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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Estabilizador de corriente de carga ajustable. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Baterías, cargadores Un transistor potente se usa a menudo como elemento regulador de un cargador. Este transistor, que funciona en modo lineal, disipa mucha potencia térmica, por lo que debe instalarse en un disipador voluminoso. La eficiencia de tales dispositivos suele ser baja. Propongo un dispositivo en el que se utiliza un método pulsado para regular la corriente de carga y un trinistor como elemento regulador, que puede reducir significativamente las pérdidas de energía. Principales características técnicas Corriente de carga máxima, A ..... 6
El diagrama del circuito del estabilizador de corriente se muestra en la Fig. 1. El dispositivo consta de un filtro de supresión de ruido de red formado por un inductor de doble devanado L1 y condensadores C1-C3, un transformador de red T1, un potente rectificador que utiliza diodos VD3-VD6, un rectificador de baja potencia VD2 con un estabilizador paramétrico bipolar. VD7R2VD8R3, una unidad de configuración de corriente: una resistencia variable R4, un sensor de corriente R14 con un filtro RC de dos etapas R12C14R11C13, un amplificador de señal de desajuste en el amplificador operacional DA1, un sensor de voltaje en el transistor VT1, necesario para determinar los momentos en que el voltaje de la red cruza cero , un disparo único ajustable en el disparador DD1.1 y un disparo único en el disparador DD1.2 con un amplificador de corriente en el transistor VT2, que genera pulsos de control para el tiristor VS1, que en última instancia regula la corriente de carga. Desde el motor de la resistencia variable R4 a través de la resistencia R6, se suministra un voltaje negativo a la entrada inversora del amplificador operacional. Los parámetros del circuito del divisor resistivo R4R5 se calculan de tal manera que es más negativo que en la entrada no inversora del amplificador operacional, por lo tanto, se forma una señal positiva en la salida del amplificador operacional, proporcional a la diferencia en los valores de voltaje de entrada. Esta señal, a través de la resistencia R13, ingresa al circuito de ajuste de tiempo de un vibrador único controlado ensamblado en un disparador D DD1.1 [1]. Una característica de este one-shot es una disminución proporcional en la duración del pulso generado por el one-shot con un aumento en el nivel de la señal de entrada. El comienzo del pulso vibrador único está "vinculado" al comienzo del semiciclo de la tensión de la red mediante un sensor de tensión hecho en el transistor VT1. Se suministra un voltaje pulsante a la base de este transistor a través de la resistencia R8 desde el puente rectificador VD2. El diodo VD1 "desacopla" este circuito del condensador de suavizado C8. La resistencia de las resistencias divisoras en el circuito base del transistor se calcula de tal manera que la mayor parte del tiempo el transistor está abierto, y solo en los momentos en que la tensión de salida del puente cae casi a cero, el transistor se cierra y un breve pulso positivo de su colector se transmite a la entrada S del disparador DD1.1. El gatillo cambia a un solo estado, el condensador C15 comienza a cargarse, y cuando el voltaje en él, y por lo tanto en la entrada R del gatillo, alcanza el umbral de conmutación, el gatillo volverá al estado cero. La corriente de carga de este capacitor tiene dos componentes: a través del circuito R17R16VD10 de una fuente de voltaje estable (+12,5 V) y el circuito R13VD9 de una fuente de voltaje variable (de la salida del amplificador operacional). Cuanto mayor sea el voltaje de salida del amplificador operacional, mayor será el segundo componente de la corriente de carga, más rápido se cargará el capacitor y más corto será el pulso de alto nivel en la salida directa del disparador. Por lo tanto, dependiendo de la duración del pulso del vibrador único controlado, el trinistor se encenderá con un retraso diferente desde el comienzo del medio ciclo. En consecuencia, la corriente proveniente del poderoso rectificador también cambiará. Es decir, la posición del control deslizante de la resistencia R4 establece el valor promedio de la corriente de carga. El voltaje OS, tomado de la resistencia R14 y proporcional a la corriente de carga, después de suavizar con un filtro de dos enlaces R12C14 R11C13, se aplica en polaridad negativa a la entrada no inversora del amplificador operacional. Si la corriente de carga disminuye, por ejemplo, debido a un