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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Conversor de tensão CC/CC elevador, 12/300 volts. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Conversores de tensão, retificadores, inversores Quase todos os SMPS incluem um retificador de onda completa que converte a tensão de rede de 220 V CA em 310 V CC (as únicas exceções são os SMPS de baixa potência, nos quais às vezes é usado um retificador de meia onda). Isso significa que para alimentar tais SMPS não há necessidade de gerar uma tensão senoidal de 220 V e uma frequência de 50 Hz, mas uma tensão constante de 310 V é suficiente, o que simplifica muito o projeto do conversor. O conversor DC / DC proposto permite alimentar qualquer equipamento elétrico de rede com consumo de energia não superior a 12 W, incluindo um SMPS, da rede de bordo de um carro ou outra fonte de tensão constante de 50 V. O conversor possui pequenas dimensões e peso, alta confiabilidade e eficiência a baixo custo e simplicidade de projeto. Desvantagens - falta de isolamento galvânico do circuito de saída de 310 V CC de uma fonte de alimentação de 12 V e baixa potência. O circuito conversor é mostrado na fig. 1.
especificações:
O dispositivo é construído de acordo com o esquema clássico de um conversor push-pull com a saída do ponto médio do enrolamento primário do transformador elevador T1. A base do dispositivo é um controlador SHI push-pull DA1. cuja saída é conectada de acordo com o circuito seguidor do emissor. A frequência de conversão é de cerca de 40 kHz, é definida pelo resistor R3 e pelo capacitor C3. A partida suave do conversor é fornecida pelos elementos R4, R7, C9, VT7. Isso protege o link fusível FU1, os transistores de comutação VT5, VT6 e os diodos retificadores VD7-VD10 de sobrecarga durante o processo transitório quando os capacitores de suavização C18-C20 estão carregando. Quando a tensão de alimentação é aplicada, o capacitor C9 é carregado, o transistor VT7 é fechado neste momento. À medida que o capacitor carrega, o transistor VT7 abre e a tensão na entrada do comparador de "tempo morto" (pino 4DA1) diminui. Devido a isso, o ciclo de trabalho dos pulsos do controlador aumenta suavemente de zero até o valor máximo (48%). Esta solução, ao contrário do circuito RC comumente usado, permite obter o ciclo de trabalho máximo dos pulsos de controle devido à resistência extremamente baixa da fonte de dreno do transistor VT7 no estado aberto. O diodo VD2 acelera a descarga do capacitor C9 quando a tensão de alimentação é desligada. Os transistores VT1, VT2, bem como VT3, VT4 são seguidores de emissor que fornecem recarga rápida da capacitância das portas dos transistores de efeito de campo VT5, VT6. Os diodos VD3, VD4 shunt resistores R8, R9 nos circuitos de porta, acelerando o processo de fechamento desses transistores, reduzindo assim as perdas de comutação. Para limitar os picos de tensão nos drenos dos transistores VT5, VT6 para um valor seguro, os diodos limitadores VD5, VD6 são instalados. Para estabilizar a tensão de saída, o feedback de tensão foi aplicado ao amplificador de sinal de erro DA1 do controlador SHI integrado. A tensão de saída do conversor através de um divisor resistivo R14R15 é fornecida à entrada não inversora deste amplificador (pino 1 DA1). A entrada inversora do amplificador (pino 2) recebe tensão da fonte de tensão de referência integrada (1 V) do pino 5 DA14 através do resistor R1. Um aumento na tensão de saída leva a uma diminuição linear na duração dos pulsos nos pinos 9 e 10 do controlador SHI DA1, o que leva a uma diminuição na tensão de saída, ou seja, sua estabilização. Com a ajuda dos resistores R1 e R2, o ganho do amplificador de sinal de erro embutido é ajustado para aproximadamente dez. Isso possibilitou evitar uma diferença significativa na duração dos pulsos de controle nos pinos 9 e 10 do controlador SHI. Nos elementos DA2, HL1, R10-R13, é feita uma unidade de controle de descarga da bateria. A tensão