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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fontes de alimentação com um divisor de tensão do capacitor. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação Uma fonte de alimentação de rede com um capacitor de têmpera (Fig. 1), na verdade, é um divisor de tensão, no qual o ombro superior é um capacitor e o inferior é um circuito complexo não linear diodo-resistor-capacitor. Isso determina as desvantagens (e vantagens, é claro) de tais dispositivos.
Para que a fonte opere em uma ampla faixa de corrente de carga com alta eficiência, basta tornar o divisor de tensão de entrada puramente reativo, por exemplo, capacitor (Fig. 2). Ele permite estabilizar adicionalmente a tensão de saída da fonte com uma compensação conectada em série ou regulador de comutação, o que não pode ser feito em uma fonte convencional com um capacitor de extinção. Conforme mostrado no artigo de S. Biryukov "Cálculo de uma fonte de alimentação de rede com um capacitor de extinção" - "Rádio", 1997, nº 5, p. 48-50, - um estabilizador serial só pode ser usado se a tensão em sua entrada for limitada, o que novamente reduz significativamente a eficiência.
É aconselhável utilizar uma fonte com divisor de tensão de capacitor para operação conjunta com reguladores de comutação. É ideal para um dispositivo que consome baixa corrente por muito tempo, mas em algum momento exige um aumento acentuado na mesma. Um exemplo é um cão de guarda de apartamento em microcircuitos "MOS com uma unidade de atuação em um relé e um dispositivo de sinalização audível. A corrente consumida pelo divisor do capacitor terá um deslocamento de fase de 90 graus. em relação à tensão da rede, de modo que o divisor de tensão nos elementos reativos não requer refrigeração. Com base no exposto, parece que a corrente através do divisor pode ser escolhida arbitrariamente grande. No entanto, um aumento injustificado da corrente do divisor levará a perdas ativas nos fios e a um aumento da massa e do volume do dispositivo. Portanto, é aconselhável levar a corrente através do divisor de tensão dentro de 0,5 ... 3 da corrente máxima de carga. O cálculo de uma fonte com um divisor capacitivo é simples. Conforme a fórmula (2) do artigo mencionado, a tensão de saída Uout e a corrente de saída total (diodo zener e carga Iout) da fonte de acordo com o esquema 1,a estão relacionadas da seguinte forma: Iout = 4fC1(2Uc-Uout). Esta fórmula também é adequada para calcular uma fonte com um divisor de capacitor; nela, você só precisa substituir C1 pela capacitância total dos capacitores C1 e C2 conectados em paralelo, mostrado na Fig. 2. a Uc - em Uc2x (tensão no capacitor C2 em RH = °°), ou seja, Uc2x = = Uc-C1 / (C1 + C2). Então 1out = 4f(C1+C2)xx[Uc-C1-i/2/(C1+C2)-Unbix] ou após transformações óbvias 1out = 4f-C1 [Uc^2 --out(1+C2/C1) ]. Como a queda de tensão nos diodos da ponte Ud em pequenos valores de Kout se torna perceptível, finalmente obtemos 1out = 4f-C1 [Uc ^ / 2- (Cout + 2Cd) (1 + + C2 / C1)]. Pode ser visto pela fórmula que em Рн=0 (ou seja, em Uout=0), a corrente Iout, se desprezarmos a queda de tensão nos diodos, permanece a mesma da fonte de energia montada de acordo com o esquema 1,a . A tensão na saída sem carga diminui: Uauxx = =Uc-C1^/2/(C1+C2)-2Un. A capacitância e a tensão operacional do capacitor C2 são selecionadas com base na tensão de saída necessária - a proporção dos valores de capacitância C1 / C2 é inversamente proporcional aos valores da tensão que cai em C1 e C2. Por exemplo, se C1" = 1 μF e C2 = 4 μF, a tensão Uc1 será igual a 4/5 da tensão de rede e Uc2 \u5d Uc / 220, que corresponde a 186 e 44 V com rede tensão de Uc \u1,5d XNUMX V. Deve-se levar em consideração que o valor da amplitude da tensão é quase XNUMX vezes maior que o atual e selecionar capacitores para a tensão nominal apropriada. Apesar do fato de que teoricamente os capacitores em um circuito AC não consomem energia, na realidade algum calor pode ser gerado neles devido à presença de perdas. Você pode verificar antecipadamente a adequação do capacitor para uso na fonte simplesmente conectando-o à rede e estimando a temperatura do gabinete após meia hora. Se o capacitor C1 tiver tempo para aquecer visivelmente, deve ser considerado impróprio para uso na fonte. Capacitores especiais para instalações elétricas industriais praticamente não aquecem - eles são projetados para alta potência reativa. Esses capacitores são usados em lâmpadas fluorescentes, em reatores de motores elétricos assíncronos, etc.
Abaixo estão dois circuitos práticos de alimentação com divisor de capacitor: um de uso geral de cinco volts (Fig. 3) para uma corrente de carga de até 0,3 A e uma fonte de alimentação ininterrupta para relógios eletrônico-mecânicos de quartzo (Fig. 4).
O divisor de tensão de uma fonte de cinco volts consiste em um capacitor de papel C1 e dois capacitores de óxido C2 e C3, formando um ombro não polar com capacidade de 100 microfarads. Os diodos polarizadores para o par de óxidos são diodos de ponte esquerda de acordo com o esquema. Com as classificações dos elementos indicados no diagrama, a corrente do circuito (em Rn = 0) é de 600 mA, a tensão no capacitor C4 na ausência de carga é de 27 V. Os relógios eletrônico-mecânicos são normalmente alimentados por uma única célula galvânica com tensão de 1,5 V. A fonte proposta gera uma tensão de 1,4 V a uma corrente de carga média de 1 mA. A tensão removida do divisor C1C2 retifica o nó nos elementos VD1, VD2, C3. Sem carga, a tensão no capacitor C3 não excede 12V. Autor: O. Khovaiko, Moscou; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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