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Esquema de un estabilizador de conmutación. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Protectores contra sobretensiones

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El circuito del regulador de conmutación no es mucho más complicado que el habitual (Fig. 1.9), pero es más complicado de configurar. Por lo tanto, los radioaficionados con poca experiencia que no conocen las reglas para trabajar con alto voltaje (en particular, nunca trabajen solos y nunca sintonicen el dispositivo con las dos manos, ¡solo una!), No recomiendo repetir este esquema.

En la fig. 1.9 muestra el circuito eléctrico de un regulador de voltaje de conmutación para cargar teléfonos celulares.

Circuito regulador de conmutación
Arroz. 1.9. El diagrama de circuito de un regulador de voltaje de conmutación para cargar teléfonos celulares

El circuito es un oscilador de bloqueo implementado en un transistor VT1 y un transformador T1. El puente de diodos VD1 rectifica la tensión de red alterna, la resistencia R1 limita el pulso de corriente cuando se enciende y también actúa como fusible. El condensador C1 es opcional, pero gracias a él, el oscilador de bloqueo funciona de manera más estable y el transistor VT1 se calienta ligeramente menos (que sin C1).

Cuando se enciende la alimentación, el transistor VT1 se abre ligeramente a través de la resistencia R2 y una pequeña corriente comienza a fluir a través del devanado I del transformador T1. Debido al acoplamiento inductivo, la corriente también comienza a fluir a través de los devanados restantes. En la salida superior (según el esquema) del devanado II, un voltaje positivo de un valor pequeño, a través de un condensador C2 descargado, abre aún más el transistor, la corriente en los devanados del transformador aumenta, como resultado, el transistor se abre por completo , a un estado de saturación. Después de un tiempo, la corriente en los devanados deja de aumentar y comienza a disminuir (el transistor VT1 está completamente abierto todo este tiempo).

El voltaje en el devanado II disminuye y, a través del capacitor C2, disminuye el voltaje en la base del transistor VT1. Comienza a cerrarse, la amplitud de voltaje en los devanados disminuye aún más y cambia la polaridad a negativa. Entonces el transistor está completamente cerrado. El voltaje en su colector aumenta y se vuelve varias veces mayor que el voltaje de suministro (sobretensión inductiva), sin embargo, gracias a la cadena R5, C5, VD4, se limita a un nivel seguro de 400 ... 450 V.

Gracias a los elementos R5, C5, la generación no se neutraliza por completo y, después de un tiempo, la polaridad del voltaje en los devanados cambia nuevamente (según el principio de funcionamiento de un circuito oscilatorio típico). El transistor comienza a encenderse de nuevo. Esto continúa indefinidamente en un modo cíclico.

En los elementos restantes de la parte de alto voltaje del circuito, se ensamblan un regulador de voltaje y un nodo para proteger el transistor VT1 de la sobrecorriente. La resistencia R4 en el circuito bajo consideración actúa como un sensor de corriente. Tan pronto como la caída de voltaje excede 1 ... 1,5 V, el transistor VT2 abre y cierra la base del transistor VT1 al cable común (lo obliga a cerrar). El condensador C3 acelera la reacción de VT2. El diodo VD3 es necesario para el funcionamiento normal del regulador de voltaje.

El regulador de voltaje se ensambla en un solo chip: un diodo zener ajustable DA1.

Para el aislamiento galvánico de la tensión de salida de la red se utiliza el optoacoplador VO1. El voltaje de operación para la parte del transistor del optoacoplador se toma del devanado II del transformador T1 y se suaviza con el capacitor C4. Tan pronto como el voltaje en la salida del dispositivo sea mayor que el nominal, comenzará a fluir una corriente a través del diodo zener DA1, el LED del optoacoplador se encenderá, la resistencia colector-emisor del fototransistor VO1.2 disminuirá, el transistor VT2 se abrirá ligeramente y reducirá la amplitud de voltaje en la base de VT1.

Se abrirá más débilmente y el voltaje en los devanados del transformador disminuirá. Si el voltaje de salida, por el contrario, se vuelve menor que el nominal, entonces el fototransistor se cerrará por completo y el transistor VT1 "oscilará" con toda su fuerza.

Para proteger el diodo zener y el LED de sobrecorriente, es recomendable incluir una resistencia con una resistencia de 100 ... 330 Ohm en serie con ellos.

Establecimiento

La primera etapa: se recomienda encender el dispositivo por primera vez a través de una lámpara de 25 W, 220 V y sin condensador C1. El motor de la resistencia R6 está configurado en la posición más baja (según el diagrama).

El dispositivo se enciende e inmediatamente se apaga, después de lo cual los voltajes en los capacitores C4 y C6 se miden lo más rápido posible Si hay un pequeño voltaje en ellos (¡según la polaridad!), Significa que el generador ha arrancado , si no, el generador no funciona, debe buscar un error en el tablero y la instalación. Además, es recomendable verificar el transistor VT1 y las resistencias R1, R4.

