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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Retificador de capacitores de baixa potência com estabilizador PWM. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Conversores de tensão, retificadores, inversores O retificador de capacitor sem transformador que chamamos a sua atenção funciona com autoestabilização da tensão de saída em todos os modos de operação possíveis (desde inativo até carga nominal). Isto foi conseguido devido a uma mudança radical no princípio de geração da tensão de saída - não devido à queda de tensão dos pulsos de corrente de meias ondas retificadas da tensão da rede através da resistência do diodo zener, como em outros dispositivos semelhantes, mas alterando o tempo de conexão da ponte de diodos ao capacitor de armazenamento. O diagrama de um retificador de capacitor estabilizado é mostrado na fig. 6.12.
O transistor VT1, operando em modo chaveado, é conectado paralelamente à saída da ponte de diodos. A base do transistor chave VT1 é conectada através de um elemento de limite (diodo zener VD3) a um capacitor de armazenamento C2, separado por corrente contínua da saída da ponte pelo diodo VD2 para evitar descarga rápida quando VT1 está aberto. Contanto que a tensão em C2 seja menor que a tensão de estabilização VD3, o retificador opera de maneira conhecida. Quando a tensão em C2 aumenta e VD3 abre, o transistor VT1 também é interrompido e desvia a saída da ponte retificadora. Como resultado, a tensão na saída da ponte diminui abruptamente para quase zero, o que leva a uma diminuição da tensão em C2 e ao subsequente desligamento do diodo zener e do transistor chave. Em seguida, a tensão no capacitor C2 aumenta novamente até que o diodo zener e o transistor sejam ligados, etc. O processo de autoestabilização da tensão de saída é muito semelhante à operação de um estabilizador de tensão de pulso com regulação de largura de pulso. Somente no dispositivo proposto a taxa de repetição do pulso é igual à frequência de ondulação da tensão em C2. Para reduzir perdas, o transistor chave VT1 deve ter um alto ganho, por exemplo, um composto KT972A, KT829A, KT827A, etc. Você pode aumentar a tensão de saída do retificador usando um diodo zener de alta tensão ou dois de baixa tensão conectados em série. Com dois diodos zener D814V e D814D e uma capacitância do capacitor C1 de 2 μF, a tensão de saída através de uma carga com resistência de 250 Ohms pode ser de 23...24 V. Usando o método proposto, é possível estabilizar a saída tensão de um retificador diodo-capacitor de meia onda, feito, por exemplo, conforme o circuito da Fig. 6.13. Para um retificador com tensão de saída positiva, um transistor npn KT1A ou KT972A é conectado em paralelo com o diodo VD829, controlado a partir da saída do retificador através de um diodo zener VD3. Quando o capacitor C2 atinge uma tensão correspondente ao momento de abertura do diodo zener, o transistor VT1 também abre. Como resultado, a amplitude da meia onda positiva da tensão fornecida a C2 através do diodo VD2 é reduzida a quase zero. Quando a tensão em C2 diminui, o transistor VT1, graças ao diodo zener, fecha, o que leva a um aumento na tensão de saída. O processo é acompanhado pela regulação da largura do pulso e da duração do pulso na entrada VD2, portanto, a tensão no capacitor C2 permanece estabilizada tanto em marcha lenta quanto sob carga. Em um retificador com tensão de saída negativa, um transistor pn-p KT1A ou KT973A deve ser conectado em paralelo com o diodo VD825. A tensão estabilizada de saída em uma carga com resistência de 470 Ohms é de cerca de 11 V, a tensão de ondulação é de 0,3...0,4 V. Em ambas as versões propostas do retificador sem transformador, o diodo zener opera em modo pulsado com uma corrente de alguns miliamperes, que não tem relação alguma com a corrente de carga do retificador, com dispersão na capacitância do capacitor de têmpera e flutuações na tensão da rede. Portanto, as perdas são significativamente reduzidas e não requer remoção de calor. O transistor chave também não requer um radiador. Os resistores R1, R2 nesses circuitos limitam a corrente de entrada durante processos transitórios no momento em que o dispositivo é conectado à rede. Devido ao inevitável “salto” dos contatos do plugue e da tomada, o processo de comutação é acompanhado por uma série de curtos-circuitos e circuitos abertos de curto prazo. Durante um desses curtos-circuitos, o capacitor de extinção C1 pode ser carregado com o valor de amplitude total da tensão da rede, ou seja, até aproximadamente 300 V. Após uma interrupção e subsequente fechamento do circuito devido a “saltos”, esta e a tensão da rede podem somar e totalizar cerca de 600 V. Este é o pior caso, que deve ser levado em consideração conta para garantir a operação confiável do dispositivo. Exemplo específico: a corrente máxima de coletor do transistor KT972A é 4 A, portanto a resistência total dos resistores limitadores deve ser 600 V / 4 A = 150 Ohms. Para reduzir perdas, a resistência do resistor R1 pode ser selecionada em 51 Ohms e no resistor R2 em 100 Ohms. Seu poder de dissipação é de pelo menos 0,5 W. A corrente de coletor permitida do transistor KT827A é 20 A, portanto o resistor R2 não é necessário para isso. Autor: Semyan A.P.
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