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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Inversor tiristor híbrido, 180-230/12-24 volts 20 amperes. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Conversores de tensão, retificadores, inversores Inversores baseados em conversores tiristores foram desenvolvidos anteriormente para gerar alta tensão em um cinescópio em televisores da indústria nacional. Baixa frequência de conversão, simplicidade do circuito, ausência de capacitores de óxido de alta tensão e alta capacidade, etc. permitir o uso de tais circuitos com pequenas alterações nas fontes de alimentação. A disponibilidade comercial de potentes tiristores de alta tensão torna possível desenvolver uma fonte de energia compacta com baixas perdas de energia. Essa fonte é adequada para alimentar equipamentos de rádio, lâmpadas economizadoras de energia, carregar baterias de automóveis e alimentar motores elétricos CC. A desvantagem de tais dispositivos é o aumento do nível de ruído de impulso em comparação com inversores de transistor. Mas eles, em princípio, podem ser eliminados com filtros simples de rede e de saída. As principais partes funcionais do diagrama (Fig. 1) são:
No circuito ocorre uma tripla conversão de tensão: a tensão alternada da rede elétrica, após a retificação, é convertida pelo inversor em uma tensão retangular pulsada com frequência determinada pela frequência do gerador. A tensão de saída pulsada reduzida pelo transformador de alta frequência é retificada e fornecida à carga. O filtro de ruído de comutação de rede C12-L2, C13-L3 evita que o ruído de conversão entre na rede elétrica. O ruído de comutação na comutação de fontes de alimentação ocorre devido ao modo de operação de comutação de elementos de controle poderosos. Os enrolamentos das bobinas do filtro de linha são geralmente colocados em um núcleo de ferrite comum para compensar mutuamente as interferências. A redução do ruído de conversão de impulso em circuitos de carga de baixa tensão é fornecida pelo filtro de saída C8-L1-C11. Do filtro de entrada, a tensão da rede elétrica é fornecida a um retificador no conjunto de diodo VD8. A tensão de rede retificada é filtrada pelo capacitor C10 e fornecida através do resistor R17 ao transformador T1 do inversor de pulso, sendo também utilizada para alimentar o tiristor híbrido DA3. A tensão de alimentação (aproximadamente 100 V) é fornecida ao DA3 pelo estabilizador paramétrico R10-VD2. A energia para o gerador de clock em um transistor unijunção incluído no DA3 e o circuito de controle do ciclo de trabalho de pulso vem do estabilizador R9-VD1. A estabilização da fonte de alimentação de um tiristor híbrido permite proteger o microcircuito de alta tensão e garantir a operação estável do inversor. O transistor unijunção no DA3 tem tensão de alimentação máxima de 30 V e corrente de pulso máxima de 200 mA. O tempo de ativação do tiristor híbrido é de 3 μs, o tempo de desligamento é de 25 μs. O tempo mínimo de ativação do tiristor de potência VS1, que é controlado pelo DA3, é de 0,5 μs. A tensão do pulso de desbloqueio no eletrodo de controle é de 5 V. No início do meio ciclo positivo da tensão da rede, os tiristores híbrido e de potência são fechados. À medida que a tensão aumenta, o capacitor C1 é carregado através dos resistores R1 e R2. A carga do capacitor C1 continua até que a tensão através dele atinja o limite de abertura do transistor unijunção em DA3. Após a abertura, aparece uma tensão no resistor R5 suficiente para acionar o tiristor híbrido em DA3. O tiristor híbrido de abertura liga a alimentação VS1. O tiristor VS1 permanece aberto até o final do meio ciclo. O diodo Zener VD3 no circuito de controle VS1 protege seu eletrodo de controle contra ruído de pulso e aumento da tensão de comutação. O fluxo de corrente através de VS1 e do enrolamento I do transformador T1 é acompanhado pelo acúmulo de energia no campo magnético do