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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Convertidor de voltaje Boost DC/DC, 12/300 voltios. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores Casi todos los SMPS incluyen un rectificador de onda completa que convierte un voltaje alterno de 220 V a 310 V directo (la única excepción son los SMPS de baja potencia, en los que a veces se usa un rectificador de media onda). Esto significa que para alimentar tales SMPS no es necesario generar un voltaje sinusoidal de 220 V y una frecuencia de 50 Hz, pero es suficiente un voltaje constante de 310 V, lo que simplifica significativamente el diseño del convertidor. El convertidor CC/CC propuesto permite alimentar cualquier equipo eléctrico de red con un consumo de energía de no más de 12 W, incluido un SMPS, desde la red de a bordo del vehículo u otra fuente de voltaje de 50 V CC. El convertidor tiene dimensiones y peso pequeños, alta confiabilidad y eficiencia a bajo costo y diseño simple. Desventajas: falta de aislamiento galvánico del circuito de voltaje de salida de 310 V CC de una fuente de alimentación de 12 V y baja potencia. El circuito convertidor se muestra en la Fig. 1.
especificaciones:
El dispositivo está construido según el esquema clásico de un convertidor push-pull con salida en el punto medio del devanado primario del transformador elevador T1. La base del dispositivo es un controlador SHI push-pull DA1. cuya salida está conectada según el circuito seguidor del emisor. La frecuencia de conversión es de aproximadamente 40 kHz y se establece mediante la resistencia R3 y el condensador C3. El arranque suave del convertidor está garantizado por los elementos R4, R7, C9, VT7. Esto protege el fusible FU1, los transistores de conmutación VT5, VT6 y los diodos rectificadores VD7-VD10 contra sobrecargas durante el proceso transitorio cuando se cargan los condensadores de suavizado C18-C20. Cuando se aplica la tensión de alimentación, el condensador C9 se carga y el transistor VT7 está cerrado en este momento. A medida que se carga el condensador, el transistor VT7 se abre y el voltaje en la entrada del comparador de "tiempo muerto" (pin 4DA1) disminuye. Debido a esto, el ciclo de trabajo de los impulsos del controlador aumenta suavemente desde cero hasta el valor máximo (48%). Esta solución, a diferencia del circuito RC comúnmente utilizado, permite obtener el ciclo de trabajo máximo de los pulsos de control debido a la resistencia extremadamente baja de la fuente de drenaje del transistor VT7 en estado abierto. El diodo VD2 acelera la descarga del condensador C9 cuando se corta la tensión de alimentación. Los transistores VT1, VT2, así como VT3, VT4 son seguidores de emisor que proporcionan una recarga rápida de la capacitancia de puerta de los transistores de efecto de campo VT5, VT6. Los diodos VD3, VD4 pasan por alto las resistencias R8, R9 en los circuitos de compuerta, acelerando el proceso de cierre de estos transistores y reduciendo así las pérdidas por conmutación. Para limitar las sobretensiones en los drenajes de los transistores VT5, VT6 a un valor seguro, se instalan diodos limitadores VD5, VD6. Para estabilizar el voltaje de salida, se aplica retroalimentación de voltaje al amplificador de señal de error DA1 integrado en el controlador SHI. El voltaje de salida del convertidor se suministra a través de un divisor resistivo R14R15 a la entrada no inversora de este amplificador (pin 1 de DA1). La entrada inversora del amplificador (pin 2) a través de la resistencia R1 recibe voltaje de la fuente de voltaje de referencia incorporada (5 V) del pin 14 de DA1. Un aumento en el voltaje de salida conduce a una disminución lineal en la duración del pulso en los pines 9 y 10 del controlador SHI DA1, lo que conduce a una disminución en el voltaje de salida, es decir su estabilización. Usando las resistencias R1 y R2, la ganancia del amplificador de señal de error incorporado se establece en aproximadamente diez. Esto permitió evitar una diferencia significativa en la duración de los pulsos de control en los pines 9 y 10 del controlador PHI. En los elementos DA2, HL1, R10-R13 hay una unidad de control de descarga de batería. El