sulla scheda mostrata in Fig. 4.
Il montaggio delle tavole è incernierato su entrambi i lati. Tutti i circuiti attraverso i quali flussi di corrente significativi sono realizzati con filo di montaggio con una sezione di 0,75 mm2. Per i circuiti a bassa potenza viene utilizzato il filo MGTF con una sezione trasversale di 0,03 mm2. Il filo che va al motore a resistenza variabile è schermato e i fili sotto tensione a 220 V sono a doppio isolamento. Dopo aver verificato la funzionalità del dispositivo, le schede elettroniche lato connessione vengono rivestite con vernice XB-784 per evitare cortocircuiti accidentali e aumentare la resistenza meccanica dell'installazione. Il resistore R1 è discontinuo non infiammabile e può essere sostituito da un fusibile da 0,5 A. I restanti resistori permanenti sono MLT, RPM, C1-4, C1-14, C2-23 e altri simili. Il resistore variabile R20 è SP4-1, ma può essere sostituito con RP1-73a, SP3-9a, SP-04a. Quando si utilizza un resistore variabile la cui resistenza differisce da quella indicata nello schema (può raggiungere 2,2 kOhm), sarà necessario modificare proporzionalmente i valori dei resistori R17 e R19. Tieni presente che i resistori variabili di valore inferiore sono generalmente più affidabili. Il varistore MYG20-471 (RU1) utilizzato nel dispositivo può essere sostituito con MYG20-431, FNR-20K431, FNR-20K471, GNR20D431K. Una copertura in fibra di vetro è posizionata sull'alloggiamento del varistore. I condensatori C5 e C6 sono ceramici per il montaggio superficiale. I condensatori all'ossido sono analoghi importati di K50-68. I restanti condensatori sono condensatori a film di piccole dimensioni. I diodi 1N4148 possono essere sostituiti da uno qualsiasi dei 1N914, 1SS244, KD510, KD521, KD522 e diodo 1N4004 - dalla serie 1 N4001 - 1N4007, UF4001 - UF4007, KD209, KD243, KD247. Invece del diodo EGP20A, 1N5401 - 1N5408, FR301 - FR307, sono adatti i diodi delle serie KD226, KD257 e invece del diodo Schottky 1 N5819 - SB140, SB150. Il ponte a diodi RBV-406H può essere sostituito da uno qualsiasi tra FBU4, KBU6, BR605, KVRS601-KVRS610, RS801-RS807, KBU8. Prima di fissare il blocco al corpo in ottone, la superficie del ponte premuta contro di esso deve essere lubrificata con pasta termoconduttiva. I diodi Zener 1N4738A vengono sostituiti con BZV55C8V2, TZMC8V2. Al posto del diodo zener 1N4736A sono adatti BZV55C6V8, TZMC6V8. Il LED HL1 può essere di qualsiasi tipo e colore. Il chip TL431CLP può essere sostituito con AZ431AZ, LM431ACZ. Il transistor IRLZ44N in questo progetto può essere sostituito con IRL2505N, IRL3205, STP65NF06. Durante l'assemblaggio della struttura, i suoi terminali sono collegati con un ponticello a filo. Attraverso una guarnizione isolante, il transistor è montato su una piastra di alluminio di dimensioni 125x35x2 mm. Tale piastrina viene poi avvitata al corpo in ottone dell'apparecchio mediante pasta termoconduttiva. Va notato che il montaggio di un transistor TO-220 su un dissipatore di calore attraverso un cuscinetto isolante limita la dissipazione di potenza continua massima consentita a circa 30 W. Questo dovrebbe essere preso in considerazione quando si realizza un alimentatore di potenza maggiore. Può essere aumentato collegando più transistor ad effetto di campo in parallelo e utilizzando un trasformatore più potente. Il transistor 2SD1616 può essere sostituito con le serie SS8550, 2SC2331 o KT961 con un coefficiente di trasferimento di corrente di base di almeno 50. Invece dei transistor 2SA733, sono adatti i transistor 2SA709, SS9012 delle serie KT6115, KT3107. Transistor sostitutivo serie 2SC945 - SS9013, SS9014, 2SC1815, KT3102. L'alimentatore utilizza un relè trovato in una lavatrice difettosa. È progettato per funzionare con una tensione di avvolgimento di 12 V, ma funziona con una tensione notevolmente inferiore. La resistenza dell'avvolgimento misurata è di 440 Ohm. Può essere sostituito da qualsiasi relè con approssimativamente la stessa resistenza dell'avvolgimento e con un gruppo di contatti di commutazione in grado di commutare una corrente di almeno 3 A e di funzionare con una tensione non superiore a 6 V. Per l'utilizzo nell'alimentazione è stato convertito il trasformatore toroidale di rete del riverbero a nastro Echo-1. Da esso sono stati rimossi tutti gli avvolgimenti secondari e lo schermo di interavvolgimento. Quattro strati di nastro in PVC vengono aggiunti sopra l'isolamento in carta dell'avvolgimento primario. L'avvolgimento 5-6-7 viene avvolto con un fascio di sei fili di avvolgimento con un diametro di 0,39 mm ciascuno, attorcigliati mediante un trapano elettrico. È necessario preparare circa 25 m di corda. L'avvolgimento su un circuito magnetico toroidale viene eseguito giro per giro utilizzando una navetta fatta in casa. Nella sezione 5-6 dovrebbero essere avvolti 123 giri e nella sezione 6-7 - 150. Dopo aver avvolto ogni strato, viene coperto con uno strato di nastro di carta, che viene quindi impregnato con vernice isolante. L'avvolgimento 3-4 contiene 60 giri di filo di avvolgimento con un diametro di 0,43 mm. Entrambi gli avvolgimenti secondari sono disposti con la massima forza in modo che aderiscano perfettamente al nucleo magnetico. È possibile utilizzare un altro trasformatore con potenza complessiva di almeno 30 VA, il cui avvolgimento secondario, utilizzato come avvolgimento 5-6-7, è previsto per una corrente di almeno 1,3 A.
Come voltmetro PV1 è stato utilizzato il dispositivo digitale da incasso V20D-T1 (Fig. 5). È stato acquistato in uno dei negozi online per un importo (comprese le spese di spedizione) inferiore al prezzo di un normale indicatore LED a tre cifre. Il voltmetro misura la tensione continua da 3,2 a 30 V con un consumo di corrente di circa 20 mA. L'unità finita inizia a funzionare immediatamente. Se necessario, selezionando i resistori R17 e R19, è possibile impostare i limiti superiore e inferiore desiderati per la regolazione della tensione di uscita. Letteratura
Autore: A. Butov
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