Retificador de rede - estabilizador de tensão e corrente. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Um dos principais problemas no desenvolvimento de um retificador de rede é a limitação da amplitude da corrente de carga do capacitor de suavização no momento da conexão à rede. Em retificadores de baixa potência, um resistor ou termistor limitador de corrente é instalado na entrada para isso. Em dispositivos mais potentes, para aumentar a eficiência, o resistor limitador é desviado com um contato de relé ou um trinistor quando a tensão no capacitor de suavização atinge um valor no qual a amplitude dos pulsos de corrente de carga adicionais não excederá mais o valor permitido.

O esquema do dispositivo proposto é mostrado na fig. 1. A ponte retificadora controlada é montada em dois trinistores VS1, VS2 e dois diodos VD2, VD4. Capacitor C5 - suavização. Resistor R16 - sensor de corrente de carga. Os diodos VD1 e VD3, juntamente com os diodos VD2 e VD4, formam uma ponte retificadora não controlada utilizada para alimentar a unidade de controle SCR, que inclui os demais elementos. A tensão de abertura para os eletrodos de controle dos trinistores é fornecida alternadamente através dos diodos VD1, VD5 ou VD3, VD6, dependendo da polaridade da meia onda da tensão da rede, quando o analógico do trinistor montado nos transistores VT2 e VT3 é aberto pela tensão fornecida à base do transistor VT3 através do resistor R9 quando o transistor é fechado VT1.

O capacitor C1 é carregado no topo das meias ondas para a tensão UC1:

Uc1 = Um - Uvd8,

onde Um - amplitude da tensão da rede; Uvd8 - tensão de estabilização do diodo zener VD8 (cerca de 7,5 V).

Nas pausas entre os pulsos da corrente de carga, a tensão no capacitor C1 diminui em dUc1 como resultado da descarga através do resistor R2. O capacitor C3 é carregado na tensão Uvd8 quando a tensão da rede retificada instantânea U excede Um - (Uvd8 - Uc1). O capacitor C3 é descarregado através do diodo VD10 quando o analógico do trinistor VT2VT3 é aberto.

Desprezando a queda de tensão nas junções pn abertas, podemos dizer que o divisor de resistor R4-R6 recebe a diferença de tensão U-Uc5. Quando esta diferença diminui para o valor ajustado dU, o transistor VT1 fecha, permitindo ligar o análogo do tiristor VT2VT3 e dos tiristores VS1 e VS2. O valor dU é ajustado alterando a posição do controle deslizante do resistor de corte R5.

A resistência do resistor R2 afeta a posição de início de carregamento do capacitor C3 em relação ao início do semiciclo da tensão de rede e, juntamente com a tensão Uvd8, determina o ângulo de abertura máximo possível dos trinistores, bem como como o nível máximo de ondulação da tensão de saída.

O capacitor C2 elimina a possibilidade de abertura prematura dos trinistores após o momento em que são conectados à rede até que a tensão necessária seja estabelecida no capacitor C1. O resistor R3 descarrega o capacitor C2 depois que o dispositivo é desligado. O intervalo de tempo mínimo (cerca de 5 s) antes de ligar novamente depende do seu valor nominal.

A cascata no transistor VT4 proporciona estabilização da tensão e corrente de saída, reduzindo, se necessário, o valor de dU, determinado pela posição do controle deslizante do resistor R5. A tensão de saída é regulada movendo o resistor trimmer R14 na faixa de zero ao máximo Um - Uvd8 - dUc1 - dU (cerca de 250 V).

Quando a tensão no sensor de corrente de carga - resistor R16 - excede 0,6 V, o transistor VT4 abre, fazendo com que a tensão de saída diminua, o que garante a limitação e estabilização da corrente de carga. Se esta função não for necessária, o resistor R16 é substituído por um jumper.

A maioria dos elementos é montada em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha de um lado, cujo desenho é mostrado na Fig. 2. Os elementos da ponte retificadora (VS1, VS2, VD2, VD4) são selecionados com uma tensão reversa de pelo menos 300 V e pelo menos uma margem dupla da corrente direta máxima em relação à corrente máxima de carga. Para os diodos mais potentes, o gabinete é conectado ao cátodo e para os trinistores - ao ânodo, por isso é conveniente montar o diodo VD2 e o trinistor VS1 no mesmo dissipador de calor (semelhante ao VD4 e VS2).

Capacitores C1 e C6 - K73 -17, C3 e C4 - qualquer cerâmica ou filme. Capacitor de óxido C2 - K50 -29 ou similar importado. Capacitor de suavização C5 - K50 -17, sua capacitância é escolhida, como para um retificador em ponte convencional, para que a ondulação da tensão de saída não exceda o valor permitido para a carga utilizada.

Os diodos Zener VD8 e VD13 são de micropotência, com tensão de estabilização de 7 ... 10 V a uma corrente mínima de 0,1 mA. Os diodos Zener KS175Ts, KS182Ts, KS191Ts, 2S175Ts, 2S182Ts, 2S191Ts são adequados. Em casos extremos, eles podem ser substituídos por transistores da série KT315 com qualquer índice de letras (a base é ligada como ânodo, o emissor - como cátodo, o coletor é deixado livre).

Primeiro, todos os elementos são montados na placa, exceto o resistor R8 e o capacitor C5. Uma carga é conectada à saída, por exemplo, uma lâmpada incandescente com potência de 100 ... 200 W. O dispositivo é conectado à rede através de um transformador isolante e um osciloscópio verifica a presença de pulsos de tensão de pico na carga com um declínio coincidente com o final da meia onda da tensão da rede. Eles verificam se a amplitude dos pulsos pode ser ajustada movendo o motor do resistor de sintonia R5. Instale este motor na posição inferior de acordo com o diagrama e conecte o capacitor C5, conectado em série com um resistor adicional com resistência de 10 ... 20 ohms, com potência de pelo menos 10 watts. A tensão no capacitor C5 deve aumentar gradualmente em alguns segundos para cerca de 290 V com um salto característico no final. Se este for o caso, o capacitor C5 é conectado removendo diretamente o resistor adicional e o resistor R8 é instalado. A resistência do resistor R16 é selecionada para o nível necessário de limitação de corrente de saída.

Como o limite de operação da proteção e a amplitude máxima da ondulação da tensão de saída determinam ambas as tensões dU e dUc1, quando a resistência do resistor R2 diminui, o limite e a "nitidez" da operação de proteção aumentam. Selecionando experimentalmente a resistência do resistor, você pode alterar a proporção dessas tensões e obter as características de carga necessárias do dispositivo.

Autor: V. Kaplun, Severodonetsk, região de Luhansk; Publicação: cxem.net

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