Conversor de tensão estabilizado Micropower. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O dispositivo destina-se ao uso em equipamentos domésticos e de medição portáteis com fonte de alimentação autônoma e consumo de energia não superior a 0,15 W. Como é sabido, a sua eficiência é de particular importância para tais fontes de alimentação.

Principais características técnicas:

• Potência de saída, W, não mais ....... 0,15
• Fator de estabilização......100
• Tensão de alimentação (Up), V.......4...12
• Frequência de conversão, kHz.......20
• Eficiência a uma tensão de entrada de 9 V e uma potência de saída de 40 mW, ....... 75
• Amplitude de ondulação dupla, mV, a uma potência de saída de 40 mW.......50

O dispositivo descrito a seguir é simples e repetível e possui saída dupla. De acordo com o princípio de funcionamento, o dispositivo é um conversor de chave equipado com um estabilizador com regulação PID. Um oscilador mestre operando na frequência de 1.1 kHz é montado nos elementos DD1.2 e DD1 (Fig. 20). A tensão alternada de sua saída é fornecida a um monovibrador baseado nos elementos DD1.3, DD1.4. A duração de seus pulsos de saída depende da resistência total conectada entre a entrada do elemento DD1.4 e o fio comum. Para aumentar a eficiência do conversor, o chip DD1 é alimentado com tensão de 3,6 V, retirada do estabilizador nos transistores VT1, VT2.

Figura.1

Os pulsos da saída do vibrador único são fornecidos à entrada de um amplificador de potência usando os transistores VT3, VT4. No momento em que os transistores estão abertos, uma corrente crescente linearmente flui através do enrolamento primário do transformador T1. Quando os transistores são desligados, a polaridade da tensão no enrolamento primário muda e a energia acumulada nele é transferida para a carga através dos diodos VD1 e VD2. A tensão de realimentação do enrolamento III do transformador T1 através de um divisor nos resistores R9-R11 é aplicada à porta do transistor VT5, operando em modo de resistor variável.

Uma diminuição na tensão na saída do conversor em relação ao nível definido causa uma diminuição na tensão negativa na porta do transistor VT5. A resistência do transistor e, portanto, a constante de tempo do circuito C4R6R7VT5, diminui. A duração dos pulsos negativos gerados pelo vibrador único torna-se mais curta. Como a frequência do oscilador mestre é constante, os transistores VT3, VT4 abrem por mais tempo e a tensão de saída retorna ao nível definido.

Assim, a tensão de saída é mantida constante apesar das alterações na tensão de alimentação e na corrente de carga.

Os elementos de temporização do monovibrador são selecionados de forma que a duração de seus pulsos de saída seja menor que a duração do período de oscilação do gerador mestre em toda a faixa de mudanças na tensão de entrada, portanto, no momento em que chega um novo pulso de disparo no monovibrador já está pronto para operação.

O transformador T1 é enrolado em um núcleo magnético de anel de tamanho padrão K12x5,5x5 feito de ferrite M2000NM-A. Todos os enrolamentos são iguais e contêm 100 voltas de fio PEV-2 0,1. Eles são enrolados simultaneamente em três fios. Um anel de diâmetro maior com aproximadamente a mesma seção transversal também é adequado para um transformador; a permeabilidade magnética também não é crítica. Você também pode usar um transformador de pulso pronto MIT-4V.

Capacitores C1, C9, C10 - K53-14. Os transistores KT3102BM podem ser substituídos por qualquer estrutura de silício npn e KP103E - por KP103ZH, KP103I. Em vez do transistor KP303I, você pode usar KP303A, KP303B, KP303ZH. Os diodos D9B podem ser substituídos por quaisquer diodos de germânio.

Um desenho da placa de circuito é mostrado na fig. 2.

Figura.2

Ao configurar o conversor, primeiro selecionando o resistor R3, uma tensão de 3,6 V é definida na saída do estabilizador. Em seguida, selecionando o resistor R10 (aproximadamente) e ajustando o resistor de corte R9 (precisamente), a tensão de saída necessária é alcançado, sendo possível obter uma tensão quase o dobro da indicada no diagrama, com a mesma potência de saída.

Se você precisar de uma tensão de saída ainda maior (por exemplo, 2x15 V), será necessário aumentar o número de voltas dos enrolamentos II e III do transformador de acordo. Neste caso, o enrolamento primário é primeiro colocado no circuito magnético, distribuindo-o uniformemente ao redor do anel, e então os enrolamentos II e III são enrolados em dois fios.

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