Si todo es correcto y no hay errores, pero el generador no arranca, intercambie los terminales del devanado II (o I, ¡pero no ambos a la vez!) Y verifique el rendimiento nuevamente.

La segunda etapa: encienda el dispositivo y controle con el dedo (solo no con la almohadilla de metal para disipar el calor) el calentamiento del transistor VT1, no debe calentarse, la bombilla de 25 W no debe encenderse (la caída de voltaje a través de no debe exceder un par de voltios).

Conecte una pequeña lámpara de bajo voltaje a la salida del dispositivo, por ejemplo, diseñada para un voltaje de 13,5 V. Si no se enciende, cambie los terminales del devanado III. Y al final, si todo funciona bien, verifican el rendimiento del regulador de voltaje girando el motor de la resistencia de construcción R6. Después de eso, puede soldar el capacitor C1 y encender el dispositivo sin una lámpara limitadora de corriente.

El voltaje de salida mínimo es de aproximadamente 3 V (la caída de voltaje mínima en los pines DA1 supera los 1,25 V, en los pines LED: 1,5 V).

Si necesita un voltaje más bajo, reemplace el diodo Zener DA1 con una resistencia con una resistencia de 100 ... 680 ohmios. El siguiente paso de configuración requiere configurar el voltaje de salida del dispositivo a 3,9 ... 4,0 V (para una batería de litio).

Este dispositivo carga la batería con una corriente decreciente exponencialmente (desde unos 0,5 A al principio de la carga hasta cero al final (para una batería de litio con una capacidad de alrededor de 1 Ah, esto es aceptable). En un par de horas de modo de carga, la batería gana hasta el 80% de su capacidad.

Acerca de los detalles

Un elemento estructural especial es un transformador. El transformador en este circuito solo se puede usar con un núcleo de ferrita dividido.

La frecuencia de operación del convertidor es bastante grande, por lo que solo se necesita ferrita para el hierro del transformador. El convertidor en sí es de acción simple, con polarización constante, por lo que el núcleo debe dividirse, con un espacio dieléctrico (se colocan una o dos capas de papel de transformador delgado entre sus mitades).

Lo mejor es tomar un transformador de un dispositivo similar innecesario o defectuoso.

En casos extremos, puede enrollarlo usted mismo: la sección del núcleo es de 3,5 mm2, bobinado I: 450 vueltas con un cable de 0 mm de diámetro, bobinado II: 1 vueltas con el mismo cable, bobinado III: 20 vueltas con un cable con un diámetro de 15 ... 0,6 mm (para tensión de salida de 0,8 V). Al enrollar, se requiere una estricta observancia de la dirección del enrollamiento; de lo contrario, el dispositivo funcionará mal o no funcionará en absoluto (tendrá que esforzarse al ajustarlo, consulte más arriba).

El comienzo de cada devanado (en el diagrama) está en la parte superior.

Transistor VT1: cualquier potencia de 1 W o más, corriente de colector de al menos 0,1 A, voltaje de al menos 400 V. La ganancia de corriente debe ser superior a 30.

Los transistores MJE13003, KSE13003 y todos los demás tipo 13003 de cualquier empresa son ideales. Como último recurso, se utilizan transistores domésticos KT940, KT969. Desafortunadamente, estos transistores están diseñados para un límite de voltaje de 300 V, y al más mínimo aumento en el voltaje de la red por encima de 220 V, se romperán. Además, temen el sobrecalentamiento, es decir, deben instalarse en un disipador de calor.

Para los transistores KSE130O3 y MJE13003, no se necesita un disipador de calor (en la mayoría de los casos, el pinout es el mismo que para los transistores domésticos KT817). El transistor VT2 puede ser cualquier silicio de baja potencia, el voltaje no debe exceder los 3 V; lo mismo se aplica a los diodos VD2, VD3.

El condensador C5 y el diodo VD4 deben estar clasificados para una tensión de 400.600 V, el diodo VD5 debe estar clasificado para la corriente de carga máxima.

El puente de diodos VD1 debe estar clasificado para una corriente de 1 A, aunque la corriente consumida por el circuito no exceda los cientos de miliamperios, porque cuando se enciende, se produce un aumento de corriente bastante poderoso y se debe aumentar la resistencia de la resistencia. Es imposible limitar la amplitud de este lanzamiento: se calentará mucho.

En lugar del puente VD1, puede colocar 4 diodos del tipo 1N4004 ... 4007 o KD221 con cualquier índice de letras.

El estabilizador DA1 y la resistencia R6 se pueden reemplazar con un diodo zener, el voltaje en la salida del circuito será de 1,5 V más que el voltaje de estabilización del diodo zener.

El cable "común" se muestra en el diagrama solo para simplificar los gráficos, no debe estar conectado a tierra ni (o) conectado a la carcasa del dispositivo. La parte de alto voltaje del dispositivo debe estar bien aislada.

Autor: Kashkarov A.P.

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