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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Rectificador de condensadores de baja potencia con estabilizador PWM. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores El rectificador de condensador sin transformador que le presentamos funciona con autoestabilización del voltaje de salida en todos los modos de funcionamiento posibles (desde inactivo hasta carga nominal). Esto se logró gracias a un cambio radical en el principio de generación de voltaje de salida, no debido a la caída de voltaje de los pulsos de corriente de las medias ondas rectificadas del voltaje de la red a través de la resistencia del diodo Zener, como en otros dispositivos similares, sino cambiando el tiempo de conexión del puente de diodos al condensador de almacenamiento. El diagrama de un rectificador de capacitor estabilizado se muestra en la fig. 6.12.
El transistor VT1, que funciona en modo de conmutación, está conectado en paralelo a la salida del puente de diodos. La base del transistor clave VT1 está conectada a través de un elemento umbral (diodo Zener VD3) a un condensador de almacenamiento C2, separado por corriente continua de la salida del puente por el diodo VD2 para evitar una descarga rápida cuando VT1 está abierto. Mientras la tensión en C2 sea menor que la tensión de estabilización VD3, el rectificador funciona de manera conocida. Cuando el voltaje en C2 aumenta y VD3 se abre, el transistor VT1 también se rompe y desvía la salida del puente rectificador. Como resultado, el voltaje en la salida del puente disminuye abruptamente a casi cero, lo que conduce a una disminución del voltaje en C2 y al posterior apagado del diodo zener y del transistor clave. A continuación, el voltaje en el condensador C2 aumenta nuevamente hasta que se encienden el diodo zener y el transistor, etc. El proceso de autoestabilización del voltaje de salida es muy similar al funcionamiento de un estabilizador de voltaje por pulsos con regulación de ancho de pulso. Sólo en el dispositivo propuesto la tasa de repetición del pulso es igual a la frecuencia de ondulación del voltaje en C2. Para reducir las pérdidas, el transistor clave VT1 debe tener una ganancia alta, por ejemplo, un compuesto KT972A, KT829A, KT827A, etc. Puede aumentar el voltaje de salida del rectificador utilizando un diodo zener de mayor voltaje o dos de bajo voltaje. conectados en serie. Con dos diodos Zener D814V y D814D y una capacitancia del condensador C1 de 2 μF, el voltaje de salida a través de una carga con una resistencia de 250 ohmios puede ser de 23...24 V. Usando el método propuesto, es posible estabilizar la salida. voltaje de un rectificador de condensador de diodo de media onda, fabricado, por ejemplo, según el circuito de la Fig. . 6.13. Para un rectificador con voltaje de salida positivo, se conecta un transistor npn KT1A o KT972A en paralelo con el diodo VD829, controlado desde la salida del rectificador a través de un diodo zener VD3. Cuando el condensador C2 alcanza un voltaje correspondiente al momento en que se abre el diodo zener, también se abre el transistor VT1. Como resultado, la amplitud de la media onda positiva del voltaje suministrado a C2 a través del diodo VD2 se reduce a casi cero. Cuando el voltaje en C2 disminuye, el transistor VT1, gracias al diodo Zener, se cierra, lo que conduce a un aumento en el voltaje de salida. El proceso va acompañado de una regulación por ancho de pulso de la duración del pulso en la entrada VD2, por lo tanto, el voltaje en el capacitor C2 permanece estabilizado tanto en reposo como bajo carga. En un rectificador con voltaje de salida negativo, se debe conectar un transistor pn-p KT1A o KT973A en paralelo con el diodo VD825. El voltaje estabilizado de salida en una carga con una resistencia de 470 ohmios es de aproximadamente 11 V, el voltaje de ondulación es de 0,3...0,4 V. En ambas versiones propuestas del rectificador sin transformador, el diodo zener opera en modo pulsado a una corriente de unos pocos miliamperios, que no está relacionada de ninguna manera con la corriente de carga del rectificador, con una dispersión en la capacitancia del condensador de extinción y fluctuaciones en la tensión de red. Por lo tanto, las pérdidas en él se reducen significativamente y no requiere eliminación de calor. El transistor clave tampoco requiere un radiador. Las resistencias R1, R2 en estos circuitos limitan la corriente de entrada durante procesos transitorios en el momento en que el dispositivo está conectado a la red. Debido al inevitable "rebote" de los contactos del enchufe y la toma de corriente, el proceso de conmutación va acompañado de una serie de cortocircuitos y circuitos abiertos de corta duración. Durante uno de estos cortocircuitos, el condensador de extinción C1 se puede cargar hasta el valor de amplitud total de la tensión de la red, es decir, hasta aproximadamente 300 V. Después de una rotura y posterior cierre del circuito por “rebote”, ésta y la tensión de red pueden sumarse y ascender a un total de unos 600 V. Este es el peor de los casos, que hay que tener en cuenta. cuenta para garantizar un funcionamiento fiable del dispositivo. Ejemplo específico: la corriente máxima del colector del transistor KT972A es 4 A, por lo que la resistencia total de las resistencias limitadoras debe ser 600 V / 4 A = 150 ohmios. Para reducir las pérdidas, la resistencia de la resistencia R1 se puede seleccionar en 51 ohmios y la resistencia R2 en 100 ohmios. Su poder de disipación es de al menos 0,5 W. La corriente de colector permitida del transistor KT827A es de 20 A, por lo que no es necesaria la resistencia R2. Autor: Semyan A.P.
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