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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Conversor de tensão reversível. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Protetores contra surtos O dispositivo proposto destina-se ao fornecimento de energia de emergência de dispositivos eletrônicos voláteis com baixo consumo de corrente de uma fonte reserva em caso de falha de energia (por exemplo, um gerador e um contador de pulsos de um relógio eletrônico instalado em um carro). O conversor (ver Fig. 4.1) contém uma bateria de backup GB1, um oscilador mestre baseado nos elementos DD1.1...DD1.3, um contador de dois dígitos em D-flip-flops DD2.1, DD2.2, um multiplexador duplo DD3 de quatro canais e um dispositivo de armazenamento capacitivo divisor - capacitores C2...C5.
Havendo tensão na rede de bordo, o aparelho opera no modo de divisão de sua tensão e recarga da bateria GB1. O modo buffer é fornecido por um multiplexador bidirecional DD3, que conecta alternadamente a bateria em paralelo com um dos capacitores C2...C5 do divisor de tensão capacitivo. Como resultado, a bateria é carregada com uma tensão igual a um quarto da tensão de bordo. Quando a tensão da rede falha, o conversor muda automaticamente para o modo de multiplicação da tensão da bateria de reserva. Neste modo, os capacitores C2....C5 através do multiplexador DD3 são carregados sequencialmente da bateria GB1, e como estão conectados em série, uma tensão igual a quatro vezes a tensão da bateria é criada na saída do dispositivo, que alimenta não apenas o dispositivo eletrônico em manutenção, mas também os microcircuitos do próprio conversor. Os sinais de controle do multiplexador vêm das saídas do contador (DD2.1, DD2.2), que é conectado através do elemento buffer DD1.3 à saída do gerador de pulsos com uma frequência de repetição de cerca de 5 kHz. Como no modo de multiplicação de tensão os componentes do conversor são alimentados pela sua tensão de saída, para a partida inicial é necessário aplicar brevemente tensão de bordo ao circuito de potência. Após a autoexcitação do gerador, o conversor opera com a bateria GB1. Se o dispositivo for destinado a ser usado como fonte de alimentação de backup para um relógio eletrônico, um gerador baseado nos elementos DD1.1, DD1.2 pode não ser necessário: ele pode ser completamente substituído por um oscilador de relógio mestre. Isto reduzirá a corrente consumida pelo conversor para o nível de 10...20 μA. Como o teste mostrou, ao usar uma bateria GB1 de três baterias D-0,25 conectadas em série, a tensão de saída do conversor em uma carga com resistência de 68 kOhm (corrente de carga - 150 μA) é de 10,1 V, e no modo inativo - 10,8 V. Ao instalar o dispositivo em um carro para alimentação de emergência do relógio nos microcircuitos da série K561, é permitido conectá-lo à rede on-board de 12 V através de um diodo de isolamento, que evita sobrecarga do conversor. O conversor não requer ajuste, mas deve-se ter em mente que a tensão da bateria de backup não deve exceder 4 V. Caso contrário, a amplitude da tensão de saída (multiplicada) excederá a tensão máxima permitida dos sinais de entrada para microcircuitos da série K561, o que levará ao seu fracasso. A ausência de diodos de desacoplamento e interruptores de transistor no conversor garante uma eficiência que chega a 80...90%. A simplicidade, a reversibilidade das funções e a possibilidade de implementar um modo buffer para uma fonte de backup com baixo EMF permitem que o conversor de tensão descrito seja utilizado como fonte de alimentação de emergência para diversos dispositivos com memória. Para eliminar a possibilidade de sobrecarga da bateria GB1, é aconselhável estabilizar a tensão de alimentação do dispositivo, escolhendo-a de forma que a tensão nos pinos 3 e 13 do multiplexador não ultrapasse a tensão da bateria GB1. No caso em que o acionamento de uma fonte reserva é um evento raro e de curta duração, para evitar sobrecarga da bateria, basta conectar um resistor limitador de corrente desviado com um diodo em série com ela. O resistor é selecionado a partir da condição de fornecer uma corrente de carga igual à corrente de autodescarga. No modo de multiplicação de tensão, a bateria é conectada ao multiplexador através de um diodo aberto. Autor: Semyan A.P.
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