Fonte de alimentação de comutação de 500W para amplificador de carro. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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A fonte de alimentação chaveada discutida no artigo tem alta eficiência e alta potência de saída com um pequeno número de componentes de rádio comuns e baratos usados. A saída bilolar do dispositivo é isolada galvanicamente da fonte de alimentação. O diagrama esquemático da fonte de alimentação é mostrado na figura:

(clique para ampliar)

Principais características técnicas

• Tensão de alimentação CA, V ........... 220 +10% -20%
• Tensão de saída constante, V .............. 75 + 75
• Potência máxima de saída, W ................... 750
• Frequência de geração automática, kHz ...................................... 8
• Eficiência máxima do dispositivo, % .............................. 92

O protótipo do dispositivo é o dispositivo descrito no artigo [1]. O preço da extrema simplicidade é a falta de estabilização da tensão de saída e proteção contra sobrecorrente, bem como uma frequência de conversão bastante baixa, que se encontra na faixa de frequência audível ao ouvido humano. Devido a estas desvantagens, a nossa fonte de alimentação é recomendada para aplicações externas específicas, como garagens.

A potência que uma fonte de alimentação chaveada é capaz de fornecer à carga é aproximadamente igual a um cavalo-vapor. Na Bielorrússia, na Federação Russa e em outros países europeus, potência é a potência que permite levantar um corpo pesando 1 kg em 75 metro em 1 segundo. Essa potência, chamada métrica, é estritamente 735,49875 watts. Nos EUA, acredita-se que a potência corresponda a uma potência de 745,6999 watts. E por potência elétrica queremos dizer uma potência de 746 watts. Devido à definição ambígua de potência, o termo não é usado com frequência.

Finalidade e possível substituição de componentes

A chave liga / desliga SA1 pode ser utilizada como chave tipo B127B (250 V, 8 A), B127A (250 V, 16 A) ou B1024, SWR74 (250 V, 16 A). Na versão do autor, foi utilizado um interruptor iluminado. O termistor RK1 reduz a amplitude do pulso de corrente consumido pelos capacitores C5, C6, C9 e SY durante seu carregamento quando a fonte de alimentação é ligada. Marca de termistor NTC - B57364-S 100-M (7,5 A, 10 Ohm). O fusível FU1 protege a fonte de alimentação contra sobrecarga em caso de falha dos componentes do dispositivo. Marca do fusível - VP2B-1 V, VPZB-1V, VPZT-2Sh ou VPB6-40. O varistor RU1 protege os componentes de entrada da fonte de alimentação contra sobretensões. Marca do varistor - CNR10D431, CNR14D431, CNR20D431, CNR10D471, CNR14D471, CNR20D471, TVR10431, TVR14431, TVR20431, TVR10471, TVR14471, TVR20471 ou S14K275. O capacitor C2 e o indutor de dois enrolamentos L1 formam um filtro de rede em forma de L que evita a penetração de interferência de alta frequência do conversor de pulso na rede de alimentação.

O acelerador duplo L1 foi escolhido da marca B82725-A2602-N1 fabricada pela Epcos. Este indutor tem uma indutância de 2x3,9 mH e foi projetado para operar em uma tensão de 250 V em uma corrente alternada de até 6 A. Como substituto, você pode usar um indutor semelhante da marca B82725-A2103-N1 do mesmo fabricante, que possui indutância de 2x1,8 mH e permite o fluxo de corrente de até 10 A em tensão alternada de 250 V. O indutor L1 de dois enrolamentos pode ser feito de forma independente. Para fazer isso, fios de enrolamento da marca PELSHO com diâmetro de 250 mm são colocados em dois núcleos magnéticos semicirculares feitos de MO-permalloy MP160 ou MP36 com tamanho padrão KP25x7,5x0,98 dobrados juntos até que a janela do núcleo seja preenchida. Antes de colocar os enrolamentos, o circuito magnético é coberto com uma camada de isolamento, por exemplo, tecido envernizado ou Teflon. Isso também é feito na fabricação dos transformadores de pulso TV1 e TV2. É importante garantir que o fio do enrolamento não empurre ou corte a camada de isolamento. Os enrolamentos são colocados simultaneamente em dois fios.

O capacitor C2, projetado para operar em tensões alternadas de até 300 V, pode ser adquirido das marcas B32923-A2474-M ou B81131-C1474-M fabricadas pela Epcos. Os resistores fixos R2, R3 e os transistores bipolares VT1, VT2 formam um análogo de um dinistor. Em vez de um dinistor analógico, você pode usar um dinistor da marca KN102A ou DB3 da ST Microelectronics. O capacitor C1, no momento do carregamento quando o dispositivo é ligado, consome corrente que, fluindo pelo enrolamento I do transformador correspondente TV1, cria o sinal de controle inicial para os transistores principais. O capacitor C1, assim como os capacitores C3...C6, podem ser do grau K73-17. A corrente de carga do capacitor C1 é limitada por um resistor constante R1.

