Fonte de alimentação resistente a interferências. Esquema, descrição

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Este projeto de circuito da fonte de alimentação é resultado de pesquisas experimentais visando criar um IP fácil de configurar com alta eficiência, que tenha boa imunidade a ruídos.

Como pode ser visto no diagrama mostrado na Fig. 1, a fonte consiste em três partes: conversor de tensão AC 220 V 50 Hz a DC 35...40 V; estabilizador de tensão de chave de pulso com Uout = 7,6 V; estabilizador linear com Uout = +5 V. O circuito do estabilizador de chave é baseado nos desenvolvimentos do artigo de A. Mironov ("Rádio", N4 / 87). As alterações no circuito visam simplificá-lo, aumentando o limite superior da tensão de entrada. A utilização de um diodo 2D213A (VD5) em vez do KD219A recomendado por A. Mironov (um diodo com barreira Schottky com um ramo reverso da característica corrente-tensão em uma tensão superior a 25 V) permite garantir uma queda acentuada na eficiência do diodo zener em tensões de entrada superiores a 28 V e, portanto, aumentar o limite superior da tensão de entrada de 25 V para mais de 45 V.

(clique para ampliar)

O estabilizador de comutação assim modificado mantém a tensão de entrada dentro dos limites permitidos para a entrada de um estabilizador linear montado no KR142EN5A quando a tensão em sua entrada passa de 8,5 V para 45 V, o que corresponde a uma mudança na tensão da rede de aproximadamente 44 V a 220 V.

Isso é suficiente para garantir a estabilização durante uma queda de curto prazo na tensão da rede (na verdade, não inferior a 70 V) devido à inclusão de consumidores de energia poderosos (com baixa qualidade da rede).

Durante a operação da fonte de alimentação, verificou-se que o ruído de impulso da rede apenas leva à comutação prematura do transistor de chave e não passa para a saída do estabilizador.

O uso da cadeia VD7, VD8, R8 e FU1 elimina completamente os possíveis problemas associados à falha de um regulador de comutação, por exemplo, durante a quebra de um transistor chave. Para garantir os parâmetros de saída indicados na fig. 1, o transformador é enrolado de forma a fornecer uma tensão retificada na faixa de 30 ... 35 V a uma corrente de 0,4 A. Alterar seus parâmetros de saída para baixo leva apenas a uma diminuição na imunidade a ruído da energia fonte. Os parâmetros do indutor L1 não são críticos (você pode até não configurá-lo). A capacitância dos capacitores C2 e C6 não deve ser escolhida abaixo de 200 uF e 600 uF, respectivamente, pois isso leva a um aumento do nível de ondulação.

É necessário prestar atenção ao tipo de capacitores nessas posições. O tipo recomendado é K52, K53 ou similar. Você não deve usar K50-16, K50-35 - isso anulará o resultado de todo o seu trabalho para garantir a imunidade ao ruído.

O indutor L2 é enrolado em um núcleo tipo TCHK feito de alsifer de tamanho K24x13x7 e contém 26 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 1 mm. As dimensões do núcleo não são críticas. No entanto, ainda é necessário obter uma indutância de aproximadamente 30 μH. A utilização de um circuito magnético de ferrite, como recomenda A. Mironov, é indesejável, pois leva a uma deterioração dos parâmetros do estabilizador. Ao usar um núcleo magnético blindado, o indutor contém 11 voltas de oito condutores PEV-1 0,35 em um núcleo B22 2000 NM.

A instalação de um estabilizador de tensão de chave de comutação é melhor feita em uma fibra de vidro de dupla face (neste caso, um lado é usado como tela). É desejável reduzir ao mínimo o comprimento dos condutores de conexão ao longo dos circuitos C2, VT3, VD5, L2, C6. O arranjo mais ideal dos elementos é mostrado na Fig. 2. Os capacitores de bloqueio C4, C5 devem ser preferencialmente colocados diretamente nos terminais DA1 KR142EN5A ou próximos a eles.

Estabelecer uma fonte de alimentação se resume a instalar um regulador de tensão de comutação da ordem de 7,6 ... 8 V na saída de um regulador de tensão de chave de comutação com um resistor R6 em carga nominal. Nesse caso, a frequência de operação da comutação deve ser monitorada por um osciloscópio. A frequência deve estar entre 30...40 kHz. Se necessário, a frequência pode ser ajustada selecionando C3. Deve-se notar que, dependendo da capacitância C6 selecionada, do valor da resistência de carga e da tensão de entrada, a frequência de operação pode variar em uma ampla faixa. A frequência ideal para a carga nominal é de 30...40 kHz. No caso de auto-excitação do regulador de comutação, é necessário instalar um capacitor adicional C com capacidade de aproximadamente 0,01 μF.

O valor de R8 é selecionado dependendo dos parâmetros do diodo Zener VD7.

A tensão de entrada da fonte de alimentação é fácil de mudar substituindo VD6 por D818 (9V) e DA1 por KR142EN8. Nesse caso, obtemos 12 V na saída com uma corrente de até 1,5 A.

Para obter várias tensões, é desejável enrolar um enrolamento separado no transformador T1 para cada tensão, a fim de "desatar" os reguladores de comutação. Com uma corrente através do transistor chave de mais de 1,5 A, VT1 e VD5 devem ser instalados em pequenos radiadores.

A operação a longo prazo de várias fontes de alimentação fabricadas de acordo com o esquema descrito mostrou sua alta confiabilidade e imunidade a ruídos.

Autor: P. Gribok, Belarus, Borisov; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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