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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Conexão de fontes de alimentação remotas pequenas de 120 volts a uma rede de 220 V. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação Fontes de alimentação remotas de tamanho pequeno, feitas na forma de um plugue de alimentação (também chamadas de adaptadores), são equipadas com vários equipamentos de rádio domésticos (telefones, calculadoras, rádios, etc.). Infelizmente, não é incomum que tal unidade seja projetada para uma tensão de rede de 120 V. Como eles podem ser conectados a uma rede de 220 V é discutido no artigo proposto. Uma fonte de alimentação remota de pequeno porte (A1 na Fig. 1), projetada para uma tensão de entrada de 120 V, pode ser conectada a uma rede de 220 V de pelo menos quatro maneiras. Vamos considerá-los no exemplo do bloco Panasonic KX-A09, equipado com telefones sem fio KX-TS910-B. Em seu corpo estão indicados: tensão de entrada - 120 V na frequência de 60 Hz; consumo de energia da rede - 6 W; parâmetros de saída: tensão - 12 V; corrente contínua - 200 mA.
A uma frequência de 50 Hz, a tensão de entrada deve ser reduzida. Portanto, é impossível obter o valor do passaporte da tensão de saída da fonte de alimentação; muito provavelmente, não pode ser usado para alimentar o dispositivo com o qual foi incluído. Se a frequência da rede for de 50 ... 60 Hz, é claro que ela pode ser usada para o fim a que se destina. Na fig. A Figura 2 mostra a dependência da tensão de saída da fonte de alimentação remota de pequeno porte considerada da corrente de carga a uma tensão de entrada de 105 V (curva 1). Para obter resultados comparáveis, todos os elementos adicionais (R1, C1, C2 na Fig. 1) foram posteriormente selecionados para fornecer uma tensão de saída de 11,8 V a uma corrente de 120 mA (resistência de carga - 98 Ohm). A opção de conexão mais simples, mas menos eficiente, é mostrada na Fig. 1a. A resistência do resistor R1 pode ser calculada, conforme recomendado, em [1], ou você pode pegá-la. Primeiramente, sua resistência deve ser avaliada por meio de uma fórmula semi-empírica que garante que a unidade não seja sobrecarregada: R1 = 22/P onde R1 é a resistência do resistor, em kiloohms, P é a potência consumida pela unidade, em watts. No caso em consideração, R1 = 22/6 = 3,6 kΩ. Em seguida, a carga é conectada e, reduzindo gradativamente a resistência do resistor, a tensão de saída necessária é alcançada. É melhor, claro, usar um resistor variável de fio enrolado com a potência apropriada. Para obter a tensão de saída necessária, foi necessário um resistor de 2,44 kΩ. A dependência da tensão de saída da corrente de carga para o resistor selecionado R1 é mostrada na fig. 2 (curva 2). Pode-se ver que a tensão cai mais acentuadamente com o aumento da corrente.
Para reduzir as perdas, conforme recomendação de [1], foi conectado em paralelo ao enrolamento primário do transformador de alimentação um capacitor cuja capacitância foi selecionada para garantir a ressonância (ver Fig. 1, b). Na fig. 3 mostra a dependência da tensão de saída da capacitância do capacitor. Embora a ressonância seja perceptível, seu papel é insignificante - a tensão aumenta apenas 1,5%. Para manter a tensão de saída em um determinado nível com a capacitância do capacitor C1 = 0,44 μF, a resistência do resistor R1 foi aumentada para 2,57 kOhm. A característica de carga da unidade (Fig. 2, curva 3) nesta variante de inclusão diferiu pouco da curva 2.
É bastante natural substituir o resistor R1 por um capacitor (ver [2], onde a operação de um divisor de capacitor é considerada em relação a uma carga ativa não linear). Mantendo C1 = 0,44 μF, a capacitância do capacitor C2 deveria ser 0,54 μF (ver Fig. 1, c). A característica de carga para este caso é menos íngreme (curva 4 na Fig. 2). Em uma extensão ainda maior, é possível reduzir a dependência da tensão de saída da corrente aumentando as capacitâncias dos capacitores C1 e C2. Por exemplo, com uma capacitância escolhida arbitrariamente C1 = 1 μF, a capacitância do capacitor C2 selecionado para fornecer uma determinada tensão foi de 0,67 μF (curva 5 na Fig. 2). Por outro lado, se a estabilidade da tensão de saída com uma mudança na corrente de carga não for fundamental ou a corrente de carga praticamente não mudar, o capacitor C1 pode ser excluído (ver Fig. 1, d). A seleção da capacitância pode ser iniciada com um valor calculado pela fórmula semi-empírica: C2 = P/12, onde C2 é a capacitância do capacitor, em microfarads; P é a potência do bloco, em watts. A fórmula leva em consideração a margem que exclui a sobrecarga da fonte de alimentação. Para o caso em consideração, a capacitância inicial do capacitor C2 \u6d 12/0,5 \u2d 0,76 μF. Com uma capacitância selecionada C0 = 200 μF e uma mudança na corrente de carga de 27 a 8,9 mA, a tensão de saída muda de 6 para 2 V (curva XNUMX, Fig. XNUMX). É interessante notar que a capacitância do capacitor C2 acabou sendo maior do que na variante da Fig. 1, em. Isso se deve à compensação mútua parcial das correntes reativas através do capacitor C1 e da indutância do enrolamento primário do transformador. Assim, se a estabilidade da tensão de saída for necessária quando a corrente de carga mudar, é mais aconselhável usar um divisor de capacitor. Se a estabilidade não desempenhar um papel, use a opção com um capacitor C2 (consulte a Fig. 1, d). Não é aconselhável usar as opções de conexão da fonte de alimentação (ver Fig. 1, aeb) devido a grandes perdas de energia e forte aquecimento do resistor de lastro. Mostrado na fig. 2 gráficos ilustram as dependências do valor médio da tensão de saída. Na realidade, uma tensão de ondulação é aplicada a ele, seu formato é próximo ao dente de serra e a amplitude praticamente não muda dependendo do método de conexão (ver Fig. 8 em [3]). Para as opções da Fig. 1, c e d paralelamente ao capacitor C2 para descarga após desconectar a fonte de alimentação da rede, instale um resistor com resistência de várias centenas de quilo-ohms. Além disso, na variante da Fig. 1, é desejável conectar um resistor limitador de corrente (no momento da conexão à rede) com uma resistência de 2 ... 22 Ohm em série com o capacitor C47. A tensão nominal dos capacitores deve ser de pelo menos 250 V, K73-16 e K73-17 são muito convenientes. Em todos os experimentos, deve-se lembrar que a tensão nominal dos capacitores de filtro de óxido instalados em fontes de alimentação remotas de pequeno porte é geralmente de 16 V e, portanto, aplicar uma tensão mais alta a eles por um longo período de tempo é indesejável. Literatura
Autor: S. Biryukov, Moscou
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