de alimentação do divisor R10, R11 é fornecida à entrada de controle do microcircuito DA2 - um regulador de tensão paralelo, usado como comparador Quando a tensão na entrada de controle é superior a 2,5 V, uma corrente flui através do LED HL1, cujo brilho indica a tensão normal da bateria e a ausência de brilho indica sua descarga. O diodo VD1 protege o dispositivo da polaridade incorreta da tensão de alimentação - no caso de tal situação, o fusível FU1 queima. A tensão de alimentação para o controlador SHI DA1 é fornecida através do filtro de energia L1C4C6. O dispositivo usa MLT, resistores C2-23, capacitores de óxido - importados, capacitores C1-C3 - K10-17, o restante - cerâmica para montagem em superfície, tamanho 0805 ou 1206. Os transistores IRF3205 são substituíveis por IRFI3205 ou IRL3705N. transistores 2SC3205 e 2SA1273 - em KT961 e KT639, respectivamente (com quaisquer índices de letras). Neste último caso, é aconselhável selecionar amostras com ganho de corrente estática de pelo menos 100. Os diodos 1.5KE36A podem ser substituídos por diodos 1.5KE39A, 1.5KE47A ou P6KE36A, P6KE39A, P6KE47A e UF2007 - por FR207 ou HER207. Os análogos completos do controlador TL494CLP SHI são microcircuitos. KA7500 e KR1114EU4. Depois que os transistores VT5 e VT6 são montados na placa, um dissipador de calor comum é conectado a eles por meio de espaçadores isolantes condutores de calor. que é uma placa de alumínio com dimensões de 50x20 mm e espessura de 2 ... 4 mm. Para o transformador T1, foi utilizado um núcleo magnético em forma de W do tipo El com seção transversal de 10x7 mm da fonte de alimentação IBM PC AT. Em primeiro lugar, o enrolamento II é enrolado na estrutura, contendo 182 voltas de fio PEV-2 de 0,25 mm, cada uma das camadas é isolada com papel vegetal. Para o enrolamento I, foram utilizados cinco fios trançados PEV-2 0,44 mm, contém 14 voltas com uma derivação do meio. Após o enrolamento, toda a bobina é impregnada com goma-laca. Para acelerar a secagem, pode-se aquecer a bobina passando pelo enrolamento II uma corrente contínua de 0,3 ... 0,4 A. Nesse momento, não deve haver circuito magnético na bobina. Para obter a indutância máxima dos enrolamentos, ambas as partes do circuito magnético são coladas com goma-laca, na qual o pó de ferrita é misturado. Após a secagem, o circuito magnético é envolvido com várias camadas de fita adesiva de papel. a indutância de cada metade do enrolamento I do transformador T1 deve ser de pelo menos 130 μH. Todos os elementos do conversor, com exceção do LED, diodo VD1, porta-fusíveis, interruptor de alimentação, soquetes de entrada e saída, são instalados em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha unilateral de 1,5 mm de espessura, cujo desenho é mostrado na fig. 2.
A placa é instalada em um invólucro com dimensões de 154x64x39 mm - é de fabricação própria e colada em folha de poliestireno de 2 mm de espessura. O LED, os porta-fusíveis, o botão liga/desliga, os conectores de entrada e saída são instalados nos orifícios nas paredes laterais do invólucro (Fig. 3).
Diodo VD1 - nos terminais do interruptor de alimentação SA1 e no porta-fusíveis FU1. Os orifícios de ventilação são feitos na tampa do invólucro (Fig. 4).
O ajuste do conversor se resume a verificar a tensão de saída, sem carga conectada, que deve estar na faixa de 300 ... 310 V. Se necessário, é alterada selecionando o resistor R15. Para estabelecer uma unidade de controle de descarga da bateria, é necessário selecionar um resistor R11 para que, quando a tensão de alimentação cair para 10,8 V, o LED HL1 se apague. Autor: Belyaev S.
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Comentários sobre o artigo: Alexander Dois módulos DC-DC montados. A partir deles, ele alimentou os monoblocos de um amplificador estéreo valvulado de dois tempos para um carro com potência de saída de 12W. Tudo funciona muito bem. Respeito ao autor pelo artigo e descrição detalhada do projeto.
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