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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de alimentación de red para el transceptor con sus propias manos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación La adquisición de un transceptor importado costoso, por regla general, está asociada con costos de material significativos. A menudo no queda dinero para comprar una fuente de alimentación. Y aquí el radioaficionado feliz se enfrenta al problema de fabricarse a sí mismo un dispositivo de suministro de energía. ¿Qué requisitos debe cumplir? En primer lugar, junto con la potencia necesaria, una fuente de alimentación casera debe tener una buena fiabilidad para que la probabilidad de daño al transceptor conectado sea mínima. La fiabilidad, como es sabido, depende de la fiabilidad total de todos los elementos estructurales y de su importancia funcional. En la fuente de alimentación de red, el regulador de voltaje juega un papel importante. Este artículo proporciona una descripción de una fuente de alimentación de red casera, cuyo "punto culminante" principal es el circuito estabilizador. El bloque ha estado funcionando sin comentarios durante unos seis meses junto con el transceptor KENWOOD TS-570D. Recientemente, durante el calor del verano, pasó pruebas adicionales, trabajando durante aproximadamente un día con una carga ficticia a la corriente nominal. Parámetros de la fuente de alimentación:
Un problema no menos importante que la elección de un circuito estabilizador es el cálculo y la fabricación de un transformador de potencia. Esta tarea casi siempre está asociada con muchas dificultades: debe obtener el hierro del tamaño correcto, los cables de la sección transversal requerida y, lo más importante, hacer un bobinado laborioso. Todos estos momentos provocan en los radioaficionados una aversión sorda a la fabricación independiente de un transformador y un deseo de tenerlo listo. Lo que, a su vez, empuja el momento de salir al aire en un nuevo transceptor a un segundo plano. De hecho, un transformador casero no es algo tan difícil. ¡Nunca sabes lo que puedes hacer hasta que lo intentas! Desde mi experiencia, prefiero usar placas en forma de W como núcleo. A pesar de que las dimensiones requeridas del transformador son algo mayores que las de un núcleo toroidal, prevalece la conveniencia tecnológica. En primer lugar, es necesario evaluar la idoneidad del núcleo existente o decidir cuál buscar. Luego calcule los diámetros de los cables y el número de vueltas de los devanados y, finalmente, evalúe correctamente los resultados. Mirando en el antiguo libro de referencia, puede encontrar las siguientes fórmulas aproximadas allí:
Debe tenerse en cuenta que el número de vueltas del devanado primario resulta ser algo menor en la práctica, y el número de vueltas del devanado secundario es grande en comparación con el calculado. Sin embargo, el devanado primario debe enrollarse primero con un margen de 20 a 30 por ciento. El margen es útil para un mayor ajuste del número de vueltas para el funcionamiento óptimo del transformador. Al enrollar, es deseable contar el número de vueltas para la posterior corrección del parámetro "N" calculado. Después de completar el devanado aproximado del devanado de la red, es necesario arreglar las siete vueltas, ensamblar el circuito magnético y medir la corriente del devanado primario en reposo. Esta medición dará una información bastante completa sobre la calidad del trabajo realizado en esta etapa. El valor de la corriente medida depende de la potencia total del transformador o, más simplemente, del tamaño de su núcleo. Para transformadores con una potencia de 200 - 1000 W, la corriente en vacío puede tener un valor del orden de 100 - 150 mA. Si la corriente medida es inferior a este valor, significa que la eficiencia del transformador estará por debajo de la norma y no será posible obtener de él la potencia esperada. En este caso, se debe desenrollar parte de las espiras del devanado y se debe repetir nuevamente la medición de corriente. Para evitar problemas inesperados asociados con cortocircuitos accidentales entre espiras, se recomienda realizar la primera medición encendiendo una bombilla de luz de red con una potencia de al menos 100 W en serie con el devanado. Si construye un gráfico de la dependencia de la corriente sin carga en la cantidad de vueltas, entonces en este gráfico puede ver una ruptura bastante pronunciada, que muestra que para una cierta cantidad de vueltas, incluso una ligera disminución en ellas conduce a un fuerte aumento en la corriente. Por lo tanto, el número de vueltas se puede considerar óptimo cuando el gráfico actual alcanza un poco ns el punto de fractura hacia arriba. El criterio general para la calidad del devanado primario completo puede considerarse la ausencia de un calentamiento notable del núcleo del transformador durante el funcionamiento sin carga durante varias horas. Quiero señalar que tratar de enrollar el transformador usando el