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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Convertidores de tensión de dos tiempos 12/220 voltios. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores En los convertidores push-pull, el núcleo magnético del transformador de impulsos se utiliza de manera más eficiente. En tales circuitos, no es necesario ocuparse de la magnetización del núcleo, lo que permite reducir sus dimensiones. El voltaje de salida es simétrico. Además, los transistores convertidores funcionan en un modo más ligero. A veces, para baja potencia (hasta 15 W), se usa el convertidor más simple, hecho de acuerdo con el circuito del oscilador (Fig. 4.16, a). Este circuito no es crítico para las partes utilizadas, pero seleccionar el punto de operación del modo de operación del transistor usando la resistencia R2 puede mejorar el rendimiento del dispositivo (a veces se instala un capacitor en paralelo con R2). El divisor de resistencias R1-R2 proporciona la corriente inicial necesaria para arrancar el oscilador.
Los transistores 2N3055 universales utilizados se reemplazan por KT818GM, KT8150A domésticos similares, y si cambia la polaridad de la alimentación suministrada, también puede usar transistores pn-p. La tensión de alimentación del circuito puede ser de 12 a 24 V. Para el funcionamiento a largo plazo del dispositivo, los transistores deben instalarse en los radiadores. El transformador se puede fabricar sobre un conductor magnético de anillo de ferrita M2000NM1, depende de su sección de trabajo. de la potencia en la carga. Para una elección simplificada, puede utilizar las recomendaciones, consulte la tabla. 4.5. Tabla 4.5. Potencia máxima admisible para circuitos magnéticos de ferrita anular de la marca M2000NM1
En la fabricación del transformador T1, los devanados 1 y 2 se enrollan al mismo tiempo, pero la fase de su conexión debe corresponder a la que se muestra en el diagrama. Para la sección del circuito magnético anular de tamaño K32x20x6, los devanados 1 y 2 contienen cada uno 8 vueltas (cable PEL con un diámetro de 1,2 ... 0,81 mm); 3 y 4, 2 vueltas cada uno (0,23 mm); 5 - el número de vueltas del devanado secundario depende del voltaje requerido (0,1 ... 0,23 mm). Usando este circuito, puede obtener voltajes de hasta 30 kV si usa un circuito magnético de los transformadores que se usan en los televisores modernos. Un circuito oscilador similar, hecho con transistores de efecto de campo, se muestra en la fig. 4.16b. Permite el uso de un transformador más simple que no requiere devanados de retroalimentación. Los diodos Zener VD1, VD2 evitan que aparezcan voltajes peligrosos en las puertas de los transistores. La frecuencia de operación de dichos circuitos está determinada por los parámetros del circuito magnético del transformador y la inductancia de los devanados, ya que el retraso de la señal de retroalimentación depende de esto (es mejor si la frecuencia está en el rango de 20 ... 50 kilociclos). Como desventaja de estos circuitos, se puede notar una baja eficiencia, lo que dificulta su uso a alta potencia, así como una tensión de salida no estabilizada, que puede variar mucho dependiendo del cambio en la tensión de alimentación. Un circuito convertidor push-pull más exitoso, hecho usando un microcircuito especializado (Fig. 4.17), es altamente eficiente y puede mantener un voltaje estable en la carga.
El convertidor está hecho en un chip controlador PWM T114EU4 generalizado (un análogo importado completo de TL494), lo que hace que el circuito sea bastante simple. En el estado normal (a voltaje de puerta cero), los transistores VT1, VT2 están cerrados y abiertos con pulsos de las salidas correspondientes del microcircuito. Las resistencias R7-R9 y R8-R10 limitan la corriente de salida del microcircuito, así como el voltaje en la puerta de las teclas. Una cadena de elementos C1-R2 proporciona una salida suave al modo operativo cuando se enciende (un aumento gradual en el ancho de los pulsos en las salidas del microcircuito). El diodo VD1 evita daños a los elementos del circuito cuando la polaridad de alimentación se conecta por error. Los diagramas de tensión que explican el funcionamiento se muestran en la fig. 4.18. Como se puede ver en la figura (a), el borde posterior del pulso tiene una duración más larga que el anterior. Esto se debe a la presencia de la capacitancia de puerta del transistor de efecto de campo, cuya carga se absorbe a través de la resistencia R9 (R10) en el momento en que se cierra el transistor de salida del microcircuito. Esto aumenta el tiempo de cierre de la llave. Dado que en estado abierto las caídas de tensión en el transistor de efecto de campo no superan los 0,1 V, las pérdidas de potencia en forma de un ligero calentamiento de VT1 y VT2 se producen principalmente debido al cierre lento de los transistores (esto es lo que limita la máxima potencia de carga admisible).
Los parámetros de este circuito cuando se trabaja en una lámpara con una potencia de 100 W se dan en la Tabla. 4.6. En reposo, el consumo de corriente es de 0,11 A (9 V) y 0,07 A (15 V). La frecuencia de funcionamiento del convertidor es de unos 20 kHz. Tabla 4.6. Principales parámetros del circuito.
El transformador T1 está hecho de dos núcleos anulares plegados juntos hechos de ferrita M2000NM1 grado K32x20x6. Los parámetros de bobinado se indican en la Tabla. 4.7. Tabla 4.7. Parámetros de los devanados del transformador T1.
Antes de enrollar, los bordes afilados del núcleo deben redondearse con una lima o papel de lija grueso. En la fabricación de un transformador, primero se enrolla el devanado secundario. El bobinado se realiza vuelta a vuelta, en una sola capa, seguido del aislamiento con tela barnizada o cinta fluoroplástica. Los devanados primarios 1 y 2 están enrollados con dos cables al mismo tiempo, como se muestra en la fig. 4.19 (distribuyendo uniformemente las vueltas en el circuito magnético). Dicho devanado permite reducir significativamente las sobretensiones en los frentes al cerrar las teclas de campo. Los transistores se instalan en un disipador de calor, que se utiliza como perfil de duraluminio (Fig. 4.20).
Los radiadores se fijan en los bordes de la placa de circuito impreso. Una placa de circuito impreso de una sola cara hecha de fibra de vidrio con un grosor de 1,5 ... 2 mm tiene unas dimensiones de 110x90 mm (ver Fig. 4.21 y 4.22).
Este esquema se puede utilizar para alimentar una carga que consume energía constantemente hasta 100 vatios. Para obtener más potencia, es necesario reducir el tiempo de conmutación de los interruptores de campo. Esto se puede hacer mediante microcircuitos especialmente diseñados que tienen una etapa de salida complementaria diseñada para controlar potentes transistores de efecto de campo, por ejemplo, K1156EU2, UC3825. Como interruptores de alimentación para una potencia de hasta 60 W en el circuito anterior, también puede utilizar transistores de tipo N con inducción estática KP958A (BCIT- Bipolar Static Induction Transistor). Están diseñados específicamente para funcionar en fuentes de alimentación de alta frecuencia. La física de funcionamiento de un transistor de este tipo es similar a la de un bipolar convencional, pero debido a sus características de diseño, tiene una serie de ventajas: 1) fuente-drenaje de baja tensión en estado abierto;
En este caso, es mejor seleccionar transistores con los mismos parámetros y reducir las resistencias R9 y R10 a 100 ... 150 ohmios. Autor: Shelestov I.P.
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