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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Conversor de Energia de Relógio de 60Hz
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Conversores de tensão, retificadores, inversores Alguns eletrodomésticos importados requerem uma tensão de alimentação de 60 Hz. Nos relógios, por exemplo, essa frequência é usada como referência para o oscilador mestre. Para garantir seu funcionamento normal, o autor do artigo sugere o uso de um conversor simples para obter a tensão de alimentação na frequência desejada. Surgiu um problema: um belo relógio eletrônico de mesa com despertador e receptor de rádio trazido por conhecidos da América requer uma fonte de alimentação de 110 V 60 Hz. Quando conectado à rede por meio de um adaptador de fabricação desconhecida, já comprado na Rússia, mas com a inscrição - "Entrada: 220 V 50 Hz. Saída: 110 V 60 Hz", o relógio funciona, mas fica 10 minutos atrasado por hora. O rádio está funcionando corretamente. O que fazer? A "abertura" mostrou que o relógio usa a rede elétrica como fonte do sinal de frequência de referência, e não há nada no adaptador, exceto um transformador e uma chave. De acordo com a frequência da rede, o relógio "conta" não 60 por hora, mas apenas 50 minutos. Para resolver o problema, foram identificadas as seguintes maneiras: construir um gerador de 60 Hz no relógio ou fazer um conversor não apenas para tensão, mas também para frequência de energia. Dada a falta de um circuito de relógio e a relutância em estragar as coisas de outra pessoa, tive que escolher o segundo caminho, especialmente porque mesmo com a indicação de tempo mais brilhante e o volume máximo do receptor, não era necessário mais do que 1.5 W. O esquema do dispositivo desenvolvido é mostrado na figura.
A conversão é realizada em duas etapas: primeiro, a tensão da rede de 220 V é retificada por uma ponte de diodos VD1-VD4, depois uma frequência alternada de 60 Hz é formada a partir da tensão CC obtida. O oscilador mestre é montado no chip "relógio" K176IE5 (DDI), contendo o próprio oscilador e divisores de frequência binários. Em uma inclusão padrão com um ressonador de quartzo em 32768 Hz, pulsos com frequência de 5 Hz são recebidos no pino 1 deste microcircuito. Para aumentá-lo para 60 Hz, você precisa aumentar a frequência do ressonador de quartzo na mesma quantidade: 32768 * 60 \u1966080d 983040 Hz. Você também pode usar ressonadores nas frequências de 30720 ou 4 Hz. se o sinal de saída for removido dos pinos 1 ou XNUMX do microcircuito, respectivamente. Eles alimentam o chip DDI através do estabilizador paramétrico mais simples do diodo zener VD5 e do resistor R5. O sinal retangular recebido com frequência de 60 Hz controla a chave eletrônica nos transistores VT1. VT2, incluído em um circuito push-pull sequencial. No primeiro semiciclo, quando o nível de tensão na saída DDI é alto, a corrente conectada à carga do soquete XS1 flui do ponto de conexão dos capacitores C2 e C3 para o terminal negativo do capacitor C2 através do resistor R9. diodo VU6 e transistor aberto VT2. O transistor VT1 está fechado neste momento, pois uma tensão de fechamento de cerca de 0,6 V é aplicada à sua junção do emissor, que cai no diodo VD6, o capacitor C3 é carregado e o C2 é descarregado. No segundo meio ciclo, o nível de tensão na saída DD1 é baixo e o transistor VT2 é fechado. Mas o transistor VT1 está aberto, pois a corrente flui em seu circuito básico. criado pela tensão aplicada ao resistor R7 através do capacitor C6. Do terminal positivo do capacitor C3 através do transistor aberto VT1, a corrente flui através da carga na direção oposta, carregando o capacitor C2 e descarregando C3. Se não houvesse “aumento de tensão” (capacitor C6), para abrir totalmente o transistor VT1, seria necessário reduzir várias vezes a resistência dos resistores R6 e R7. E o transistor VT2. quando estiver aberto, seria adicionalmente carregado com corrente fluindo através desses resistores. No estado estacionário, as tensões nos capacitores C2 e C3 são iguais entre si, e na saída do