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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Potente convertidor de voltaje para amplificador de coche. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores Actualmente, el mercado de equipamiento para automóviles ofrece una amplia gama de radios en diferentes categorías de precios. Las radios de coche modernas suelen tener 4 salidas de línea (algunas también tienen una salida de subwoofer independiente). Están diseñados para usarse como cabezal con amplificadores de potencia externos. Muchos radioaficionados fabrican sus propios amplificadores de potencia. La parte más difícil de un amplificador de coche es el convertidor de voltaje (VC). En este artículo veremos el principio de construcción de PN estabilizadas basadas en el ya "popular" microcircuito TL494 (nuestro análogo de KR1114EU4). Nodo de control Aquí echaremos un vistazo muy detallado al funcionamiento del TL494 en modo de estabilización. El generador de tensión en diente de sierra G1 sirve como maestro. Su frecuencia depende de los elementos externos de C3R8 y está determinada por la fórmula: F=1/(C3R8), donde F es la frecuencia en Hz; C3- en faradios; R8- en Omaha. Cuando se opera en modo push-pull (nuestro PN funcionará en este modo), la frecuencia del autooscilador del microcircuito debe ser dos veces mayor que la frecuencia en la salida del PN. Para las capacidades del circuito de sincronización indicadas en el diagrama, la frecuencia del generador es F=1/(0,000000001*15000)=66,6 kHz. La frecuencia del pulso de salida es, aproximadamente, de 33 kHz. El voltaje generado se suministra a 2 comparadores (A3 y A4), cuyos pulsos de salida se suman por el elemento OR D1. A continuación, se suministran pulsos a través de los elementos O - NO D5 y D6 a los transistores de salida del microcircuito (VT1 y VT2). Los pulsos de la salida del elemento D1 también llegan a la entrada de conteo del disparador D2, y cada uno de ellos cambia el estado del disparador. Por lo tanto, si se aplica un "13" lógico al pin 1 del microcircuito (como en nuestro caso - + se aplica al pin 13 desde el pin 14), entonces los pulsos en las salidas de los elementos D5 y D6 se alternan, lo cual es necesario para controlar un inversor push-pull. Si el microcircuito se usa en un Pn de un solo ciclo, el pin 13 está conectado a un cable común, como resultado, el disparador D2 ya no participa en la operación y aparecen pulsos en todas las salidas simultáneamente. El elemento A1 es un amplificador de señal de error en el circuito de estabilización de voltaje de salida PN. Este voltaje se aplica al pin 1 del nodo A1. En la segunda salida, el voltaje ejemplar obtenido del estabilizador A5 integrado en el microcircuito utilizando un divisor resistivo R2R3. La tensión en la salida A1, proporcional a la diferencia entre la entrada, establece el umbral de funcionamiento del comparador A4 y, en consecuencia, el ciclo de trabajo de los pulsos en su salida. La cadena R4C1 es necesaria para la estabilidad del estabilizador. El optoacoplador de transistor U1 proporciona aislamiento galvánico en el circuito de retroalimentación de voltaje negativo. Se refiere al circuito de estabilización de voltaje de salida. Además, el estabilizador del tipo paralelo DD1 (TL431 o nuestro análogo KR142EN19A) es responsable de la estabilización. La caída de tensión en la resistencia R13 es de aproximadamente 2,5 voltios. La resistencia de esta resistencia se calcula configurando la corriente a través del divisor resistivo R12R13. La resistencia de la resistencia R12 se calcula mediante la fórmula: R12 \u2,5d (Uout-12) / I "donde Uout es el voltaje de salida de la PN; I" es la corriente a través del divisor resistivo R13RXNUMX. La carga DD1 es una resistencia de balasto R11 conectada en paralelo y un diodo radiante (pin 1,2 del optoacoplador U1) con una resistencia limitadora de corriente R10. La resistencia de balasto crea la carga mínima necesaria para el funcionamiento normal del microcircuito. IMPORTANTE. Se debe tener en cuenta que el voltaje de funcionamiento del TL431 no debe exceder los 36 voltios (consulte la hoja de datos del TL431). Si se planea fabricar un PN con Uout.