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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Circuito estabilizador de pulso. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Protetores contra surtos O circuito estabilizador de comutação não é muito mais complicado que o convencional (Fig. 1.9), mas é mais difícil de configurar. Portanto, para rádios amadores com experiência insuficiente que não conhecem as regras para trabalhar com alta tensão (em particular, nunca trabalhe sozinho e nunca ajuste um dispositivo ligado com as duas mãos - apenas uma!), não recomendo repetir este esquema. Na Fig. A Figura 1.9 mostra o circuito elétrico de um estabilizador de tensão de pulso para carregamento de celulares.
O circuito é um oscilador de bloqueio implementado no transistor VT1 e no transformador T1. A ponte de diodo VD1 retifica a tensão alternada da rede, o resistor R1 limita o pulso de corrente quando ligado e também serve como fusível. O capacitor C1 é opcional, mas graças a ele o gerador de bloqueio opera de forma mais estável e o aquecimento do transistor VT1 é um pouco menor (do que sem C1). Quando a energia é ligada, o transistor VT1 abre ligeiramente através do resistor R2, e uma pequena corrente começa a fluir através do enrolamento I do transformador T1. Graças ao acoplamento indutivo, a corrente também começa a fluir pelos enrolamentos restantes. No terminal superior (conforme diagrama) do enrolamento II há uma pequena tensão positiva, através do capacitor C2 descarregado abre o transistor ainda mais fortemente, a corrente nos enrolamentos do transformador aumenta e, como resultado, o transistor abre completamente, para um estado de saturação. Depois de algum tempo, a corrente nos enrolamentos para de aumentar e começa a diminuir (o transistor VT1 está completamente aberto durante todo esse tempo). A tensão no enrolamento II diminui e, através do capacitor C2, a tensão na base do transistor VT1 diminui. Começa a fechar, a amplitude da tensão nos enrolamentos diminui ainda mais e muda a polaridade para negativa. Então o transistor desliga completamente. A tensão no seu coletor aumenta e torna-se várias vezes superior à tensão de alimentação (sobrecarga indutiva), porém, graças à cadeia R5, C5, VD4, é limitada a um nível seguro de 400...450 V. Graças aos elementos R5, C5, a geração não é completamente neutralizada e depois de algum tempo a polaridade da tensão nos enrolamentos muda novamente (de acordo com o princípio de funcionamento de um circuito oscilatório típico). O transistor começa a abrir novamente. Isso continua indefinidamente em modo cíclico. Os demais elementos da parte de alta tensão do circuito montam um regulador de tensão e uma unidade para proteção do transistor VT1 contra sobrecorrente. O resistor R4 no circuito em consideração atua como um sensor de corrente. Assim que a queda de tensão exceder 1...1,5 V, o transistor VT2 abrirá e fechará a base do transistor VT1 ao fio comum (fechá-lo com força). O capacitor C3 acelera a reação do VT2. O diodo VD3 é necessário para a operação normal do estabilizador de tensão. O estabilizador de tensão é montado em um chip - um diodo zener ajustável DA1. Para isolar galvanicamente a tensão de saída da tensão da rede, é usado o optoacoplador VO1. A tensão de operação para a parte do transistor do optoacoplador é retirada do enrolamento II do transformador T1 e suavizada pelo capacitor C4. Assim que a tensão na saída do dispositivo se tornar maior que a nominal, a corrente começará a fluir através do diodo zener DA1, o LED do optoacoplador acenderá, a resistência coletor-emissor do fototransistor VO1.2 diminuirá, o transistor O VT2 abrirá ligeiramente e reduzirá a amplitude da tensão na base do VT1. Ele abrirá mais fraco e a tensão nos enrolamentos do transformador diminuirá. Se a tensão de saída, ao contrário, for menor que a tensão nominal, o fototransistor será completamente fechado e o transistor VT1 “balançará” com força total. Para proteger o diodo zener e o LED de sobrecargas de corrente, é aconselhável conectar um resistor com resistência de 100...330 Ohms em série com eles. Estabelecimento Primeira etapa: recomenda-se conectar o aparelho à rede pela primeira vez através de uma lâmpada de 25 W, 220 V, e sem capacitor C1. O controle deslizante do resistor R6 está colocado na posição inferior (de acordo com o diagrama). O dispositivo é ligado e desligado imediatamente, após o que as tensões nos capacitores C4 e C6 são medidas o mais rápido possível. Se houver uma pequena tensão neles (de acordo com a polaridade!), então o gerador foi iniciado, caso contrário , o gerador não está funcionando, é preciso procurar erros