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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de alimentação do capacitor do regulador de comutação
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Protetores contra surtos O autor do artigo publicado compartilha sua experiência no uso de estabilizadores de tensão de saída de comutação em fontes de alimentação sem transformador com um capacitor de lastro. Uma das desvantagens mais sérias das fontes de alimentação sem transformador com capacitor de resfriamento, por exemplo, descrita em [1, 2], é que elas não podem ser conectadas à rede sem carga ou com carga de energia insuficiente. Elimine-o ligando o estabilizador no diodo zener paralelo à saída da ponte retificadora [3]. Mas, ao mesmo tempo, o próprio diodo zener pode consumir uma corrente, cujo valor é proporcional à corrente de carga, se levarmos em consideração a influência da propagação na capacitância do capacitor de extinção, a tensão de estabilização do zener diodo e flutuações na direção do aumento da tensão da rede. Potência significativa é dissipada no diodo zener, então ele deve ser colocado em um dissipador de calor [2]. A ideia principal de melhorar uma fonte de alimentação sem transformador com um capacitor de extinção é introduzir nela um elemento de controle de pulso, por exemplo, como feito em [4], para reduzir a potência dissipada pelo estabilizador. Na proposta de fonte de alimentação estabilizada com tensão de saída ajustável (ver diagrama), um análogo de um diodo de quatro camadas não controlado (dinistor) [1], feito em um par complementar de transistores KT5A, KT502A, é conectado em paralelo à saída de a ponte de diodos VD503. Para garantir um limite estável para ligar o analógico do dinistor, um diodo zener VD2 é conectado em série com a junção do emissor do transistor VT1.
Com o aumento da tensão de saída da ponte de diodos, o capacitor C2 começa a carregar. Quando a tensão atinge um determinado valor, dependendo da posição do controle deslizante do resistor variável R6, o diodo zener VD2 liga e o transistor VT1 abre primeiro e depois o VT2. Devido ao feedback positivo profundo, os transistores abrem como uma avalanche e desviam a saída da ponte, o que leva a uma queda abrupta na tensão para quase zero. O diodo VD3 fecha e o capacitor C2 alimenta a carga. Quando a tensão na saída da ponte cai para zero, o transistor analógico do dinistor desliga, iniciando o carregamento do capacitor C2. O processo é repetido. A tensão de saturação total entre os emissores dos transistores (queda de tensão no dinistor analógico) é de cerca de 0,7 V. Dependendo da resistência da carga, o dinistor analógico é ligado em diferentes momentos dos semiciclos da tensão da rede. No modo inativo, a saída da ponte de diodos é de pulsos curtos, seguindo com o ciclo de trabalho mais alto. Quando a carga é conectada, o ciclo de trabalho diminui: o tempo aberto dos transistores diminui, o que leva a um aumento na duração do pulso de tensão fornecido pelo diodo de isolamento VD3 ao capacitor C2. O processo de estabilização de tensão é muito semelhante à operação de um regulador de tensão regulado por largura de pulso conhecido por radioamadores. A taxa de repetição do pulso é igual à frequência de ondulação no capacitor C2. O diodo de isolamento VD3 impede a descarga do capacitor C2 através de transistores abertos. A amplitude do pulso de corrente através do diodo zener VD2 não excede 0,5 mA em todos os modos de operação, o que indica a eficiência do estabilizador com um transistor análogo do dinistor de acordo com o sinal de controle. Para comparação: se você usar um elemento de pulso - um trinistor, os dispositivos da série KU201, KU202 requerem uma amplitude de corrente de ativação de até 100 mA. Além disso, o uso de um estabilizador paralelo permite ajustar suavemente a tensão de saída estabilizada na carga, por exemplo, com uma resistência de 1 kOhm na faixa de 4,7 a 46 V. Em marcha lenta - de 4,84 a 46,06 V, respectivamente .e em marcha lenta é de cerca de um por cento. Isso é suficiente para quase todos os casos. Se o ajuste da tensão de saída não for necessário (é necessário um valor fixo), os resistores R5 e R6 são removidos e o ânodo do diodo zener é conectado ao emissor do transistor VT2. Essa fonte de alimentação com um diodo zener D814G fornece uma tensão estabilizada fixa de 9,94 V em uma carga com resistência de 180 ohms. Em marcha lenta, a tensão de saída é de 10,09 V. Ao usar o diodo Zener D814A, Uout \u7,67d 7,8 V na mesma carga e em marcha lenta - XNUMX V. Como você pode ver, a diferença entre as tensões na carga e na marcha lenta é de cerca de um por cento neste caso. Você pode aumentar a tensão de saída do retificador usando um diodo zener de alta tensão nele ou dois de baixa tensão conectados em série. Com dois diodos zener D814V e D814D e uma capacitância do capacitor C1 de 2 μF, a tensão de saída em uma carga com resistência de 250 ohms pode ser de 23 ... 24 V. Os exemplos dados ilustram a possibilidade de selecionar experimentalmente os elementos de um retificador sem transformador para a tensão de saída estabilizada necessária em uma determinada carga. Quando um fio comum é necessário entre a saída do retificador estabilizado e a rede, o conhecido retificador de diodo-capacitor de meia onda pode ser usado. Para fazer isso, exclua a ponte de diodo VD1, conecte o resistor R2 em série com o capacitor de lastro C1, conecte o fio de rede inferior (de acordo com o diagrama) à saída "negativa" e conecte o diodo retificador com o ânodo ao emissor do transistor VT2 entre os emissores dos transistores. O resistor R2 limita a corrente de entrada durante transientes no momento em que o dispositivo é conectado à rede. Devido ao inevitável "salto" dos contatos do plugue e da tomada, o processo de comutação é acompanhado por uma série de curtos-circuitos e quebras de circuito. Com um desses fenômenos, o capacitor de extinção C1 pode carregar até o valor de amplitude total da tensão da rede, ou seja, até cerca de 300 V. Depois de interromper e fechar o circuito, a tensão no capacitor e na rede pode aumentar e totalizam cerca de 600 V. Este é o pior caso que deve ser levado em consideração para garantir a operação confiável do dispositivo. Portanto, em dispositivos propostos para melhorar a confiabilidade, é melhor usar pares complementares de transistores mais potentes, por exemplo, KT814A e KT815A; KT816A e KT817A; KT837A e KT805A; KT973A e KT972A; 2T505A e 2T504A, etc. O dispositivo é conectado galvanicamente à rede. Isso deve ser lembrado e cuidados devem ser tomados ao projetá-lo e ajustá-lo. Literatura
Autor: N.Tsesaruk, Tula
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