ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de corriente del inversor. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores La fuente de corriente del inversor propuesta se puede utilizar para alimentar dispositivos electrónicos y cargar baterías de automóviles. Los convertidores de corriente Flyback (OHP) - inversores - consisten en un potente interruptor de pulso. A diferencia de un convertidor push-pull, tienen menos componentes de radio, la estabilización del modo de operación se realiza mediante retroalimentación a través de interruptores optoelectrónicos desde las etapas de salida hasta la entrada de control del generador de señal de control de ancho de pulso. La desventaja de tales convertidores es la necesidad de usar transistores de potencia con un alto voltaje de operación. la fuente de corriente del inversor tiene varios grados de protección contra daños:
El circuito del convertidor flyback con un interruptor de pulso de corriente (Fig. 1) consta de un generador PWM en un chip temporizador analógico, un transistor clave, circuitos de estabilización de voltaje de salida, circuitos electrónicos de protección térmica y de corriente. Fuente de alimentación: sin transformador con limitación de corriente de entrada. Los circuitos primario y secundario del circuito electrónico están separados galvánicamente. El transformador de alta frecuencia del convertidor está hecho sobre un núcleo de ferrita. La potencia del convertidor depende de la tensión de alimentación; frecuencia de conversión y propiedades magnéticas del transformador. el uso de un transistor de efecto de campo como clave permite reducir las pérdidas de señal en los circuitos de control. La corriente de salida se controla cambiando la duración de los pulsos del generador a una frecuencia constante. El inversor tiene una conversión de voltaje triple. La tensión alterna de la red se rectifica mediante un potente puente de diodos y se convierte en CC de alta tensión. Luego, el inversor lo convierte en un pulso de alta frecuencia, que se reduce mediante un transformador de pulso. Después de que se rectifica y suaviza, se aplica a la carga un voltaje de CC de bajo voltaje del valor requerido. El generador de impulsos se realiza sobre un temporizador analógico DA1. El microcircuito incluye dos comparadores, un disparador interno, un amplificador de salida para aumentar la capacidad de carga y un transistor de descarga de colector abierto clave. La frecuencia de generación se establece mediante una cadena RC externa. Los comparadores activan el disparador interno cuando se alcanza el voltaje umbral en el condensador C1 1/3 y 2/3 U pit. La entrada de control (pin 5) DA1 se utiliza para cambiar el modo de generación de pulsos, lo que garantiza la estabilización del voltaje de salida. La corriente de salida del dispositivo depende del ciclo de trabajo de los pulsos del generador, que establece la resistencia de sintonización R2. el pulso suministrado al transistor clave VT1 desde la salida DA1 es muy corto y la corriente promedio en la carga es mínima. En la posición derecha del control deslizante R1, la duración del pulso es máxima, al igual que la corriente de salida. El inversor de tensión consta de un potente transistor de efecto de campo VT1 y un transformador de alta frecuencia T1. Para proteger el transistor de la ruptura por impulsos de voltaje que ocurren durante la conversión, el transistor y el transformador están "atados" con cadenas de amortiguación C4-C5-R12-VD4 y C6-R13 [2]. La protección del transistor VT1 contra sobrecorriente se realiza en un estabilizador paralelo ("diodo zener controlado") DA2. Un aumento en el voltaje a través de la resistencia R11 en el circuito fuente de VT1 con un aumento en la corriente a través de él conduce a la apertura de DA2 y la derivación de la puerta VT1 Como resultado, VT1 se cierra y la corriente a través de él cae. Los circuitos secundarios de la fuente incluyen un rectificador en un conjunto de diodos de alta frecuencia VD5 y un filtro de suavizado C8-L1. La corriente de carga está controlada por un amperímetro PA1 con una derivación interna de 10 A. Los circuitos de potencia del inversor se realizan en un puente de diodos pulsados VD6 y un condensador de filtro C7. La carga del condensador del filtro en el momento inicial está limitada por el termistor Rt2, que protege el puente de diodos contra daños por corrientes críticas. la corriente pulsada a través del transformador y el transistor de efecto de campo está limitada por la resistencia R16, cuya resistencia compensa la dispersión en los parámetros de los transformadores. La frecuencia de conversión del inversor juega un papel importante para obtener la máxima potencia del dispositivo. Con su aumento de 10 veces, la potencia admisible del transformador (sin cambiar la ferrita y los devanados) aumenta casi 4 veces. Las ferritas generalmente se usan en fuentes de inversores caseras, proporcionando frecuencias de operación del inversor de 25 a 100 kHz. En este caso, al fabricar el dispositivo, se debe respetar la frecuencia de operación del transformador utilizado, teniendo en cuenta las características del interruptor de transistor. Para estabilizar el voltaje, se utiliza la conversión de pulsos de frecuencia de la señal de error. El voltaje de salida a través del divisor R14-R15 se suministra al optoacoplador LED VU1. El fototransistor del