núcleo. Após o término do pulso, a corrente no enrolamento para, o que faz com que apareça uma tensão de autoindução no enrolamento secundário. Pulsos de corrente fluem através do conjunto de diodo VD7, que carrega o capacitor C7. Nele aparece uma tensão constante, é filtrada pelo circuito L1-C8-C11 e fornecida à carga pelo capacitor C11. Ao alterar o tempo de carga do capacitor C1 com o resistor R1, você pode controlar o momento de abertura do tiristor híbrido e regular a tensão e a corrente de carga. Em altas taxas de aumento na tensão direta, o tiristor pode abrir espontaneamente na ausência de um sinal de controle. Para reduzir a taxa excessiva de aumento da tensão anódica, é usado um circuito amortecedor RC R17-C9. O tiristor VS1 é protegido contra surtos de tensão reversa do transformador por circuitos paralelos VD4-VD5 e R15-C5, bem como VD6-R14-C6. A tensão de saída é estabilizada usando o isolamento do optoacoplador da saída da fonte para o gerador de pulsos. Quando a tensão de saída aumenta, por exemplo, devido a um aumento na resistência da carga, a tensão no eletrodo de controle do chip DA2 aumenta. Sua tensão de estabilização diminui, o que leva a um aumento na corrente através do LED do optoacoplador DA1. O fototransistor do optoacoplador abre com mais força e desvia o capacitor C1, alterando o ciclo de trabalho dos pulsos e reduzindo assim a tensão de saída. Quando a tensão de saída diminui, o processo de ajuste ocorre na direção oposta. Os capacitores C2...C4 eliminam a influência de interferência nos circuitos de controle. O termistor R12 reduz a dependência da temperatura da tensão de saída quando o tiristor de potência VS1 está superaquecido. a indicação da tensão de rede e de saída é implementada nos LEDs HL1 e HL2 (vermelho e verde). O circuito do inversor é feito em uma placa de circuito impresso feita de folha de fibra de vidro unilateral. Dimensões da placa (Fig. 2) - 116x68 mm. Os elementos R1, SA1, FU1, terminais de saída e LEDs de indicação HL1, HL2 são instalados no corpo do dispositivo. Possíveis substituições de elementos do inversor são apresentadas na tabela. A escolha do transformador de potência depende da frequência de operação do inversor e da potência da carga.
É muito difícil fazer um transformador caseiro de boa qualidade, por isso é melhor usar um já pronto de fontes de computador ou TVs. Seu enrolamento primário é usado inalterado e o enrolamento secundário é usado parcialmente (dependendo da tensão necessária). A configuração do circuito começa com a verificação da instalação. Em seguida, conectando uma lâmpada incandescente com potência de 25 W (100 V) no vão de um dos fios da rede, a tensão da rede é fornecida à lâmpada de saída de 220...20 W (50 ou 24 V). Se a lâmpada principal estiver acesa com intensidade total, mas a lâmpada de carga não estiver acesa, há erros ou elementos de baixa qualidade no circuito. Quando ambas as lâmpadas aquecem fracamente, o resistor variável R1 na saída da fonte ajusta a tensão para 12 (24) V, e o regulador R13 atinge o brilho máximo da lâmpada de carga. Após um curto período de operação, o circuito é desligado e a temperatura dos elementos é verificada. Se o tiristor VS1 estiver superaquecido, a resistência R17 deverá ser aumentada ou um radiador maior deverá ser usado para o tiristor. O tiristor é montado no radiador com pasta térmica. Se não houver superaquecimento dos elementos, pode-se ligar o aparelho sem lâmpada de proteção (rede), mas sempre com o fusível FU1 instalado. Finalmente, o resistor R13 ajusta o modo dos circuitos de estabilização para que a tensão de saída com e sem carga mude em não mais que 20%. Atenção! Devido à presença de tensão de rede no circuito, durante a configuração é necessário seguir as normas de segurança e substituir peças somente quando desconectadas. Autor: V. Konovalov, Laboratório Criativo "Automação e Telemecânica", Irkutsk
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