voltaje de suministro del divisor R10, R11 se suministra a la entrada de control del microcircuito DA2, un estabilizador de voltaje paralelo, que se utiliza como comparador. Cuando el voltaje en la entrada de control es superior a 2,5 V, fluye una corriente a través del LED HL1, cuyo brillo indica el voltaje normal de la batería y la ausencia de luz indica su descarga. El diodo VD1 protege el dispositivo contra la polaridad incorrecta de la tensión de alimentación; si ocurre tal situación, el fusible FU1 se quema. El voltaje de suministro al controlador SHI DA1 se suministra a través del filtro de potencia L1C4C6. El dispositivo utiliza resistencias MLT, C2-23, los condensadores de óxido son importados, los condensadores C1-C3 son K10-17, el resto son cerámicos para montaje en superficie de tamaño estándar 0805 o 1206. Los transistores IRF3205 son intercambiables con IRFI3205 o IRL3705N. transistores 2SC3205 y 2SA1273 - en KT961 y KT639, respectivamente (con cualquier índice de letras). En este último caso, es aconsejable seleccionar muestras con una ganancia de corriente estática de al menos 100. Los diodos 1.5KE36A se pueden reemplazar con diodos 1.5KE39A, 1.5KE47A o P6KE36A, P6KE39A, P6KE47A y UF2007, con FR207 o HER207. Los análogos completos del controlador TL494CLP PHI son microcircuitos. KA7500 y KR1114EU4. Después de instalar los transistores VT5 y VT6 en la placa, se les une un disipador de calor común a través de juntas aislantes conductoras de calor. que es una placa de aluminio con unas dimensiones de 50x20 mm y un espesor de 2...4 mm. Para el transformador T1 se utiliza un núcleo magnético en forma de W de tipo El con una sección transversal de 10x7 mm de la fuente de alimentación IBM PC AT. En primer lugar, se enrolla el devanado II en el marco, que contiene 182 vueltas de alambre PEV-2 de 0,25 mm, cada capa está aislada con papel de calco. Para el bobinado I se utilizan cinco hilos retorcidos PEV-2 de 0,44 mm, contiene 14 vueltas con un grifo desde el medio. Después del bobinado, toda la bobina se impregna con goma laca. Para acelerar su secado, se puede calentar la bobina pasando por el devanado II una corriente continua de 0,3...0,4 A. En este momento, no debería haber ningún circuito magnético en la bobina. Para obtener la máxima inductancia del devanado, ambas partes del circuito magnético se pegan con goma laca en la que se mezcla polvo de ferrita. Después del secado, el circuito magnético se envuelve en varias capas de cinta adhesiva de papel. la inductancia de cada mitad del devanado I del transformador T1 debe ser al menos de 130 μH. Todos los elementos del convertidor, a excepción del LED, el diodo VD1, los portafusibles, el interruptor de encendido, las tomas de entrada y salida, se instalan en una placa de circuito impreso hecha de una lámina de fibra de vidrio de una cara de 1,5 mm de espesor, cuyo dibujo es mostrado en la Fig. 2.
El tablero se instala en una caja de 154x64x39 mm; está hecho en casa y pegado entre sí a partir de láminas de poliestireno de 2 mm de espesor. El LED, los portafusibles, el interruptor de encendido y los enchufes de entrada y salida están instalados en orificios en las paredes laterales de la caja (Fig. 3).
El diodo VD1 se encuentra en los terminales del interruptor de alimentación SA1 y del portafusibles FU1. En la tapa de la carcasa hay orificios de ventilación (Fig. 4).
La configuración del convertidor se reduce a verificar el voltaje de salida, sin una carga conectada, que debe estar en el rango de 300...310 V. Si es necesario, se cambia seleccionando la resistencia R15. Para configurar una unidad de control de descarga de batería, es necesario seleccionar la resistencia R11 para que cuando la tensión de alimentación disminuya a 10,8 V, el LED HL1 se apague. Autor: Belyaev S.
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Comentarios sobre el artículo: Alejandro Montó dos módulos DC-DC. A partir de ellos, alimentó los monobloques de un amplificador estéreo de válvulas de dos tiempos para automóvil con una potencia de salida de 12W. Todo funciona muy bien. Respeto al autor por el artículo y una descripción detallada del diseño.
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