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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte chaveada com conversor meia-ponte. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação Este circuito de uma fonte de alimentação chaveada com conversor de meia ponte com tensão de saída ajustável sem estabilização é usado para alimentar uma estação de solda. A construção e ajuste desta fonte de alimentação não causa dificuldades, o que é sua principal vantagem. A unidade de controle é feita no chip KR1156EU2, que é de alta frequência. Controlador PWM otimizado para construir fontes de alimentação de comutação push-pull de alta frequência. O esquema do dispositivo é mostrado na fig. 5.23. A tensão da rede é fornecida ao filtro C1, L1, C2, retificada pela ponte de diodos VD1 e carrega os capacitores através do resistor limitador de corrente R6. SP e C12, formando um ombro da ponte. O outro ombro é formado pelos transistores VT1, VT2.O enrolamento primário do transformador T2 é conectado à diagonal da ponte. Os transistores de efeito de campo VT1, VT2 são abertos alternadamente por pulsos da saída do microcircuito DA1, e o VT2 é controlado diretamente do microcircuito e o VT1 através do transformador T1, que serve para isolamento galvânico. Os resistores R8 e R9 estão incluídos no circuito do portão, que, juntamente com as capacitâncias do portão, se formam. Filtros passa-baixo que reduzem o ruído de comutação. Lasca. O controlador PWM KR1156EU2 possui dois estágios de saída (pinos 11, 14), projetados para uma corrente de saída significativa (entrada e saída): constante - 0,5 A, pulso - até 2 A. O microcircuito é controlado por um gerador interno, o cuja frequência é ajustada conectando um resistor ao terminal 5 e um capacitor ao terminal 6 (R5, C7 na Fig. 5.23). A frequência do transdutor neste caso é escolhida para ser 50 kHz.
Para a modulação por largura de pulso dos sinais de saída, é usado um dispositivo que consiste em flip-flops e um amplificador de sinal de erro. Com a ajuda de um amplificador de sinal de erro, é possível estabilizar a tensão de saída comparando parte da tensão de saída com a tensão de referência conectando a realimentação negativa à entrada do amplificador de forma adequada. No entanto, neste projeto, essa possibilidade não é utilizada, portanto, as conexões são feitas da seguinte maneira. A entrada não inversora do microcircuito (pino 2) é alimentada com uma tensão de +5,1 V da fonte de tensão de referência (pino 16). Uma tensão dente de serra é aplicada ao pino 7 a partir do pino 6. A entrada inversora do amplificador (pino 1) é conectada a um fio comum através do resistor R4. Com esta inclusão, o amplificador de sinal de erro é ajustado para a duração máxima dos pulsos de saída. Para controlar a duração dos pulsos, outro recurso do controlador foi usado - um nó de "início suave" com pino 8. Se uma tensão variando de aproximadamente 2,25 a 4,5 V for aplicada a este pino, a duração dos pulsos de saída será regulada dentro de 0 ... 100% do máximo. A duração máxima dos pulsos é, respectivamente, 80% da duração do semiciclo. A corrente no pino 8 é muito pequena (da ordem de 10 µA); conectando um capacitor a esta saída (você pode realizar o chamado "soft start", quando a operação do conversor inicia com uma duração mínima de pulso e gradualmente, devido à carga do capacitor, aumenta para um valor estacionário . Neste dispositivo, a duração do pulso e, portanto, a tensão de saída, regulada por um resistor variável R2. O resistor é conectado ao circuito divisor R1.R3, conectado à tensão de referência +5,1 V. O objetivo do pino 9 do microcircuito é a proteção de corrente. Se a corrente através do transistor VT2 exceder 1 A, a tensão no pino 9 será superior a 1 V e as saídas do microcircuito passarão para o estado "desligado" até o final do ciclo atual. A tensão de alimentação do microcircuito é fornecida ao pino 15. Pinos de alimentação separados (pino 13) e um fio comum (pino 12) permitem, se necessário, desacoplar o poderoso estágio de saída, que é uma fonte de interferência, do restante do conversor. A tensão de alimentação do microcircuito vem de um retificador nos diodos VD12, VD13 e capacitor