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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Teoría: fuentes de alimentación conmutadas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Radioaficionado principiante Las fuentes de alimentación tradicionales con un transformador de baja frecuencia, un rectificador y un estabilizador son simples, confiables, prácticamente no interfieren, pero con una alta potencia de salida tienen dimensiones significativas, peso y baja eficiencia. Estas deficiencias son especialmente notables a altas potencias. Las dimensiones y el peso del transformador, así como la capacidad de los condensadores de filtrado, disminuyen al aumentar la frecuencia de la red de alimentación. En este sentido, algunas redes eléctricas locales, especialmente las militares, tienen una frecuencia aumentada (400 Hz). En los equipos domésticos, en particular en los televisores y computadoras modernos, se utilizan fuentes de alimentación conmutadas (Fig. 70), cuyo principio es el siguiente. La tensión de red de 220 V se rectifica mediante un puente de diodos VD1-VD4. El voltaje de CC resultante de aproximadamente 300 V se aplica a un generador que genera una secuencia de pulsos que alimentan un transformador de pulsos T1 de tamaño pequeño en un circuito magnético de ferrita. También proporciona aislamiento galvánico de los equipos alimentados de la red eléctrica.
Para reducir la penetración del ruido impulsivo en la red de suministro, asegúrese de instalar un filtro que contenga bobinas Lf y condensadores Cf. Se necesita la resistencia R1 para limitar la corriente a través de los diodos rectificadores en el momento del encendido, cuando el condensador de óxido C1 (con una capacidad de hasta 100 microfaradios o más) aún no está cargado. Un condensador cerámico C2 de una capacidad mucho menor reduce la ondulación de alta frecuencia del voltaje rectificado durante la operación del generador. Un potente transistor de alto voltaje VT1 opera en un modo clave con alta eficiencia. Es abierto por los pulsos del generador y crea una corriente en el devanado primario del transformador. La tensión de impulso de los devanados secundarios (III y IV) se rectifica y suaviza. Otro devanado (II) alimenta el circuito de estabilización, el cual controla la duración y/o frecuencia de los pulsos para que se estabilicen las tensiones U1 y U2. Se puede encontrar una descripción más detallada de las fuentes de alimentación conmutadas en artículos de revistas y literatura especializada. En fuentes de alimentación de conmutación potentes, se utilizan tanto generadores push-pull como rectificadores. Los generadores de pulsos y los circuitos de estabilización (indicados por rectángulos en la Fig. 70) ahora se fabrican a menudo en forma de circuitos integrados listos para usar. Los estabilizadores de voltaje de conmutación se realizan de acuerdo con esquemas similares, pero en lugar de un transformador, usan estranguladores en núcleos magnéticos de ferrita. Considere el circuito de un convertidor de estabilizador reductor (Fig. 71), que genera, por ejemplo, un voltaje estabilizado de 5 V a partir de un 12 ... 18 V no estabilizado. Funciona con alta eficiencia (solo con una corriente de carga estable) , llegando al 90% o más. ¡Esto significa que la corriente en la carga está más que consumida!
El transistor clave VT1 se enciende mediante pulsos cortos del oscilador maestro. La corriente en el inductor L1 aumenta durante el pulso a un valor relativamente grande (del orden de la corriente de carga). Cuando, al final del pulso, el transistor se cierra, la corriente en el inductor continúa fluyendo a través del diodo abierto VD1 hasta que comienza el siguiente pulso. En este caso, se consume la energía almacenada en el campo magnético del inductor. El circuito de estabilización regula la duración o tasa de repetición de los pulsos para que el voltaje de salida permanezca sin cambios. Por ejemplo, a medida que aumenta el voltaje de salida, disminuye la duración del pulso. Dado que los reguladores de conmutación crean ruido, requieren un buen filtrado de voltaje en la entrada y la salida. Autor: V. Polyakov
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