conversor - uma tensão alternada com frequência de 60 Hz de formato retangular com amplitude de 150 V (meio retificado). Parece que. problema resolvido Mas, embora a amplitude de uma senóide com um valor efetivo de 150 V seja próxima a 9 V, uma tensão retangular de tal amplitude acabou sendo demais para alimentar um determinado relógio. Tive que tomar medidas para abaixá-lo um pouco e alisá-lo. O resistor R5 e o capacitor C60 são projetados para isso. cuja capacitância é escolhida de forma a formar um circuito oscilatório sintonizado na frequência de XNUMX Hz com o enrolamento primário do transformador de potência presente no relógio. Como resultado, as bordas íngremes da tensão de saída são suavizadas e a corrente consumida pelo relógio é ligeiramente reduzida. O último ponto deve ser explicado com mais detalhes, sabe-se que qualquer transformador consome alguma corrente reativa (indutiva). indo para a magnetização de seu circuito magnético. Ao conectar um capacitor em paralelo com o enrolamento primário, criamos outra corrente reativa nos fios de energia. mas capacitivo, indutivo antifase. As correntes reativas são compensadas e o dispositivo consome apenas corrente ativa. dependente de carga. Isso é alcançado quando as reatâncias do capacitor e do enrolamento primário são iguais - ressonância. Claro, a corrente reativa magnetizante do transformador não desaparece em lugar nenhum, apenas circula no circuito agora, mas nos fios de alimentação. Quando o transformador está conectado diretamente à rede, essas "pequenas coisas" podem não importar, mas quando a corrente é fornecida por transistores "vivos", de forma alguma de alta potência, reduzi-la é muito útil. Na prática, o capacitor C5 foi selecionado de acordo com a corrente mínima indicada pelo avômetro. incluídos em série no rompimento de um dos fios da rede. Sem capacitor, a corrente era de cerca de 25. E com capacitor com capacidade de 0.25 uF - menos de 15 mA. Sobre os detalhes do conversor. Trimmer capacitor C1 cerâmica KPK-M. Serve para ajustar o relógio. Capacitor C4 - qualquer cerâmica de pequeno porte. Ele é instalado diretamente próximo ao microcircuito. Os capacitores C5 e C6 podem ser de qualquer tipo para uma tensão de pelo menos 160 V. Capacitância dos capacitores de óxido do filtro C2. C3 pode ser mais do que o especificado. Todos os resistores MLT com uma potência nominal de pelo menos aquela indicada no diagrama. Quaisquer diodos retificadores são adequados com uma corrente retificada máxima de pelo menos 50 ... 100 mA e uma tensão reversa de pelo menos 300 V. Outros transistores também podem ser selecionados, mas a corrente e a tensão permitidas do coletor não devem ser inferiores às do KT604A. Não é fornecido um esboço da placa de circuito impresso, pois suas dimensões e a disposição das peças dependem muito de seus tipos e do design do gabinete. O autor montou o conversor no caso do carregador ZU-D-0.1 com um arquivo de rede (foi usado como XP1). Em uma das paredes finais da caixa, é necessário instalar um soquete XS1 para um plugue de alimentação importado com contatos planos. Após um pequeno refinamento, um soquete para uma rede de transmissão de rádio é adequado. Vários orifícios de ventilação devem ser fornecidos no gabinete, e é melhor colocar pequenos dissipadores de calor nos transistores na forma de "estrelas" elásticas feitas de latão - afinal, durante a operação ininterrupta, os transistores, embora não muito, mas aquecem. Estabelecer o conversor se resume à seleção da capacitância do capacitor C5 descrito acima e definir o valor exato da frequência do oscilador mestre com o capacitor de ajuste C1. Se houver um medidor de frequência digital, isso pode ser feito rapidamente conectando-o ao pino 12 do chip K176IE5, caso contrário, você terá que monitorar o relógio. Levando em consideração a conexão galvânica do conversor com a rede de alimentação e a tensão de 300 V presente em seus circuitos, medidas de segurança elétrica devem ser observadas durante a instalação. Autor: V.Polyakov, Moscou
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