aumento en el EMF de la batería que se está cargando, el voltaje en la entrada no inversora será menos negativo, el voltaje de salida del amplificador operacional aumentará, lo que conducirá a una disminución en la duración del pulso del vibrador único ajustable y, por lo tanto, una disminución en el retraso de encendido del trinistor VS1: la corriente aumentará. La ganancia del amplificador operacional es igual a la relación de los valores de resistencia de las resistencias R7 y R6: 1 MΩ: 2 kΩ = 500 Por lo tanto, el estabilizador responde a los cambios más pequeños en la corriente. Las lámparas HL1, HL2 iluminan la escala del amperímetro PA1 y, al mismo tiempo, sirven como indicador de que el dispositivo está encendido. La resistencia R1 se selecciona de modo que el voltaje en las lámparas sea 5 ... 6% más bajo que el nominal. Los condensadores C4-C7, diodos de derivación de un potente rectificador, reducen el nivel de interferencia de alta frecuencia que penetra en la red. El condensador C12 elimina la autoexcitación del amplificador operacional (se instala si es necesario). OU K140UD1B se puede reemplazar por K140UD6, K140UD7 y el diodo KD510A, por KD509A, KD513A. En un rectificador potente, se pueden usar diodos KD2999A, KD2999B, así como D242, D243 (con un aumento en el área efectiva de los disipadores de calor). Los diodos Zener D814D son intercambiables con D814G. En lugar del trinistor KU202N, son adecuados KU202L, KU202I. Condensadores C1-C7 - K73-16, K78-2; C8-SU, C13, C14 - K50-35; C11, C12, C15, C16 - KLS, KM-6. Resistencia R4 - PPZ-12, R5, R17 - SP5-ZV; R14: 2 resistencias C5-16MV con una resistencia de 0,1 ohmios, conectadas en paralelo (cada una de ellas se puede reemplazar con una longitud de 72 mm de alambre de nicromo con un diámetro de 1 mm). Lámparas HL1, HL2 -CMH10-55 (CMH10-55-2). Amperímetro RA1 - M4205 con shunt externo para 10 A. El inductor L1 está enrollado en un circuito magnético anular de tamaño K20x10x5 hecho de ferrita 2000NM con un cable MGTF 0,5 doblado por la mitad, el número de vueltas es 24. Los dos devanados resultantes se encienden como se muestra en el diagrama. El transformador T1 está hecho en un circuito magnético de acero ShL25x40, el devanado I contiene 1012 vueltas de cable PEV-2 0,5; bobinado II - 144 vueltas de cable PEV-2 0,2 con un toque desde el medio; bobinado III - 104 vueltas de cable PEV-2 1,6. Los diodos VD3-VD6 están instalados en cuatro disipadores de calor de placas de cobre con un área de 60 cm2 cada uno. El disipador de calor del trinistor VS1 tiene un área de 100 cm2.
La mayoría de las partes del dispositivo están montadas en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio recubierta de lámina en un lado con un espesor de 1,5 mm. En la fig. 2 muestra un dibujo de una placa de circuito impreso y la ubicación de las piezas en ella. Dos orificios, cerca de la mitad de la placa, están diseñados para fijar las resistencias de corte R5 y R17. Las cajas de estas resistencias se instalan en el tablero, cerca unas de otras, con tornillos de ajuste hacia el borde del tablero y atraídas con una barra y tornillos con tuercas. La configuración del dispositivo debe comenzar con la verificación del voltaje de suministro bipolar del sistema operativo.Si es necesario, seleccione diodos zener y sus resistencias de balasto. Luego, utilizando un osciloscopio, verifican la presencia de pulsos cortos de alto nivel con un período de 1 ms en la salida del colector del transistor VT10. Es deseable lograr la duración mínima de estos pulsos seleccionando la resistencia R8. También se necesita un osciloscopio para verificar la duración de los pulsos de bajo nivel en la salida inversa del vibrador único ajustable DD1.1 (pin 2). Esto se hace con el sistema de estabilización de corriente de carga apagado, para lo cual es suficiente conectar temporalmente la entrada no inversora del amplificador operacional al cable común. El motor de la resistencia de sintonización R5 se establece en una posición tal que el cambio en la duración del pulso en la salida inversa del disparador DD1.1 de 0 a 10 ms corresponde a una rotación completa del eje de la resistencia variable R4. En este caso, puede ser necesario ajustar la posición del eje de la resistencia R17. Cabe señalar en conclusión que aquellos que emprenden la fabricación del dispositivo descrito anteriormente, será útil familiarizarse con las publicaciones [3; cuatro]. Literatura: 1. Samoylenko A. Vibrador único controlado. - Radio, 1999, N° 5, pág. 38, 39. Autor: V. Klimov, Moscú; Publicación: radioradar.net
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