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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de alimentación conmutada con convertidor de medio puente. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación Este circuito de una fuente de alimentación conmutada con un convertidor de medio puente con un voltaje de salida ajustable sin estabilización se utiliza para alimentar una estación de soldadura. Construir y configurar esta fuente de energía no presenta dificultades, lo que constituye su principal ventaja. La unidad de control está fabricada con un microcircuito KR1156EU2, que es de alta frecuencia. Controlador PWM optimizado para construir fuentes de alimentación conmutadas de alta frecuencia push-pull. El diagrama del dispositivo se muestra en la Fig. 5.23. La tensión de red se suministra al filtro C1, L1, C2, se rectifica mediante el puente de diodos VD1 y carga los condensadores a través de la resistencia limitadora de corriente R6. SP y C12, formando un brazo del puente. El otro brazo está formado por los transistores VT1, VT2. La diagonal del puente incluye el devanado primario del transformador T2. Los transistores de efecto de campo VT1, VT2 se abren alternativamente mediante pulsos desde la salida del microcircuito DA1, mientras que VT2 se controla directamente desde el microcircuito y VT1 a través del transformador T1, que sirve para el aislamiento galvánico. El circuito de compuerta incluye resistencias R8 y R9, que junto con las capacitancias de compuerta forman. Filtros de paso bajo que reducen el ruido de conmutación. Chip. El controlador PWM KR1156EU2 tiene dos etapas de salida (pines 11, 14), diseñadas para una corriente de salida significativa (tanto entrante como saliente): constante - 0,5 A, pulsada - hasta 2 A. El microcircuito está controlado por un generador interno, la frecuencia del cual se configura conectando una resistencia al pin 5 y un capacitor al pin 6 (R5, C7 en la Fig. 5.23). La frecuencia del convertidor en este caso se elige como 50 kHz.
Para la modulación por ancho de pulso de las señales de salida, se utiliza un dispositivo que consta de disparadores y un amplificador de señal de error. Usando un amplificador de señal de error, es posible estabilizar el voltaje de salida comparando parte del voltaje de salida con el voltaje de referencia, conectando adecuadamente la retroalimentación negativa a la entrada del amplificador. Sin embargo, este diseño no utiliza esta característica, por lo que las conexiones se realizan de la siguiente manera. La entrada no inversora del microcircuito (pin 2) recibe un voltaje de +5,1 V desde la fuente de voltaje de referencia (pin 16). El pin 7 recibe un voltaje de diente de sierra desde el pin 6. La entrada inversora del amplificador (pin 1) está conectada al cable común a través de la resistencia R4. Cuando se habilita de esta manera, el amplificador de señal de error se establece en la duración máxima de los pulsos de salida. Para controlar la duración de los pulsos, se utiliza otra característica del controlador: un nodo de "arranque suave" con el pin 8. Si se aplica un voltaje que varía de aproximadamente 2,25 a 4,5 V a este pin, la duración de los pulsos de salida será ajustado dentro de 0...100% del máximo. La duración máxima del impulso es, por tanto, el 80% de la duración del medio ciclo. La corriente en el pin 8 es muy pequeña (alrededor de 10 μA); conectando un condensador a este pin (se puede realizar el llamado "arranque suave", cuando el funcionamiento del convertidor comienza con una duración mínima del pulso y gradualmente, debido a la carga del condensador, aumenta hasta un valor estacionario. En este dispositivo, la duración del pulso, y por lo tanto el voltaje de salida, regulado por la resistencia variable R2. La resistencia está incluida en el circuito divisor R1.R3, conectado al voltaje de referencia +5,1 V. El propósito del pin 9 del microcircuito es la protección actual. Si la corriente a través del transistor VT2 excede 1 A, entonces el voltaje en el pin 9 será más de 1 V y las salidas del microcircuito cambiarán al estado "apagado" hasta el final del ciclo actual. La tensión de alimentación del microcircuito se suministra al pin 15. Los pines separados para la fuente de alimentación (pin 13) y el cable común (pin 12) permiten, si es necesario, desacoplar la potente etapa de salida, que es una fuente de ruido, de el resto del convertidor. La tensión de alimentación del microcircuito proviene de un rectificador que utiliza diodos VD12, VD13 y condensador