C10. Quando o dispositivo está conectado à rede, essa tensão está ausente, por isso é necessário resolver o problema de inicialização inicial. Para isso, o seguinte recurso do microcircuito é usado. Se a tensão de alimentação dos microcircuitos for inferior a 9 V, o controlador está desligado, os sinais estão nas saídas. A e. Na ausência, o microcircuito consome uma corrente da ordem de 1 mA e não desvia do capacitor C6, que é carregado pelo resistor R7. Quando a tensão atinge aproximadamente 9,8 V, o microcircuito liga. O conversor é inicializado, surge uma tensão no enrolamento III do transformador, que é retificado e fornece energia ao microcircuito durante a operação (cerca de 15 V neste dispositivo). O pino 15 do microcircuito tem uma histerese de cerca de 0,8 V, portanto, o microcircuito desligará apenas quando a tensão de alimentação cair abaixo de 9 V, como resultado, uma diminuição de curto prazo na tensão no pino 15 ao iniciar o microcircuito não liga fora. Como já mencionado, a forma de onda nas saídas A e B (pinos 11 e 14, respectivamente) é um pulso alternado com duração máxima de 80% do meio ciclo, portanto, há um intervalo bastante grande entre o fechamento de um transistor e a abertura outro. Como resultado, o momento em que ambos os transistores estão abertos é excluído e não há correntes de passagem. A tensão de saída do enrolamento II é retificada pelos diodos VD14 ... VD17 e alimentada através do indutor L2 para o capacitor C13 e depois para a saída do conversor. O objetivo do indutor L2 é a seleção de um componente constante de uma sequência retificada de pulsos retangulares. Nas pausas entre os pulsos de tensão retificados, todos os diodos retificadores são abertos e, através deles, a energia acumulada no indutor entra na carga. O bloco utiliza peças de produção importada e nacional: ponte de diodos VD1 - W06M com tensão reversa de 600 V e corrente máxima de 1,5 A; SP, C12 - dois capacitores conectados em paralelo 47 uF 160 V da Jamicon; VD14...VD17 - diodos SF22 importados com tensão reversa de 100 V e corrente máxima de 2 A; tempo de recuperação 35 ns. Deve-se notar que a eficiência e o nível de ruído do dispositivo dependem fortemente da velocidade desses diodos. O transformador T1 é enrolado em um anel K10x6x4,5 feito de ferrita M2000NM1, o número de voltas dos enrolamentos I é 50, II é 40, o diâmetro do fio é 0,15 mm, o transformador T2 é enrolado em um anel K31x18,5x7 feito de ferrita M1000NM1, o enrolamento I contém 160 voltas de fio PEV 1 com diâmetro de 0,3 mm, II - 40 voltas do mesmo fio com diâmetro de 0,6 mm, III - 2x15 voltas de fio com diâmetro de 0,15 mm. O indutor L2 é enrolado em um anel K20x10x5 feito de ferrita M2000NM1 com uma folga no anel de 1,5 mm; número de voltas - software, fio com diâmetro de 0,5 mm. A lacuna é feita com uma serra para metal ou um "triturador" com roda de diamante, uma junta textolite é colada na lacuna para maior resistência. Os transistores são montados em pequenos dissipadores de calor. VD7, VD8 - dois diodos zener conectados em série para uma tensão de estabilização total de 18 V. O restante dos detalhes são típicos para fontes pulsadas. Ao configurar o dispositivo, uma fonte de alimentação externa de +15 V é conectada aos pinos 10 e 1 do microcircuito DA12 e é verificada a presença de sinais nas saídas A e B, sua forma e mudança na duração do pulso quando regulados pelo resistor R2. Se necessário, os resistores R1 e R3 são selecionados para a faixa de controle necessária. Além disso, em vez de 220 V, uma tensão da ordem de 30 ... 40 V é conectada, sem desligar a fonte de +12 V, e o sinal no ponto de junção dos transistores é verificado, bem como a formação de tensões na saída do dispositivo e no capacitor C10. As tensões devem ser reduzidas proporcionalmente em relação ao estado estacionário. Depois disso, a fonte de +12 V é removida e o dispositivo pode ser conectado à rede de 220 V. Por fim, é especificado o número de voltas dos enrolamentos I e III do transformador T2: III - para fornecer energia de + 15 V, bem como o enrolamento II - para a tensão máxima de fonte necessária. Autor: Semyan A.P.
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