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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Conversores de alta tensão em um gerador tiristor-transistor. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Conversores de tensão, retificadores, inversores Na vida cotidiana e na produção, conversores de alta tensão são frequentemente usados, por exemplo, em ionizadores, osciladores na produção de soldagem para ignição de arco sem contato, bem como em sistemas de ignição de automóveis, etc. Oferecemos conversores de alta tensão construídos em um gerador tiristor-transistor, cuja carga são bobinas de ignição de automóveis do tipo B116 ou B117. O esquema é mostrado na Fig.1.
Este dispositivo difere porque um amplificador de dois estágios é conectado à saída do oscilador mestre (emissor do transistor VT2), cujo transistor de saída (VT4) alimenta o enrolamento primário da bobina de ignição do automóvel. O circuito do conversor de alta tensão inclui elementos de proteção: um diodo de bloqueio VD4, um resistor limitador de corrente R12 e um diodo zener de proteção VD3. Eles protegem o circuito de controle e o oscilador mestre de pulsos de tensão reversa, e o diodo VD6 serve para proteger o transistor de saída VT4. A operação do dispositivo pode ser representada como um tipo clássico de dispositivos de ignição sem contato, ou seja, sem tiristor de comutação VS1 e como uma fonte de alta tensão multipulso em um tiristor de comutação. O dispositivo de acordo com a primeira opção funciona da seguinte forma. Quando a energia é ligada, o transistor de bloqueio VT1 é aberto em um nível de baixa tensão na base devido ao resistor R1 e o conversor é desligado. Quando uma tensão positiva é aplicada à entrada de controle, por exemplo, de um sensor de ângulo do virabrequim, o transistor VT1 fecha e permite que o conversor opere. A polarização positiva na base do VT2 abre o transistor, o que por sua vez faz com que o transistor VT3 abra. Este transistor, devido à tensão positiva no emissor, abre a chave do transistor de potência VT4, que fecha o terminal inferior do enrolamento primário da bobina de ignição ao terra. Inicia-se o processo de aumento da corrente na bobina e armazenamento de energia em seu campo magnético. Após a conclusão do processo, no momento da ignição, os contatos do disjuntor abrem o circuito de potência ou a tensão de controle aplicada à base do VT1 desaparece. O transistor VT1 abre, bloqueia o funcionamento do conversor e. desligando assim a corrente através do enrolamento da bobina de ignição. Neste momento, o campo magnético desaparece e a tensão é induzida nos enrolamentos da bobina. A desvantagem desse método, principalmente em baixas rotações do motor, é o aumento do tempo de acúmulo de energia na bobina de ignição, pois a frequência de chaveamento dos contatos do disjuntor diminui. A energia emitida pelo transistor de saída é desperdiçada desnecessariamente no aquecimento da bobina e do próprio transistor. Neste caso, um único pulso de alta tensão fornecido à vela de ignição pode não fornecer uma ignição confiável. Vejamos como funciona a segunda opção. Quando uma tensão positiva é aplicada à base do transistor VT1, ele fecha. A tensão positiva na base do VT2 abre, respectivamente, VT3 e VT4 abrem, enquanto a tensão positiva no emissor VT2 através de R7 e R4 abre o tiristor VS1. Abrindo, o VS1 desvia a base do VT1 para o alojamento e fecha, como resultado do fechamento do VS1, e novamente há um viés positivo na base do VT1. Então o ciclo é repetido até que o pulso positivo desapareça na base do VT1. À medida que a rotação do motor aumenta, o sistema de ignição muda do modo multipulso para o modo pulso único nos casos em que a frequência de comutação da entrada de controle e a frequência do oscilador mestre do conversor são equalizadas. A oscilação da tensão de saída do dispositivo é ajustada selecionando o capacitor C5 e o resistor R11, ou um filtro de capacitor e um diodo zener são conectados em paralelo com o transistor VT4. Durante os testes, o desempenho do circuito foi verificado com uma bobina de ignição do tipo. Autotransformador tipo B117 sem elementos de proteção VD3, VD4, VD6, R12 e capacitor C3. A distância máxima de ruptura para uma faísca em uma vela atingiu 40 mm (15 mm é suficiente para o sistema de ignição). O diagrama da Fig. 2 mostra o controle do estágio de saída do conversor usando o optoacoplador VU1, PC817 f. AFIADO.
O LED do optoacoplador é conectado ao circuito coletor do transistor oscilador mestre VT2, e o fototransistor do optoacoplador comuta o transistor VT3. Dispositivos conforme diagramas da Fig. 1 e 2 também podem trabalhar com outras cargas, por exemplo, regular a velocidade de um motor DC. A Figura 3 mostra um dispositivo para comutação de uma lâmpada de acumulação com potência de até 100 W. A frequência de intermitência da lâmpada é definida pelos capacitores C1 e C3 e selecionada pelo resistor de construção R5.
Para ajustar suavemente a intensidade da lâmpada ou a velocidade do motor DC, é necessário reduzir a capacitância dos capacitores C1 e C3. Em alguns casos, os capacitores podem não estar instalados. Obtém-se então a frequência máxima de comutação da lâmpada, invisível a olho nu. Autores: A. Alekseev, V. Alekseev, Perm
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