Conversor de polaridade de tensão. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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A maioria dos dispositivos modernos são feitos usando microchips. Além disso, o dispositivo pode conter CIs digitais e analógicos, por exemplo, amplificadores operacionais, que requerem uma fonte de tensão bipolar para alimentá-los.

Ao usar o dispositivo em condições estacionárias, os problemas geralmente não surgem devido ao fato de não haver requisitos estritos para a massa do dispositivo e a escolha de uma solução de design de circuito para a fonte de energia. No campo, geralmente são usadas baterias ou acumuladores para alimentação de energia, cujo custo e peso também podem ser significativos. Nesse sentido, e também para a conveniência de substituir as fontes de energia, vários tipos de conversores de polaridade são geralmente usados ​​para formar um tensão negativa.

A busca por circuitos conversores de polaridade de tensão, modelando e testando seu desempenho usando o simulador "Electronics Workbench EDA" levou a um circuito simples mostrado na figura.

(clique para ampliar)

O conversor proposto difere da maioria dos dispositivos similares em seu circuito sem transformador, o que facilita muito sua montagem e configuração, dimensões muito pequenas, principalmente quando se utiliza capacitores importados C3 e C4. O autor agradecerá sugestões para atualizar o dispositivo.

Um gerador de meandro é montado no temporizador DA1. A saída do gerador é carregada em um retificador montado de acordo com o esquema de duplicação de tensão VD1, VD2, C3, C4. O resistor R1 é a carga do transistor de descarga do temporizador DA1. A forma e a magnitude da tensão de saída dependem de sua classificação. Apesar do baixo valor do resistor R1, a corrente média do coletor do transistor está dentro de 140 mA (com um valor permitido de 200 mA). O capacitor C1 e o resistor R3 são os elementos de ajuste de frequência do gerador. O consumo total de corrente da unidade não excede 150mA. A uma carga de 500 ohms (R4), a tensão de saída do conversor é de -8.5 V a uma corrente de carga de 17 mA. A tensão de ondulação não excede 40 mV.

Com um aumento no valor do resistor R1 para um valor de 1 kOhm (durante a simulação usando o programa "Electronics Workbench EDA"), foi observada uma distorção do sinal de saída do gerador e uma diminuição no nível de tensão de saída.

Ajuste

A tensão de saída do conversor depende da capacitância do capacitor C3, bem como da frequência do gerador, determinada pelos elementos R3, C1. A corrente de carga também é regulada alterando o valor de C3. O nível de ondulação de tensão na carga depende da capacitância do capacitor C4. O resistor R1 seleciona a corrente de coletor ideal do transistor de descarga. A frequência do sinal de saída pode ser calculada usando a fórmula:

F = 0.722 R3C1.

O gerador também pode ser montado em elementos lógicos convencionais. A vantagem do gerador no chip KR1006VI1. aplicado pelo autor é uma potência de saída suficientemente grande (um estágio de saída de coletor aberto fornece uma corrente de saída de até 200 mA)

Se necessário, usando um gerador mais potente e um circuito multiplicador de tensão, você pode obter uma fonte de alimentação de alta tensão, por exemplo, para alimentar o estágio final de um transmissor de rádio. Também gostaria de observar que algumas empresas, por exemplo . MAXIM produz conversores de polaridade e tensão em design integrado.

Literatura

1. Alekseenko A.G. e outros O uso de microcircuitos analógicos de precisão - M., Rádio e comunicação. 1965

Autor: A.Ilyin, São Petersburgo

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