|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Transformadores eletrônicos para lâmpadas halógenas de 12 V. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação O artigo descreve os chamados transformadores eletrônicos, que na verdade são conversores abaixadores de pulso para alimentar lâmpadas halógenas, projetados para uma tensão de 12 V. São propostas duas versões dos transformadores - em elementos discretos e usando um microcircuito especializado. As lâmpadas halógenas são, na verdade, uma modificação mais avançada de uma lâmpada incandescente convencional. A diferença fundamental está na adição de vapores compostos de halogênio ao bulbo da lâmpada, que bloqueiam a evaporação ativa do metal da superfície do filamento durante o funcionamento da lâmpada. Isso permite que o filamento seja aquecido a temperaturas mais altas, resultando em maior saída de luz e um espectro de emissão mais uniforme. Além disso, a vida útil da lâmpada é estendida. Estas e outras características tornam a lâmpada halógena muito atraente para iluminação doméstica e muito mais. É produzida comercialmente uma vasta gama de lâmpadas de halogéneo de várias potências para 230 e 12 V. As lâmpadas com tensão de alimentação de 12 V apresentam melhores características técnicas e uma vida útil mais longa em comparação com as lâmpadas de 230 V, para não falar da segurança elétrica. Para alimentar essas lâmpadas de uma rede de 230 V, é necessário reduzir a tensão. Você pode, é claro, usar um transformador abaixador de rede convencional, mas isso é caro e impraticável. A melhor solução é usar um conversor abaixador de 230V/12V, muitas vezes chamado nesses casos de transformador eletrônico ou conversor de halogênio. Duas variantes de tais dispositivos serão discutidas neste artigo, ambas projetadas para uma potência de carga de 20 ... 105 watts. Uma das soluções de circuito mais simples e comuns para transformadores eletrônicos abaixadores é um conversor de meia ponte com realimentação de corrente positiva, cujo circuito é mostrado na fig. 1. Quando o dispositivo é conectado à rede, os capacitores C3 e C4 são carregados rapidamente para a tensão de amplitude da rede, formando metade da tensão no ponto de conexão. O circuito R5C2VS1 gera um pulso de disparo. Assim que a tensão no capacitor C2 atingir o limite de abertura do dinistor VS1 (24.32 V), ele abrirá e uma tensão de polarização direta será aplicada à base do transistor VT2. Este transistor se abrirá e a corrente fluirá pelo circuito: o ponto comum dos capacitores C3 e C4, o enrolamento primário do transformador T2, o enrolamento III do transformador T1, a seção coletor-emissor do transistor VT2, o terminal negativo da ponte de diodos VD1. No enrolamento II do transformador T1, aparecerá uma tensão que mantém o transistor VT2 em estado aberto, enquanto a tensão reversa do enrolamento I será aplicada na base do transistor VT1 (os enrolamentos I e II são ligados em antifase). A corrente que flui pelo enrolamento III do transformador T1 o levará rapidamente à saturação. Como resultado, a tensão nos enrolamentos I e II T1 tenderá a zero. O transistor VT2 começará a fechar. Quando estiver quase totalmente fechado, o transformador começará a sair da saturação.
Fechar o transistor VT2 e sair da saturação do transformador T1 levará a uma mudança na direção do EMF e a um aumento da tensão nos enrolamentos I e II. Agora, uma tensão direta será aplicada à base do transistor VT1 e a tensão reversa será aplicada à base do VT2. O transistor VT1 começará a abrir. A corrente fluirá pelo circuito: o terminal positivo da ponte de diodos VD1, a seção coletor-emissor VT1, o enrolamento III T1, o enrolamento primário do transformador T2, o ponto comum dos capacitores C3 e C4. Além disso, o processo é repetido e a segunda meia onda de tensão é formada na carga. Após a partida, o diodo VD4 mantém o capacitor C2 em estado descarregado. Como o conversor não utiliza capacitor de óxido de alisamento (não é necessário trabalhar com lâmpada incandescente, pelo contrário, sua presença piora o fator de potência do aparelho), então ao final do meio ciclo da rede retificada tensão, a geração irá parar. Com o advento do próximo meio ciclo, o gerador iniciará novamente. Como resultado da operação de um transformador eletrônico, oscilações próximas a senoidais com frequência de 30 ... 35 kHz (Fig. 2) são formadas em sua saída, seguindo em rajadas com frequência de 100 Hz (Fig. . 3).