método de "bobina a bobina" es una tarea muy laboriosa. El devanado primario se puede enrollar "a granel". Los cables de bobinado modernos con su confiable aislamiento de barniz permiten este método de bobinado. Solo es necesario monitorear la uniformidad de la distribución de vueltas sobre la superficie del devanado, para no crear áreas con una mayor diferencia de potencial entre vueltas. Entonces, el devanado primario está terminado. Las bobinas se fijan, se hacen conclusiones flexibles y se coloca aislamiento de un material que no se derrite sobre las bobinas, que se puede usar como una cinta fluoroplástica tomada de los condensadores FT-3. Ahora necesitamos realizar el blindaje del devanado de la red. Lo mejor es hacer esto con una lámina de cobre delgada, envolviéndola en una capa en la superficie del devanado de red recién hecho. El devanado de protección tiene una sola salida. que luego se conecta a un bus de alimentación común (tierra). En ningún caso debe cerrarse el devanado de protección, de lo contrario provocaría la muerte de su transformador. Entre los extremos superpuestos de la lámina, es imperativo colocar un aislamiento confiable. Después de aislar el devanado de protección, puede continuar con un negocio no menos responsable: enrollar el devanado secundario de alta corriente. Su diseño depende de la elección del circuito rectificador. Si se planea usar un puente rectificador, entonces se enrolla un devanado sin derivación simple. Si hay suficiente espacio libre en la ventana del transformador, es deseable usar un circuito rectificador de onda completa de dos diodos y dos diodos y, en consecuencia, un devanado secundario doble con una terminal central. Las pérdidas en el devanado y en el rectificador en este caso serán menores que en el primer caso. Para un devanado secundario potente, generalmente se usa un alambre de cobre grueso con un diámetro de varios milímetros o una barra de cobre. Esto dificulta el enrollado manual y puede dañar el aislamiento de las espiras subyacentes. En mi diseño, utilicé una especie de "alambre litz", un haz de varios cables doblados entre sí con un diámetro de aproximadamente 0,8 mm. Con este método de bobinado, es importante controlar la disposición en paralelo de los hilos individuales de este haz para no provocar una corriente de desajuste entre los hilos individuales del bobinado. Una pregunta importante es ¿para qué voltaje se debe calcular el devanado secundario? La respuesta depende de muchos factores. Tales como las propiedades del circuito magnético, la capacitancia del condensador del filtro rectificador, los límites de posibles fluctuaciones en el voltaje de la red, las propiedades del estabilizador de voltaje. Muchas de estas preguntas son más fáciles de responder experimentando que tratando de calcular teóricamente. En todo caso, hay que fijarse en la magnitud de la tensión rectificada del orden de los 20 voltios. Aumentar esta cifra es útil para aumentar la estabilidad del voltaje de salida debido a un mayor margen de voltaje para la estabilización. Sin embargo, esto, a su vez, conduce a un régimen térmico más duro del transformador y del estabilizador, a la necesidad de utilizar condensadores de filtro electrolítico para una tensión superior, es decir, más caros y de mayor tamaño. En una palabra, aquí es necesario adherirse a la regla de la "media dorada" y no permitir forzar los modos de las unidades de fuente de alimentación para lograr parámetros de carga excesivamente altos. Después del devanado de prueba del devanado secundario, no se debe olvidar verificar nuevamente la corriente sin carga del devanado de red. No debe aumentar más de 5 - 10 mA. Además, es deseable comprobar la calidad de ejecución de cada etapa del montaje del dispositivo de potencia cargándolo en un equivalente, que puede ser una guirnalda de lámparas incandescentes adecuadamente conectadas. Utilicé bombillas viejas de 12 voltios para faros delanteros de automóviles, conectando ambos hilos en paralelo. Una lámpara en esta inclusión "come" alrededor de 6A. Después de ensamblar el circuito rectificador junto con el condensador de filtro, medimos la capacidad de carga, el voltaje promedio y el voltaje de ondulación a la corriente de carga nominal. De mayor interés es el valor de voltaje en el mínimo del período de pulsación. Medido por un osciloscopio, debe ser menos de tres voltios (margen de estabilización mínimo) más que el voltaje de salida del estabilizador y, en nuestro caso, será 13,8 + 3 = 16,8 V. Es importante elegir la capacitancia correcta del condensador del filtro. Normalmente se elige alrededor de 100000 µF. Tuve dificultades para adquirir un condensador de este tipo y obtuve la capacidad necesaria conectando los condensadores existentes en paralelo. Logré colocarlos en todos los rincones del cuerpo del bloque pegando los condensadores con pegamento "hotmelt". Las conclusiones de los mismos polos deben conectarse mediante cables en un punto, en las inmediaciones del conector de