> 35 voltios, entonces será necesario cambiar un poco el circuito de estabilización, como se discutirá a continuación. Supongamos que el suministro de voltaje está diseñado para un voltaje de salida de +-35 voltios. Cuando se alcanza este voltaje (en el pin 1 de DD1 el voltaje alcanza el umbral de 2,5 voltios), el estabilizador DD1 se "abrirá" y el LED del optoacoplador U1 se encenderá, lo que provocará la apertura de su unión de transistores. El nivel "1" aparecerá en el pin 494 del chip TL1. El suministro de pulsos de salida se detendrá, el voltaje de salida comenzará a caer hasta que el voltaje en el pin 1 del TL431 caiga por debajo del umbral de 2,5 voltios. Tan pronto como esto sucede, DD1 se “cierra”, el LED del optoacoplador U1 se apaga, el pin 1 del TL494 aparece bajo y el nodo A1 permite pulsos de salida. El voltaje de salida volverá a alcanzar los +35 voltios. DD1 se “abrirá” nuevamente, el LED del optoacoplador U1 se encenderá, y así sucesivamente. A esto se le llama "factor de trabajo", cuando la frecuencia de los pulsos es constante y el ajuste se realiza mediante pausas entre pulsos. El segundo amplificador de señal de error (A2) se utiliza en este caso como entrada de protección de emergencia. Podría ser una unidad para monitorear la temperatura máxima del disipador de calor de los transistores de salida, una unidad de protección UMZCH contra sobrecarga de corriente, etc. Como en A1, a través del divisor resistivo R6R7, el voltaje de referencia se suministra al pin 15. En el pin 16 habrá un nivel "0", ya que está conectado al cable común a través de la resistencia R9. Si aplica el nivel "16" al pin 1, el nodo A2 prohibirá instantáneamente el suministro de pulsos de salida. La PN se “detendrá” y comenzará solo cuando el nivel “16” aparezca nuevamente en el pin 0. La función del comparador A3 es garantizar la presencia de una pausa entre pulsos en la salida del elemento D1, incluso si el voltaje de salida del amplificador A1 está fuera de los límites permitidos. El umbral mínimo de respuesta A3 (al conectar el pin 4 al cable común) lo establece la fuente de voltaje interna GI1. A medida que aumenta el voltaje en el pin 4, la duración mínima de la pausa aumenta, por lo tanto, el voltaje de salida máximo del PN disminuye. Esta propiedad se utiliza para PN de inicio suave. El hecho es que en el momento inicial de operación de la PN, los capacitores de los filtros de su rectificador están completamente descargados, lo que equivale a cerrar las salidas a un cable común. Iniciar el PN inmediatamente a plena potencia provocará una gran sobrecarga de los transistores de la poderosa cascada y su posible falla. El circuito C2R5 proporciona una puesta en marcha suave y sin sobrecargas de la PN. En el primer momento después de encender, C2 se descarga. Y el voltaje en el pin 4 de TL494 está cerca de los +5 Voltios recibidos del estabilizador A5. Esto garantiza una pausa de la máxima duración posible, hasta la total ausencia de pulsos a la salida del microcircuito. A medida que el capacitor C2 se carga a través de la resistencia R5, el voltaje en el pin 4 disminuye y con ello la duración de la pausa. Al mismo tiempo, aumenta la tensión de salida de la PN. Esto continúa hasta que se acerca al ejemplar y entra en vigor la retroalimentación estabilizadora, cuyo principio se describió anteriormente. La carga adicional del capacitor C2 no afecta los procesos en Stump. Como ya se dijo aquí, el voltaje de funcionamiento del TL431 no debe exceder los 36 voltios. Pero, ¿qué pasa si necesita recibir, por ejemplo, 50 voltios del PN? Es facil de hacer. Basta con colocar un diodo Zener de 15...20 voltios en el espacio del cable positivo controlado (que se muestra en rojo). Como resultado de esto, "cortará" el exceso de voltaje (si es un diodo zener de 15 voltios, cortará 15 voltios, si es un diodo de veinte voltios, eliminará 20 voltios en consecuencia) y el TL431 funcionará en el modo de voltaje permitido.