na placa e na instalação. Além disso, é aconselhável verificar o transistor VT1 e os resistores R1, R4. Se tudo estiver correto e não houver erros, mas o gerador não iniciar, troque os terminais do enrolamento II (ou I, mas não os dois ao mesmo tempo!) e verifique novamente o funcionamento. Segunda etapa: ligue o aparelho e controle com o dedo (não com a almofada metálica do dissipador de calor) o aquecimento do transistor VT1, ele não deve esquentar, a lâmpada de 25 W não deve acender (a queda de tensão nele deve não exceda alguns volts). Conecte na saída do aparelho alguma pequena lâmpada de baixa tensão, por exemplo, classificada para tensão de 13,5 V. Caso não acenda, troque os terminais do enrolamento III. E no final, se tudo funcionar bem, verifique o funcionamento do regulador de tensão girando o controle deslizante do resistor de construção R6. Depois disso, você pode soldar o capacitor C1 e ligar o dispositivo sem lâmpada limitadora de corrente. A tensão mínima de saída é de cerca de 3 V (a queda de tensão mínima nos pinos DA1 excede 1,25 V, nos pinos do LED - 1,5 V). Se precisar de uma tensão mais baixa, substitua o diodo zener DA1 por um resistor com resistência de 100...680 Ohms. A próxima etapa de configuração requer a configuração da tensão de saída do dispositivo para 3,9...4,0 V (para uma bateria de lítio). Este dispositivo carrega a bateria com uma corrente decrescente exponencialmente (de aproximadamente 0,5 A no início da carga até zero no final (para uma bateria de lítio com capacidade de cerca de 1 A/h isso é aceitável). Em algumas horas de carregamento, a bateria ganha até 80% de sua capacidade. Sobre detalhes Um elemento de design especial é um transformador. O transformador neste circuito só pode ser usado com núcleo de ferrite dividido. A frequência de operação do conversor é bastante alta, portanto, apenas ferrita é necessária para o ferro do transformador. O conversor em si é de ação simples, com magnetização constante, portanto o núcleo deve ser dividido, com uma folga dielétrica (uma ou duas camadas de papel fino do transformador são colocadas entre suas metades). É melhor retirar um transformador de um dispositivo semelhante desnecessário ou com defeito. Em casos extremos, você mesmo pode enrolar: seção transversal do núcleo 3,5 mm2, enrolamento I - 450 voltas com fio com diâmetro de 0 mm, enrolamento II - 1 voltas com o mesmo fio, enrolamento III - 20 voltas com fio com um diâmetro de 15...0,6 mm (para tensão de saída 0,8 V). Ao enrolar, é necessário seguir rigorosamente a direção do enrolamento, caso contrário o dispositivo funcionará mal ou não funcionará (você terá que fazer um esforço ao configurá-lo - veja acima). O início de cada enrolamento (no diagrama) está no topo. Transistor VT1 - qualquer potência igual ou superior a 1 W, corrente de coletor de pelo menos 0,1 A, tensão de pelo menos 400 V. O ganho de corrente deve ser superior a 30. Os transistores MJE13003, KSE13003 e todos os outros tipos 13003 de qualquer empresa são ideais. Como último recurso, são usados transistores domésticos KT940, KT969. Infelizmente, esses transistores são projetados para uma tensão máxima de 300 V e, ao menor aumento na tensão da rede acima de 220 V, eles irão romper. Além disso, têm medo de superaquecimento, ou seja, precisam ser instalados em um dissipador de calor. Para os transistores KSE130O3 e MJE13003, não é necessário um dissipador de calor (na maioria dos casos, a pinagem é a mesma dos transistores KT817 domésticos). O transistor VT2 pode ser qualquer silício de baixa potência, a tensão nele não deve exceder 3 V; o mesmo se aplica aos diodos VD2, VD3. O capacitor C5 e o diodo VD4 devem ser projetados para uma tensão de 400.600 V, o diodo VD5 deve ser projetado para a corrente máxima de carga. A ponte de diodos VD1 deve ser projetada para uma corrente de 1 A, embora a corrente consumida pelo circuito não ultrapasse centenas de miliamperes, pois quando ligada ocorre um surto de corrente bastante poderoso, aumentando a resistência do resistor. Para limitar a amplitude desse lance, você não pode fazer isso - vai ficar muito quente. Em vez da ponte VD1, você pode instalar 4 diodos do tipo 1N4004...4007 ou KD221 com qualquer índice de letras. O estabilizador DA1 e o resistor R6 podem ser substituídos por um diodo zener, a tensão na saída do circuito será 1,5 V maior que a tensão de estabilização do diodo zener. O fio “comum” é mostrado no diagrama apenas para fins gráficos e não deve ser aterrado e/ou conectado ao chassi do dispositivo. A parte de alta tensão do dispositivo deve estar bem isolada. Autor: Kashkarov A.P.
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