Uma característica importante desse conversor é que ele não dará partida sem carga, pois nesse caso a corrente no enrolamento III T1 será muito pequena e o transformador não entrará em saturação, o processo de autogeração falhará. Esse recurso torna desnecessária a proteção ociosa. O dispositivo com indicado na fig. 1 começa de forma estável com uma potência de carga de 20 watts ou mais. Na fig. 4 mostra um diagrama de um transformador eletrônico aprimorado, no qual são adicionados um filtro de supressão de interferência e uma unidade de proteção contra curto-circuito na carga. A unidade de proteção é montada em um transistor VT3, um diodo VD6, um diodo zener VD7, um capacitor C8 e resistores R7-R12. Um aumento acentuado na corrente de carga aumentará a tensão nos enrolamentos I e II do transformador T1 de 3...5 V no modo nominal para 9...10 V no modo de curto-circuito. Como resultado, uma tensão de polarização de 3 V aparecerá com base no transistor VT0,6, o transistor abrirá e desviará o capacitor C6 do circuito de partida. Como resultado, com o próximo meio ciclo da tensão retificada, o gerador não dará partida. O capacitor C8 fornece um atraso de desligamento de proteção de cerca de 0,5 s.
A segunda versão do transformador abaixador eletrônico é mostrada na fig. 5. É mais fácil de repetir porque não tem um transformador, sendo mais funcional. Este também é um conversor de meia ponte, mas controlado por um chip especializado IR2161S. Todas as funções de proteção necessárias estão incorporadas ao microcircuito: de baixa e alta tensão de rede, de modo ocioso e curto-circuito na carga, de superaquecimento. O IR2161S também possui a função soft start, que consiste em um aumento suave da tensão de saída quando ligado de 0 a 11,8 V por 1 s. Isso elimina um forte surto de corrente através do filamento frio da lâmpada, o que aumenta significativamente, às vezes várias vezes, sua vida útil.
No primeiro momento, e também com a chegada de cada meio ciclo subsequente da tensão retificada, o microcircuito é alimentado através do diodo VD3 do estabilizador paramétrico no diodo zener VD2. Se a alimentação for fornecida diretamente da rede de 230 V sem usar um regulador de potência de fase (dimmer), o circuito R1-R3C5 não é necessário. Depois de entrar no modo de operação, o microcircuito é adicionalmente alimentado pela saída da meia ponte através do circuito d2VD4VD5. Imediatamente após a partida, a frequência do gerador de clock interno do microcircuito é de cerca de 125 kHz, muito maior que a frequência do circuito de saída C13C14T1, como resultado, a tensão no enrolamento secundário do transformador T1 será pequena. O oscilador interno do microcircuito é controlado pela tensão, sua frequência é inversamente proporcional à tensão no capacitor C8. Imediatamente após ligar, esse capacitor começa a carregar da fonte de corrente interna do microcircuito. Na proporção do aumento da tensão, a frequência do gerador do microcircuito diminuirá. Quando a tensão no capacitor atingir 5 V (aproximadamente 1 s após ligar), a frequência diminuirá para um valor operacional de cerca de 35 kHz e a tensão na saída do transformador atingirá um valor nominal de 11,8 V. Isso é assim que um soft start é implementado, depois de concluído, o microcircuito DA1 entra em modo de operação no qual o pino 3 de DA1 pode ser usado para controlar a potência de saída. Se você conectar um resistor variável com resistência de 8 kOhm em paralelo com o capacitor C100, poderá, alterando a tensão no pino 3 de DA1, controlar a tensão de saída e ajustar o brilho da lâmpada. Quando a tensão no pino 3 do chip DA1 mudar de 0 para 5 V, a frequência de geração mudará de 60 para 30 kHz (60 kHz a 0 V é a tensão mínima de saída e 30 kHz a 5 V é a máxima). A entrada CS (pino 4) do chip DA1 é a entrada do amplificador de sinal de erro interno e é usada para controlar a corrente de carga e a tensão na saída de meia ponte. No caso de um aumento acentuado na corrente de carga, por exemplo, durante um curto-circuito, a queda de tensão no sensor de corrente - resistores R12 e R13 e, portanto, no pino 4 de DA1, excederá 0,56 V, o comparador interno alternará e pare o gerador de relógio. No caso de quebra de carga, a tensão na saída da meia ponte pode exceder a tensão máxima permitida dos transistores VT1 e VT2. Para evitar isso, um divisor resistivo-capacitivo C7R10 é conectado à entrada CS através do diodo VD9. Quando o valor limite da tensão no resistor R9 é excedido, a geração também é interrompida. Os modos de operação do chip IR2161S são discutidos com mais detalhes em [1]. Você pode calcular o número de voltas dos enrolamentos do transformador de saída para ambas as opções, por exemplo, usando um método de cálculo simples [2], você pode escolher um circuito magnético adequado para a potência geral usando o catálogo [3]. De acordo com [2], o número de espiras do enrolamento primário é NI = (vocêmáximo·t0 max) / (2 S Bmax), onde vocêmáximo - tensão máxima da rede, V; t0 max - tempo máximo do estado aberto dos transistores, µs; S - área da seção transversal do circuito magnético, mm2; bmax- indução máxima, Tl. Número de voltas do enrolamento secundário NII = NI /k onde k é a razão de transformação, no nosso caso podemos tomar k = 10. Um desenho da placa de circuito impresso da primeira versão do transformador eletrônico (ver Fig. 4) é mostrado na fig. 6, a localização dos elementos - na fig. 7. A aparência da placa montada é mostrada na fig. 8. capas. O transformador eletrônico é montado em uma placa de fibra de vidro laminada em um dos lados com espessura de 1,5 mm. Todos os elementos para montagem em superfície são instalados no lado dos condutores impressos, os elementos de saída estão no lado oposto da placa. A maioria das peças (transistores VT1, VT2, transformador T1, dinistor VS1, capacitores C1-C5, C9, C10) virá de reatores eletrônicos de massa baratos para lâmpadas fluorescentes do tipo T8, por exemplo, Tridonic PC4x18 T8, Fintar 236/418, Cimex CSVT 418P, Komtex EFBL236 / 418, TDM Electric EB-T8-236 / 418, etc., pois possuem circuitos e base de elementos semelhantes. Os capacitores C9 e C10 são de polipropileno de filme metálico, projetados para alta corrente pulsada e tensão alternada de pelo menos 400 V. Diodo VD4 - qualquer diodo de alta velocidade com tensão reversa permitida de pelo menos 11 V na Fig. 150.