Con base en lo anterior, se construyó una PN, cuyo esquema se muestra en la siguiente figura.
Se monta una etapa intermedia en VT1-VT4R18-R21. La tarea de este nodo es amplificar los pulsos antes de alimentarlos a los potentes transistores de efecto de campo VT5-VT8. La unidad de control REM está fabricada en VT11VT12R28R33-R36VD2C24. Cuando se aplica una señal de control de la radio de +12 voltios a “REM IN”, se abre el transistor VT12, que a su vez abre VT11. Aparece voltaje en el diodo VD2, que alimentará el microcircuito TL494. Lun comienza. Si apaga la radio, estos transistores se cerrarán y el convertidor de voltaje se "detendrá". Se realiza una unidad de protección de emergencia sobre los elementos VT9VT10R29-R32R39VD5C22C23. Cuando se aplica un pulso negativo a la entrada "PROTECT IN", la PN se apagará. Sólo se puede iniciar apagando y encendiendo REM. Si no se planea utilizar este nodo, entonces los elementos relacionados con él deberán excluirse del circuito y el pin 16 del chip TL494 deberá conectarse al cable común. En nuestro caso la NP es bipolar. La estabilización en él se realiza según el voltaje de salida positivo. Para evitar diferencias en los voltajes de salida, utilice el llamado "DGS", un inductor de estabilización de grupo (L3). Ambos devanados están enrollados simultáneamente en un circuito magnético común. El resultado es un transformador estrangulador. La conexión de sus devanados tiene una cierta regla: deben conectarse espalda con espalda. En el diagrama, los inicios de estos devanados se muestran como puntos. Como resultado de este estrangulador, se igualan los voltajes de salida de ambos brazos. Los amortiguadores desempeñan un papel importante en Stump, una cadena RC, que sirve para evitar las oscilaciones parásitas de RF / microondas. Su uso afecta favorablemente el funcionamiento general del convertidor, a saber: la forma de la señal de salida tiene menos emisiones de RF parásitas que penetran la fuente de alimentación en el UMZCH y pueden provocar su excitación; las teclas de salida funcionan más fácilmente (se calientan menos), esto también se aplica al transformador. Los beneficios de ellos son obvios, por lo que no deben ser descuidados. En el diagrama, esto es C12R26; C13R27; C25R37. Establecimiento Antes de encender, es necesario verificar la calidad de la instalación. Para establecer una PN, se requiere una fuente de alimentación del transformador con una capacidad de aproximadamente 20 Amperios y con un límite de regulación de voltaje de salida de 10 ... 16 Voltios. No se recomienda alimentar la PN desde una fuente de alimentación de computadora. Antes de encender, debe configurar el voltaje de salida de la fuente de alimentación a 12 voltios. En paralelo con la salida de la PN, conecte resistencias de 2 W 3,3 kOhm tanto al hombro positivo como al negativo. Desuelde la resistencia PN R3. Aplicar fuente de alimentación desde la fuente de alimentación a la PN (12 voltios). Mon no debería comenzar. A continuación, debe aplicar un positivo a la entrada REM (coloque un puente temporal en los terminales + y REM). Si las piezas están en buenas condiciones y la instalación se realiza correctamente, la PN debería comenzar. A continuación, debe medir el consumo de corriente (amperímetro en el espacio del cable positivo). La corriente debe estar entre 300 ... 