optoacoplador está conectado a la entrada de control (pin 5) DA1. Con un aumento en el voltaje de salida, por ejemplo, debido a un aumento en la resistencia de carga, el fototransistor del optoacoplador se abre más y desvía la entrada de control DA1. La duración de los pulsos de salida del generador se reduce, respectivamente, se reduce el tiempo que pasa el transistor clave en el estado abierto. Como resultado, la tensión en el devanado secundario del transformador también disminuye, es decir, el voltaje de salida se estabiliza. Con un aumento en el voltaje de salida, el proceso descrito ocurre a la inversa. El sobrecalentamiento del transistor clave VT1 con enfriamiento insuficiente puede provocar su falla. El límite de temperatura del transistor se realiza mediante el termistor Rt1, fijado a través de una junta aislante en el radiador VT1. Cuando VT1 se calienta, la resistencia Rt1 disminuye, lo que provoca una mayor apertura del fototransistor VU1 y, de manera similar a lo anterior, una disminución en el voltaje (respectivamente, y corriente) de la carga. El transformador de pulso T1 en el inversor se usa industrialmente, de monitores obsoletos con cinescopios de haz de cátodo. La versión de fábrica de los transformadores tiene una distribución óptima de los devanados primario y secundario en capas para garantizar el máximo acoplamiento magnético y reducir las inductancias de fuga de los devanados. Además, se colocan pantallas electrostáticas hechas de láminas de cobre entre las secciones del devanado y los devanados están hechos con alambre trenzado para reducir el efecto pelicular. El transformador se selecciona en función de la potencia total requerida, que es igual a la suma de las potencias consumidas por todas las cargas. En caso de autofabricación del transformador, las fórmulas para su cálculo se pueden tomar de [3]. Pero la principal dificultad en la fabricación no radica en los cálculos, sino en la búsqueda de la ferrita adecuada y la necesidad de una distribución específica de las capas de bobinado. Mientras tanto, los transformadores del monitor son bastante consistentes con los datos calculados. Con una corriente de carga de 10 A y un voltaje inactivo del devanado secundario de aproximadamente 18 V, transformadores con una potencia de 200 ... 250 W con un área de ventana de 15 cm2 y un núcleo con una sección transversal de unos 10 cm2 son adecuados. El devanado primario contiene 146.162 vueltas de alambre de 0,6 mm. secundaria - 2x23 vueltas 4x00,31 mm. El inductor L1 es un devanado de 10 espiras de hilo de cobre PEV 0,81 mm, realizado sobre una varilla de ferrita de 4 mm o sobre un anillo de ferrita de tamaño K12x8x4 mm. El inversor está hecho en una placa de circuito impreso, cuyo dibujo se muestra en la Fig.2. El transistor VT1 se retira de la placa a un radiador separado con dimensiones de 50x50x10 mm (designación de pin en la placa: B - compuerta VT1, K - drenaje, E - fuente). Las posibles opciones para reemplazar el transistor clave se muestran en la Tabla 1, en la Tabla 2: reemplazos aceptables para otros elementos. El conjunto de la placa del inversor se monta en una caja de tamaño adecuado, en cuyo panel frontal se colocan un amperímetro, un interruptor de red, un fusible y terminales de salida. El ajuste del circuito debido a la presencia de tensión de red debe realizarse respetando las normas de seguridad. Las primeras pruebas deben realizarse con una lámpara de 220 V / 100 W conectada temporalmente a la rotura del cable de alimentación. Cuando el dispositivo está conectado a la red por el brillo de la lámpara, el inicio del circuito y el efecto de la carga en el convertidor están bien monitoreados, pero no se crea una situación de emergencia en caso de un cortocircuito accidental que ocurrió en el circuito durante la instalación o cuando se utilizan elementos defectuosos. El ajuste comienza con la verificación de los voltajes de suministro del microcircuito del generador y el transistor inversor. La presencia de pulsos en la salida 3 DA1 se indica mediante el indicador LED HL1 En lugar de la carga, debe conectar una bombilla de automóvil (12 V). El voltaje de salida se establece mediante la resistencia de corte R14 con la posición media del control deslizante de la resistencia R2. Después de un breve período de tiempo después de encender el dispositivo, es necesario apagar y verificar el régimen térmico de los componentes de la radio. Los parámetros requeridos del dispositivo se pueden configurar cambiando la frecuencia del generador (seleccionando la capacitancia C1), el ciclo de trabajo (resistencia R2), cambiando la conexión del devanado secundario del transformador T1 (si corresponde). La verificación de la protección térmica se realiza mediante el calentamiento (soldador) del termistor Rt1. Entonces el voltaje de salida debería disminuir. Las tecnologías de carga y recuperación de baterías se describen en detalle en [4, 5]. Literatura 1. V. Kosenko et al. IP de pulso inverso. - Radio, 2000, N° 1, S. 42.
Autores: V.Konovalov, E.Tsurkan, A.Vanteev, Laboratorio creativo "Automatización y telemecánica", Irkutsk Ver otros artículos sección Convertidores de tensión, rectificadores, inversores. Lee y escribe útil comentarios sobre este artículo. Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica: Solidificación de sustancias a granel.
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