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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Convertidores de tensión sin transformador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores Usando convertidores sin transformador, puede obtener voltajes de polaridad opuesta y aumentar el voltaje de la fuente de energía varias veces. Debido a que en los convertidores sin transformador la tensión aumenta debido a la suma de las tensiones en los condensadores, es recomendable fabricarlos para pequeñas corrientes de carga que no superen los 0,5 A. En la Fig. 64a muestra un diagrama esquemático de un convertidor de voltaje sin transformador de media onda de baja corriente. Para corriente de carga de hasta 10 mA, lo que permite recibir el doble o triple del voltaje de la fuente de alimentación, así como voltaje de polaridad inversa. El convertidor funciona desde una fuente de CC con un voltaje de 3...12 V y tiene una eficiencia de aproximadamente el 50%. El dispositivo consta de un oscilador maestro ensamblado en transistores VT1 y VT2 mediante un circuito multivibrador y dos duplicadores de voltaje en diodos VD1-VD4 y condensadores C2 y C5. Cuando el transistor VT1 está abierto, el condensador C1 se carga a través del diodo VD2 al voltaje de la fuente de alimentación. Después de cerrar este transistor, la placa negativa del condensador C2 se conecta a través de la resistencia R1 al cable positivo de la fuente de alimentación. En este caso, se forma un voltaje positivo en la placa positiva del capacitor C2 en relación al electrodo positivo de la fuente de energía, que carga el capacitor C2 a través del diodo VD1. Por lo tanto, en la salida + Uout, el doble del voltaje de la fuente de alimentación La fuente se obtiene en relación con el cable común. Cuando el transistor VT2 está cerrado, el condensador C4 se carga a través de la resistencia R3 y el diodo VD5 al voltaje de la fuente de alimentación. Cuando se abre el transistor VT2, la placa positiva de este condensador se conecta al cable común del dispositivo. Se genera un voltaje negativo en la placa negativa del condensador C5 en relación con el cable común del convertidor. A partir de este voltaje, el condensador C4 se carga a través del diodo VD6. En este caso, la salida -Uout2 tendrá una tensión negativa con respecto al cable común, cuyo valor corresponde a la tensión de la fuente de alimentación. Entre las salidas + Uout1 - Uout2 se aplicará el triple de tensión de la fuente de alimentación.
Para obtener una conversión de onda completa, en la que la capacidad de carga actual se duplica, es necesario conectar adicionalmente al transistor VT1 un nodo de duplicación similar al conectado al transistor VT2 (C5, C6, VD3, VD4) y al transistor VT2. - un nodo de duplicación conectado al transistor VT1 ( C2, C2, VD1, VD2), y conecte las salidas de estas mentes en consecuencia. En este caso, los condensadores de filtro C1 y C6 serán comunes durante dos semiciclos de conversión. En la Fig. 64b muestra un diagrama de una conversión de voltaje sin transformador de onda completa con interruptores de transistores, diseñado para una corriente de carga de hasta 0,5 A. Se puede eliminar el doble o el triple del voltaje de la fuente de alimentación de las salidas del convertidor, similar al primero. versión del dispositivo. El oscilador maestro G se ensambla mediante un circuito multivibrador que utiliza transistores VT3 y VT4. Los transistores VT1, VT2 y VT5, VT6 se utilizan para amplificar la corriente de los transistores multivibradores y funcionan en modo de conmutación. Durante medio ciclo del multivibrador, los transistores VT1, VT3 y VT6 están abiertos, en este momento los condensadores C2 en C5 se cargan y C1 y C6 se descargan. En otro medio ciclo, estos transistores se cierran y los transistores VT2, VT4, VT5 se abren, los condensadores C1 y C6 se cargan y C2 y C5 se descargan. Los condensadores se cargan a través de los diodos VD2, VD4, VD5, VD7 y se descargan a través de VD1, VD3, VD6, VD8. El convertidor se puede montar con un condensador multiplicador de tensión según el circuito que se muestra en la Fig. 64, v. La salida + Uout1 suministra casi el triple de voltaje de la fuente de alimentación con una corriente de carga de aproximadamente 200 mA. A medida que aumentan las etapas de multiplicación de tensión, disminuye la corriente de carga permitida del convertidor. Un convertidor sin transformador se puede ensamblar con un oscilador maestro en un microcircuito, como se muestra en la Fig. 65. El diodo VD1 establece el ciclo de trabajo del multivibrador en los elementos DD1.1 y DD1.2 a 2. A un nivel de voltaje alto en las salidas de los elementos DD1.3 y DD1.4, los transistores VT2, VT4 están abiertos y el condensador C2 Se carga a través del diodo VD2. Después de cambiar el multivibrador a otro estado, en el que se establece un nivel de voltaje bajo en los elementos de salida, los transistores VT1, VT3 se abren y el capacitor C3 se carga a través del diodo VD3 al voltaje de la fuente de energía. El voltaje total en los condensadores C2, C3 corresponde al doble del voltaje de la fuente de alimentación.
La eficiencia de los convertidores con interruptores de transistores es de aproximadamente el 50%. Las pérdidas improductivas en el convertidor se producen principalmente durante la conmutación de transistores. Para aumentar la eficiencia de los convertidores, se deben utilizar transistores y diodos de alta frecuencia. Los transistores deben funcionar en modo de saturación baja y tener un coeficiente de transferencia de corriente estática de al menos 50. Es aconsejable utilizar diodos de germanio con voltajes de suministro bajos, ya que tienen una caída de voltaje directo menor en comparación con los de silicio. Al configurar convertidores, es necesario desactivar temporalmente la retroalimentación positiva en el multivibrador desconectando uno de los condensadores: en la Fig. 64,b - C3 o C4; en la Fig. 65-C1. Luego, seleccionando resistencias en los circuitos base de los transistores, configúrelas en un modo en el que el voltaje colector-emisor no exceda los 0,5 V. Autor: Drobnitsa N. A.
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