400 mA. Si es muy diferente hacia arriba, esto indica que el circuito no funciona correctamente. Hay muchas razones, una de las principales es que el transformador no está bobinado correctamente. Si todo está dentro de los límites aceptables, entonces debe medir el voltaje de salida tanto positivo como negativo. Deberían ser casi iguales. El resultado se memoriza o se anota. A continuación, en lugar de R3, debe soldar una cadena en serie de una resistencia constante de 27 kOhm y un recortador (puede ser variable) de 10 kOhm, sin olvidar apagar primero la alimentación de la PN. Comencemos PN de nuevo. Después de comenzar, aumentamos el voltaje en la fuente de alimentación a 14,4 voltios. Medimos el voltaje de salida del PN de la misma manera que durante el encendido inicial. Al girar el eje de la resistencia de sintonización, debe establecer el voltaje de salida, que era cuando la fuente de alimentación era de 12 voltios. Después de apagar la fuente de alimentación, desuelde el circuito de resistencia en serie y mida la resistencia total. En lugar de R3, suelde una resistencia constante de la misma clasificación. Hacemos un chequeo de control. La segunda opción para la estabilización de edificios. La siguiente figura muestra otra opción para la estabilización de edificios. En este circuito, no se utiliza su estabilizador interno como voltaje de referencia para el pin 1 del TL494, sino uno externo, hecho en el estabilizador de tipo paralelo TL431. El chip DD1 estabiliza el voltaje de 8 voltios para alimentar el divisor, que consta de un optoacoplador de fototransistor U1.1 y una resistencia R7. El voltaje del punto medio del divisor se suministra a la entrada no inversora del primer amplificador de señal de error del controlador TL494 SHI. La tensión de salida de la PN también depende de la resistencia R7: cuanto menor sea la resistencia, menor será la tensión de salida.La configuración de la PN según este esquema no difiere de la de la Figura No. 1. La única diferencia es que inicialmente debe configurar 8 voltios en el pin 3 de DD1 usando la selección de resistencia R1.
El circuito convertidor de voltaje en la figura a continuación se distingue por una implementación simplificada del nodo REM. Tal solución de circuito es menos confiable que en versiones anteriores.
Detalles Como estrangulador L1, puede usar estranguladores DM soviéticos. L2- hecho a sí mismo. Se puede enrollar en una barra de ferrita con un diámetro de 12 ... 15 mm. La ferrita se puede separar del transformador de línea TVS moliéndola sobre carbón al diámetro requerido. Es largo, pero efectivo. Está enrollado con alambre PEV-2 con un diámetro de 2 mm y contiene 12 vueltas. Como DGS, puede usar el anillo amarillo de la fuente de alimentación de una computadora.
Se puede tomar el cable PEV-2 con un diámetro de 1 mm. Es necesario enrollar dos cables simultáneamente, colocándolos uniformemente alrededor de todo el anillo vuelta a vuelta. Conecte de acuerdo con el diagrama (los comienzos se indican con puntos). Transformador. Esta es la parte más importante de la PNA, el éxito de toda la empresa depende de su producción. Es recomendable utilizar 2500NMS1 y 2500NMS2 como ferrita. Tienen una dependencia negativa de la temperatura y están diseñados para su uso en campos magnéticos fuertes. En casos extremos, se pueden utilizar anillos M2000NM-1. El resultado no será mucho peor. Es necesario llevar anillos viejos, es decir, aquellos que se fabricaron antes de los años 90. E incluso entonces, un lote puede ser muy diferente de otro. Entonces, un PN cuyo transformador está enrollado en un anillo puede mostrar excelentes resultados, y un PN cuyo transformador está enrollado con el mismo cable, en un anillo de las mismas dimensiones y marcas, pero de un lote diferente, puede mostrar resultados repugnantes. Así es como se llega allí. Para ello existe en Internet el artículo “La calculadora del Baldy”. Utilizándolo puedes seleccionar los anillos, la frecuencia del generador principal y el número de vueltas del primario. Si se usa un anillo de ferrita 2000NM-1 40/25/11, el devanado primario debe contener 2 * 6 vueltas. Si el anillo es 