Conversor de tensão de rede estabilizado, 220/20 volts. Esquema, descrição

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Conversor de tensão de rede estabilizado, 220/20 volts. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Ao desenvolver o dispositivo descrito a seguir, a tarefa era criar uma fonte de alimentação de rede de pequeno porte e alta eficiência, capaz de fornecer uma potência de 1 ... 3,5 W para uma carga galvanicamente desconectada da rede. Esses requisitos são totalmente atendidos por um conversor de tensão estabilizado por pulso de ciclo único, que transfere energia para o circuito secundário nas pausas entre os pulsos de corrente no enrolamento primário de um transformador de isolamento. Uma das opções para tal dispositivo é oferecida à atenção dos leitores (Fig. 4.3).

(clique para ampliar)

Principais características técnicas:

Tensão de saída, V, ±2.....20;
Potência de saída total, W ..... 3,5;
Frequência de conversão, kHz.....20;
Limites de alteração da tensão de rede, nos quais a tensão de saída não varia mais que 1%, V.....210...250.

O dispositivo inclui um retificador de tensão de rede (VD1) com um filtro de suavização (R4, C3, C4), um oscilador mestre (DD1.1 ... DD1.3) com um circuito de partida (R17, C7), um modelador de pulso retangular (DD1.4 ...DD1.6, VT2, VT4), chave eletrônica (VT3), transformador de pulso (T1), fonte de corrente ajustável (VT5), dispositivo de proteção contra curto circuito de carga (R10, VT1), três retificadores (VD2 ... VD4) e o mesmo número de capacitores de filtro (C9 ... C11). Os capacitores C1, C2 impedem que a interferência da frequência de conversão entre na rede.

Com a inclusão do dispositivo na rede, os capacitores C3, C4 e C7 começam a carregar. Após a tensão no último deles atingir aproximadamente 3 V, o oscilador mestre (DDL1 ... DD1.3) é auto-excitado. A taxa de repetição de seus pulsos (depende da constante de tempo do circuito R7, C5) é de cerca de 20 kHz, a forma lembra um dente de serra. O shaper (DD1.4...DD1.6, VT2, VT4) as converte em ondas quadradas. Como as sequências de pulso nas bases dos transistores VT2 e VT4 estão fora de fase, elas abrem estritamente alternadamente, o que garante o tempo mínimo de abertura e fechamento do transistor VT3. Quando este transistor está aberto, uma corrente crescente linear flui através do enrolamento I e o transformador T1 acumula energia, e quando está fechado (não há corrente no enrolamento primário), a energia acumulada pelo transformador é convertida na corrente de os enrolamentos secundários III ... V.

Após vários ciclos de operação do gerador, uma tensão de 7 ... 8 V é ajustada no capacitor C10. A tensão de saída do conversor estabiliza a fonte de corrente ajustável, feita nos transistores do conjunto VT5 (VT5.2 é usado como um diodo zener). Quando a tensão flutua na rede ou na carga, a tensão no enrolamento II muda e a fonte de corrente ajustável, atuando no modelador, altera o ciclo de trabalho dos pulsos retangulares com base no transistor VT3.

Quando a corrente de pulso através do resistor R10 aumenta acima de um determinado valor limite, o transistor VT1 abre e descarrega o capacitor C6 (que serve para evitar a operação falsa do dispositivo de proteção de curtos surtos de corrente que ocorrem quando o conversor é ligado, bem como como durante a comutação do transistor VT3). Como resultado, os pulsos do oscilador mestre param de chegar à base do transistor VT3 e o conversor para de funcionar. Quando a sobrecarga é eliminada, o dispositivo inicia novamente em 0,8 ... 2 s após os capacitores C6 e C7 serem carregados.

Os enrolamentos do transformador de pulso T1 são enrolados em uma estrutura de poliestireno com fio PEV-2-0,12 e colocados em um circuito magnético blindado B30 feito de ferrita 2000NM. Os enrolamentos 1.1 e 1.2 contêm 220 voltas cada, os enrolamentos II, III, IV e V - respectivamente, 19, 18, 9 e 33 voltas. O enrolamento 1.2 é enrolado primeiro, depois os enrolamentos II, IV, III, V e, finalmente, o enrolamento 1.1. Entre os enrolamentos II, IV, V e 1.1, são colocadas telas eletrostáticas na forma de uma única camada (aproximadamente 65 voltas) de fio PEV-2-0,12. Ao montar o transformador entre as extremidades da parte central dos copos de ferrite, é inserida uma junta de tecido envernizado com 0,1 mm de espessura. O transformador também pode ser feito com base em um circuito magnético blindado de ferrite (da mesma marca) B22. Nesse caso, o fio PEV-2-0,09 é usado e o número de voltas dos enrolamentos 1.1 e 1.2 é aumentado para 230. O transistor KT859A pode ser substituído por KT826A, KT838A, KT846A.

Configurar o dispositivo não é difícil. Depois de definir o motor do resistor de ajuste R15 para a posição superior (de acordo com o esquema), ligue o conversor à rede e defina os valores de tensão de saída necessários com este resistor. Para reduzir a interferência em circuitos secundários com frequência de conversão (20 kHz), é necessário selecionar experimentalmente o ponto de conexão das blindagens eletrostáticas com um dos fios do circuito primário, bem como os pontos de conexão do capacitor C8. Para fazer isso, basta conectar uma das conclusões de qualquer enrolamento secundário através de um miliamperímetro de corrente alternada ao circuito primário e determinar os pontos nomeados de acordo com as leituras mínimas do dispositivo.

O conversor, montado de acordo com o esquema descrito, foi testado para alimentar uma carga que consome 10 W de potência. Nesta versão, o número de voltas dos enrolamentos 1.1 e L2 foi reduzido para 120 (com circuito magnético B30), os capacitores C3, C4 foram substituídos por uma capacitância de óxido de 10 μF (tensão nominal 450 V), a resistência do resistor R10 foi reduzido para 2,7 ohms e o resistor R18 - até 330 Ohm.

Autor: Semyan A.P.

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