salida. Puede utilizar un condensador más pequeño, pero es necesario aumentar ligeramente el voltaje de los devanados secundarios, controlando la tensión de ondulación bajo carga, como se describe anteriormente. Cuando finalmente se completó el ensamblaje del transformador y el rectificador, me enfrenté a la difícil pregunta moderna de elegir un circuito estabilizador de voltaje. Por un lado, hay muchos circuitos con transistores como elemento regulador, por otro lado, sería tentador usar un estabilizador completamente integrado. La última opción sería preferible tanto por su capacidad de fabricación como por los parámetros de calidad garantizados por el microcircuito, si no por el precio. Antes y ahora, utilizo ampliamente los microcircuitos KR142EN12 en mis diseños. Son buenos para todos: precio, disponibilidad y sus parámetros, no temen un cortocircuito. Solo aquí la corriente es pequeña. Sólo unos dos amperios y medio. Los análogos importados de nuestros microcircuitos LM317T son más baratos, más estables y más potentes, tienen tres amperios, pero aún así están lejos de lo que se necesita. Incluso antes, para aumentar la potencia de los estabilizadores, conecté las conclusiones de dos microcircuitos de este tipo en paralelo. La corriente máxima también aumentó exactamente el doble. En este caso, realicé un experimento y conecté hasta nueve microcircuitos en paralelo, colocándolos uniformemente en un disipador de calor común. De acuerdo con el esquema estándar, conecté dos resistencias a una salida de control común y encendí un circuito simple. Los resultados de la prueba de carga justificaron completamente mis suposiciones: las excelentes propiedades estabilizadoras del circuito se mantuvieron igual que las de un microcircuito separado, y la corriente máxima aumentó en proporción a su número.
Los microcircuitos utilizados en el estabilizador deben probarse por separado antes de la instalación. Los voltajes de salida de cada chip pueden diferir en una pequeña cantidad. Pero deliberadamente no traté de elegir instancias con los mismos parámetros, argumentando lo siguiente: supongamos que, con una corriente, dos amperios, solo funciona uno de los nueve microcircuitos. Pero cuando la corriente aumenta a más de tres amperios, el chip cargado sentirá una sobrecarga. El circuito interno de protección contra cortocircuitos comenzará a operar en él, es decir, su resistencia interna aumentará gradualmente y la corriente que fluye se redistribuirá al siguiente microcircuito. Esto continuará hasta que todos los microcircuitos estén incluidos en el proceso de estabilización de voltaje. Con un aumento adicional en la corriente por encima del nominal, se observará una rápida disminución en el voltaje de salida: la función de protección contra sobrecarga finalmente funcionará. Tal esquema, además de la extrema simplicidad y el mínimo de elementos utilizados, tiene otra ventaja: una mejor disipación de calor de los microcircuitos distribuidos por el radiador. En mi diseño, se utilizaron tres radiadores en forma de aguja del escaneo horizontal de televisores Elektronika 401, montados sobre una base común de aluminio. Por si acaso, se monta un ventilador de enfriamiento debajo de los radiadores, sin embargo, no es necesario que lo encienda: la temperatura del disipador de calor es baja incluso con un trabajo intensivo en la transmisión. El voltaje de salida de dicho circuito se puede ajustar en un rango muy amplio, desde dos hasta varias decenas de voltios. En la tabla 1 se muestran los valores medios de la resistencia de la resistencia de regulación (resistencia variable de 3,3 kΩ), en función de la tensión de salida requerida. Tabla 1
Observo que el radiador con microcircuitos debe estar necesariamente aislado de la caja de la fuente de alimentación. Es mejor no conectar galvánicamente la carcasa al circuito estabilizador, sino conectarla a una tierra protectora. Es deseable instalar un filtro LC simple en la entrada de tensión de red. Protegerá el transceptor de la interferencia de la red. La indicación del funcionamiento de la fuente de alimentación se realiza mediante dos lámparas HL1, cualquier neón, HL2, lámpara incandescente. También actúa como una resistencia de descarga. Por la duración de su brillo después de apagar la unidad de la red, se puede juzgar la calidad del capacitor C5 y por el brillo, la estabilidad del voltaje de salida. En conclusión, diré que el costo de un chip LM317 en Moscú es un poco más de 3 rublos, casi dos veces más barato que nuestro KR142EN12 doméstico, pero superior en confiabilidad. Autor: S. Makarkin, RX3AKT; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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Comentarios sobre el artículo: Nicholas Gracias, la idea funciona [;)] Alejandro donde aguanta el LM 317 3 A. segun las caracteristicas de 1,5A Alejandro Buenas tardes Nicolás. ¿Cuántos alambres con un diámetro de 0.8 usaste en el devanado secundario?
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