O conjunto de diodos VD1 e os capacitores C5, C6, C9 e SY representam um retificador de rede com filtro capacitivo, que forma um divisor de tensão. Os resistores fixos R11 e R12 removem cargas dos capacitores C5, C9 e C6, SY, respectivamente. Os capacitores eletrolíticos C7...C10 podem ser usados ​​grau K50-35 ou similar. O conjunto de diodo VD1 pode ser substituído por dispositivos CP1008, KVRS1008, KBU10K, BR1010, PBU1007, KBU10M, KBU1010, RS1007nnn KVRS1510.

O transformador correspondente TV1 é feito em um núcleo magnético toroidal com tamanho padrão K20x10x5 feito de ferrite M2000NM-17. Todos os três enrolamentos, que são colocados simultaneamente no núcleo magnético, contêm 8 voltas de fio PELSHO com diâmetro de 0,5 mm.

Os resistores fixos R4 e R5 limitam as correntes de base dos transistores bipolares VT3, VT5 e VT4, VT6, respectivamente.

Potentes transistores bipolares VT3...VT6 servem como componentes de comutação do conversor. Os transistores da marca 2T812A podem ser substituídos por KT812A, KT840A ou, pior, KT828A. Os transistores VT3...VT6 devem ser instalados em quatro coolers independentes com área útil de cerca de 140 cm2 cada. Os resistores fixos R6...R9 equalizam as correntes de emissor dos transistores bipolares VT3...VT6 e servem como elementos de circuitos de realimentação local que aceleram a comutação dos transistores. Sem esses resistores, os transistores principais falharão devido à sobrecarga de corrente. Os resistores R6...R9 devem ter o mínimo de indutância parasita possível, caso contrário os transistores principais serão danificados.

Cada um dos resistores equalizadores indicados pode ser composto por dez resistores MLT permanentes conectados em paralelo com resistência de 1 Ohm e potência de 0,25 W. Os diodos VD2...VD5 da marca HER508 são amortecedores. Eles podem ser substituídos por diodos 8ETX06S, BYC10-600, HFA04TB60, HFA08TB60 ou similares. O resistor constante limitador de corrente R10, o enrolamento I do transformador TV1 e o enrolamento I do transformador TV2 formam um circuito de realimentação positiva, graças ao qual a autogeração é mantida no conversor. O resistor R10 pode ser composto por cinco resistores de 2 W, conectados em paralelo.

O transformador de pulso TV2 é feito em quatro núcleos magnéticos de anel dobrado de tamanho padrão K45x28x8 feitos de ferrite M2000NM-A ou M2000NM-17. O enrolamento I consiste em 10 voltas de fio com diâmetro de 0,5 mm, o enrolamento II consiste em 103 voltas com diâmetro de 1,00 mm e o enrolamento III consiste em 51 + 51 voltas com diâmetro de 1,6 mm. É permitida a utilização de fios de enrolamento com isolamento de esmalte das marcas PET-200-1, PET-200-2, PETD-180, PETV-1, PETV-2, PEE1-130-MEK, PEE2-130-MEK, PEEI1 -200, PEEI2-200 ou PEF-155. O isolamento entre enrolamentos e coberturas é realizado com fitas de tecido envernizado. Os diodos VD6...VD9 retificam a tensão de pulso que surge no enrolamento III do transformador TV2, e os capacitores de suavização C3, C4, C7 e C8 a filtram do componente alternado. Esses diodos podem ser adquiridos das marcas 15ETH06, 15ETX06S ou DSEI12-06A. Os diodos devem ser montados em quatro coolers separados com área superficial total de aproximadamente 50 cm2 cada.

Fixação

Antes de conectar o dispositivo à rede, lembre-se que alguns componentes estão sob tensão perigosa. Siga as normas de segurança.

Normalmente, uma fonte de alimentação, se montada a partir de peças reparáveis ​​​​e exatamente de acordo com o diagrama, não precisa de ajustes e começa a funcionar imediatamente, sem ajustes. Porém, caso não ocorra a autogeração, deve-se tentar alterar o faseamento de chaveamento do enrolamento I do transformador TV2. Você pode tentar aumentar a frequência de conversão para aproximadamente 25 kHz se usar um núcleo toroidal de diâmetro menor feito de ferrita com alta permeabilidade magnética (pelo menos 1...2000) como núcleo magnético do transformador correspondente TV3000. Infelizmente, isso aumentará as perdas nos transistores principais VT3...VT6, e a eficiência da fonte de alimentação diminuirá. Isso acontecerá porque os pulsos nos enrolamentos II e III do transformador correspondente TV1 terão frentes mais planas.

Literatura

1. Gaino E., Moskatov E. Fonte de alimentação comutada poderosa. - Rádio, nº 9, 2004, p. 31,32.

Autor: E.Moskatov, Taganrog, moskatov.narod.ru

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