O transformador T1 é enrolado em um circuito magnético anular com permeabilidade magnética de 2300 ± 15%, seu diâmetro externo é de 10,2 mm, seu diâmetro interno é de 5,6 mm e sua espessura é de 5,3 mm. O enrolamento III (5-6) contém uma volta, os enrolamentos I (1-2) e II (3-4) - três voltas de fio com diâmetro de 0,3 mm. A indutância dos enrolamentos 1-2 e 3-4 deve ser de 10...15 µH. O transformador de saída T2 é enrolado em um circuito magnético EV25/13/13 (Epcos) sem folga não magnética, material N27. Seu enrolamento primário contém 76 voltas de fio de 5x0,2 mm. O enrolamento secundário contém oito voltas de fio litz de 100x0,08 mm. A indutância do enrolamento primário é de 12 ±10% mH. O indutor do filtro de supressão de interferência L1 é enrolado em um núcleo magnético E19/8/5, material N30, cada enrolamento contém 130 voltas de fio com diâmetro de 0,25 mm. Você pode usar uma bobina padrão de dois enrolamentos com uma indutância de 30 ... 40 mH de tamanho adequado. Capacitores C1, C2, é desejável usar a classe X. Um desenho da placa de circuito impresso da segunda versão do transformador eletrônico (ver Fig. 5) é mostrado na fig. 9, a localização dos elementos - na fig. 10. A placa também é feita de fibra de vidro laminada em um lado, os elementos para montagem em superfície estão localizados no lado dos condutores impressos, os elementos de saída estão no lado oposto. A aparência do dispositivo acabado é mostrada na fig. 11 e fig. 12. O transformador de saída T1 é enrolado em um circuito magnético de anel R29.5 (Epcos), material N87. O enrolamento primário contém 81 voltas de fio com diâmetro de 0,6 mm, o secundário - 8 voltas de fio 3x1 mm. A indutância do enrolamento primário é de 18 ±10% mH, a do secundário é de 200 ±10% mH. O transformador T1 foi calculado para uma potência máxima de até 150 W, para conectar tal carga, os transistores VT1 e VT2 devem ser instalados em um dissipador de calor - uma placa de alumínio com área de 16 ... 18 mm2, 1,5 ... 2 mm de espessura. Neste caso, porém, será necessária uma correspondente alteração da placa de circuito impresso. Além disso, o transformador de saída pode ser usado desde a primeira versão do dispositivo (você precisará adicionar furos na placa para um arranjo de pinos diferente). Os transistores STD10NM60N (VT1, VT2) podem ser substituídos por IRF740AS ou similares. O diodo zener VD2 deve ter uma potência de pelo menos 1 W, a tensão de estabilização é de 15,6 ... 18 V. O capacitor C12 é preferencialmente disco cerâmico para uma tensão CC nominal de 1000 V. Os capacitores C13, C14 são polipropileno de filme metálico, projetado para alta corrente de pulso e tensão CA não inferior a 400 V. Cada um dos circuitos de resistência R4-R7, R14-R17, R18-R21 pode ser substituído por um resistor de saída com a resistência e potência apropriadas, mas isso exigirá a troca da placa de circuito impresso.
Literatura
Autor: V. Lazarev
Couro artificial para emulação de toque
15.04.2024 Areia para gatos Petgugu Global
15.04.2024 A atratividade de homens atenciosos
14.04.2024
▪ Fonte de alimentação sem ventoinha SilverStone Nightjar NJ600 ▪ pasta de dente de caranguejo ▪ Método proposto para resfriar a Terra
▪ seção do site Radiocomunicações civis. Seleção de artigos ▪ artigo Tuesok para bagas. Dicas para o dono da casa ▪ artigo Operador de instalações de tratamento. Instrução padrão sobre proteção do trabalho ▪ artigo Segurança e proteção. Vigilância de áudio e vídeo. Diretório ▪ artigo Controle discreto-proporcional. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Comentários sobre o artigo: Nicholas Tudo bem.
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua |
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página