C10. Cuando el dispositivo está conectado a la red, este voltaje está ausente, por lo que es necesario solucionar el problema de la puesta en marcha inicial. Para ello, se utiliza la siguiente característica del microcircuito. Si la tensión de alimentación de los microcircuitos es inferior a 9 V, el controlador está apagado y las señales están en las salidas. A y. En ausencia, el microcircuito consume una corriente de aproximadamente 1 mA y no pasa por alto el condensador C6, que se carga a través de la resistencia R7. Cuando el voltaje alcanza aproximadamente 9,8 V, el microcircuito se enciende. El convertidor arranca, aparece voltaje en el devanado III del transformador, que se rectifica y proporciona energía al microcircuito durante el funcionamiento (aproximadamente 15 V en este dispositivo). El pin 15 del microcircuito tiene una histéresis de aproximadamente 0,8 V, por lo que el microcircuito se apagará solo cuando el voltaje de suministro caiga por debajo de 9 V; como resultado, una disminución a corto plazo en el voltaje en el pin 15 al iniciar el microcircuito no apágalo. Como ya se mencionó, la forma de la señal en las salidas A y B (pines 11 y 14, respectivamente) representa pulsos que aparecen alternativamente con una duración máxima del 80% del semiciclo, por lo que hay un intervalo bastante grande entre el cierre de un transistor. y la apertura del otro. Como resultado, se elimina el momento en que ambos transistores están abiertos y no hay corriente pasante. La tensión de salida del devanado II se rectifica mediante los diodos VD14...VD17 y, a través del inductor L2, se suministra al condensador C13 y luego a la salida del convertidor. El propósito del inductor L2 es separar un componente constante de una secuencia rectificada de pulsos rectangulares. Durante las pausas entre pulsos de voltaje rectificado, todos los diodos rectificadores están abiertos y, a través de ellos, la energía acumulada en el inductor ingresa a la carga. El bloque utiliza piezas importadas y nacionales: puente de diodos VD1 - W06M con tensión inversa de 600 V y corriente máxima de 1,5 A; SP, C12: dos condensadores conectados en paralelo 47 μF 160 V de Jamicon; VD14...VD17: diodos SF22 importados con una tensión inversa de 100 V y una corriente máxima de 2 A; tiempo de recuperación 35 ns. Cabe señalar que la eficiencia y el nivel de ruido del dispositivo dependen en gran medida de la velocidad de estos diodos. El transformador T1 está enrollado en un anillo K10x6x4,5 hecho de ferrita M2000NM1, el número de vueltas de los devanados I es 50, II - 40, el diámetro del cable es 0,15 mm, el transformador T2 está enrollado en un anillo K31x18,5x7 hecho de ferrita M1000NM1, El devanado I contiene 160 vueltas de alambre PEV: 1 con un diámetro de 0,3 mm, II - 40 vueltas del mismo alambre con un diámetro de 0,6 mm, III - 2x15 vueltas de alambre con un diámetro de 0,15 mm. El inductor L2 está enrollado en un anillo K20x10x5 hecho de ferrita M2000NM1 con un espacio en el anillo de 1,5 mm; número de vueltas - PO, alambre con un diámetro de 0,5 mm. El espacio se hace con una sierra para metales o una amoladora con un disco de diamante; se pega una junta de PCB en el espacio para mayor resistencia. Los transistores se instalan en radiadores pequeños. VD7, VD8: dos diodos Zener conectados en serie para una tensión de estabilización total de 18 V. Las partes restantes son típicas de fuentes pulsadas. Al configurar el dispositivo, se conecta una fuente de alimentación externa de +15 V a los pines 10 y 1 del microcircuito DA12 y se verifica la presencia de señales en las salidas A y B, su forma y el cambio en la duración del pulso cuando se regula por la resistencia R2. . Si es necesario, se seleccionan las resistencias R1 y R3 para el rango de control requerido. A continuación, en lugar de 220 V, se conecta una tensión de unos 30...40 V, sin desconectar la fuente de +12 V, y se comprueba la señal en el punto de conexión de los transistores, así como la formación de tensiones en el salida del dispositivo y en el condensador C10. Los voltajes deben reducirse proporcionalmente en comparación con el modo estacionario. Luego de esto, se retira la fuente de +12 V y se puede conectar el dispositivo a una red de 220 V. Por último, se especifica el número de vueltas de los devanados I y III del transformador T2: III - para suministrar energía de + 15 V, también como devanado II - para el voltaje de fuente máximo requerido. Autor: Semyan A.P.
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