45/28/12, entonces, respectivamente, 2 * 4 vueltas. El número de vueltas depende de la frecuencia del oscilador maestro. Ahora hay muchos programas que, de acuerdo con los datos ingresados, calcularán instantáneamente todos los parámetros necesarios. Yo uso anillos 45/28/12. Como cable primario utilizo cable PEV-2 con un diámetro de 1 mm. El devanado contiene 2*5 vueltas, cada medio devanado consta de 8 cables, es decir, se enrolla un “bus” de 16 cables, que se comentará a continuación (anteriormente enrollé 2*4 vueltas, pero con algunas ferritas fue necesario aumentar la frecuencia (por cierto, esto se puede hacer reduciendo la resistencia R14). Pero primero, miremos el anillo. Inicialmente, el anillo de ferrita tiene bordes afilados. Deben molerse (redondearse) con un esmeril o una lima grande, ya que es más conveniente para alguien. A continuación, envuelva el anillo con cinta de papel blanco molar en dos capas. Para hacer esto, desenrollamos un trozo de cinta adhesiva de 40 centímetros de largo, lo pegamos sobre una superficie plana y cortamos tiras de 10 ... 15 mm de ancho con una cuchilla a lo largo de la regla. Con estas rayas lo aislaremos. Idealmente, por supuesto, es mejor no envolver el anillo con nada, sino colocar los devanados directamente sobre la ferrita. Esto afectará favorablemente el régimen de temperatura del transformador. Pero como dicen, Dios salva la caja fuerte, así que lo aislamos. En el "espacio en blanco" resultante enrollamos el devanado primario. Algunos radioaficionados dan cuerda primero al secundario y solo luego al primario. No lo he probado y no puedo decir nada positivo o negativo al respecto. Para hacer esto, enrollamos un hilo regular alrededor del anillo, colocando uniformemente el número calculado de vueltas en todo el núcleo. Fijamos los extremos con pegamento o pequeños trozos de cinta adhesiva. Ahora tomamos un trozo de nuestro alambre esmaltado y lo enrollamos a lo largo de este hilo. Luego, toma la segunda pieza y enróllala uniformemente junto al primer cable. Hacemos esto con todos los cables del devanado primario. El resultado debería ser un tren parejo. Después de enrollar, llamamos a todos estos cables y los dividimos en 2 partes: una de ellas será la mitad de la bobina y la otra será la segunda. Conectamos el principio de uno con el final del otro. Este será el terminal medio del transformador. Ahora damos cuerda a la secundaria. Sucede que el devanado secundario, debido al número relativamente grande de vueltas, no puede caber en una capa. Por ejemplo, necesitamos dar 21 vueltas. Luego procedemos de la siguiente manera: en la primera capa colocaremos 11 vueltas, y en la segunda - 10. Ya no enrollaremos a lo largo de un cable, como era el caso del primario, sino inmediatamente un "autobús". Debes intentar colocar los cables de manera que queden bien ajustados y no queden bucles ni “corderos” de ningún tipo. Después de enrollar, también llamamos medias vueltas y conectamos el comienzo de una con el final de la otra. Finalmente, sumergimos el transformador terminado en barniz, lo secamos, lo sumergimos, lo secamos, etc., varias veces. Como se indicó anteriormente, mucho depende de la calidad del transformador. Casi todas las personas que fabrican un amplificador de automóvil con PN calculan tableros para dimensiones estrictamente definidas. Para ponérselo más fácil, le presento las placas de circuito impreso de los osciladores maestros en formato Sprint Layout-4. Descargar placas de circuito impreso Aquí hay algunas fotos de PN que se hicieron de acuerdo con estos esquemas:
autor: qwert390; Publicación: cxem.net
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Comentarios sobre el artículo: Nikita Súper [;)]
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