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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Convertidores de alta tensión basados en un generador de tiristor-transistor. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores En la vida cotidiana y en la producción, los convertidores de alto voltaje se utilizan a menudo, por ejemplo, en ionizadores, osciladores en la producción de soldadura para el encendido del arco sin contacto, así como en sistemas de encendido de automóviles, etc. Ofrecemos convertidores de alto voltaje integrados en un generador de tiristor-transistor, cuya carga son bobinas de encendido de automóviles del tipo B116 o B117. El esquema se muestra en la figura 1.
Este dispositivo se diferencia en que a la salida del oscilador maestro (emisor del transistor VT2) se conecta un amplificador de dos etapas, cuyo transistor de salida (VT4) alimenta el devanado primario de la bobina de encendido del automóvil. El circuito del convertidor de alto voltaje incluye elementos protectores: un diodo de bloqueo VD4, una resistencia limitadora de corriente R12 y un diodo zener protector VD3. Protegen el circuito de control y el oscilador maestro de pulsos de voltaje inverso, y el diodo VD6 sirve para proteger el transistor de salida VT4. El funcionamiento del dispositivo se puede representar como un tipo clásico de dispositivos de encendido sin contacto, es decir. sin tiristor de conmutación VS1, y como fuente de alto voltaje de pulsos múltiples en un tiristor de conmutación. El dispositivo según la primera opción funciona de la siguiente manera. Cuando se enciende la alimentación, el transistor de bloqueo VT1 se abre a un nivel de voltaje bajo en la base debido a la resistencia R1 y el convertidor se apaga. Cuando se aplica un voltaje positivo a la entrada de control, por ejemplo, desde un sensor de ángulo del cigüeñal, el transistor VT1 se cierra y permite que funcione el convertidor. La polarización positiva en la base de VT2 abre el transistor, lo que a su vez hace que se abra el transistor VT3. Este transistor, debido al voltaje positivo en el emisor, abre el interruptor del transistor de potencia VT4, que cierra a tierra el terminal inferior del devanado primario de la bobina de encendido. Comienza el proceso de aumentar la corriente en la bobina y almacenar energía en su campo magnético. Una vez finalizado el proceso, en el momento del encendido, los contactos del disyuntor abren el circuito de alimentación o desaparece la tensión de control aplicada a la base VT1. El transistor VT1 se abre, bloquea el funcionamiento del convertidor y. cortando así la corriente a través del devanado de la bobina de encendido. En este momento, el campo magnético desaparece y se induce voltaje en los devanados de la bobina. La desventaja de este método, especialmente a bajas revoluciones del motor, es el aumento del tiempo de acumulación de energía en la bobina de encendido, ya que disminuye la frecuencia de conmutación de los contactos del interruptor. La energía emitida por el transistor de salida se desperdicia innecesariamente calentando la bobina y el propio transistor. En este caso, es posible que un solo pulso de alto voltaje suministrado a la bujía no proporcione un encendido confiable. Veamos cómo funciona la segunda opción. Cuando se aplica un voltaje positivo a la base del transistor VT1, se cierra. El voltaje positivo en la base de VT2 lo abre, respectivamente, VT3 y VT4 se abren, al mismo tiempo, el voltaje positivo en el emisor de VT2 a través de R7 y R4 abre el tiristor VS1. Al abrirse, VS1 desvía la base de VT1 hacia la carcasa y se cierra, como resultado de lo cual VS1 se cierra y nuevamente hay una polarización positiva en la base de VT1. Luego se repite el ciclo hasta que desaparece el pulso positivo en la base de VT1. A medida que aumenta la velocidad del motor, el sistema de encendido cambia del modo de pulso múltiple al modo de pulso único en los casos en que la frecuencia de conmutación de la entrada de control y la frecuencia del oscilador maestro del convertidor están igualadas. La oscilación del voltaje de salida del dispositivo se ajusta seleccionando el capacitor C5 y la resistencia R11, o se conectan un filtro de capacitor y un diodo zener en paralelo con el transistor VT4. Durante las pruebas, se verificó el funcionamiento del circuito con una bobina de encendido tipo. Tipo autotransformador B117 sin elementos de protección VD3, VD4, VD6, R12 y condensador C3. La distancia máxima de ruptura de una chispa en una bujía alcanzó los 40 mm (15 mm es suficiente para el sistema de encendido). El diagrama de la Fig. 2 muestra el control de la etapa de salida del convertidor mediante el optoacoplador VU1, PC817 f. AFILADO.
El LED del optoacoplador está conectado al circuito colector del transistor oscilador maestro VT2 y al fototransistor del transistor de conmutación del optoacoplador VT3. Los dispositivos según los diagramas de las figuras 1 y 2 también pueden funcionar con otras cargas, por ejemplo, regular la velocidad de un motor de CC. La Figura 3 muestra un dispositivo para encender una lámpara de acumulación con una potencia de hasta 100 W. La frecuencia de parpadeo de la lámpara se establece mediante los condensadores C1 y C3 y se selecciona mediante la resistencia constructiva R5.
Para ajustar suavemente la intensidad de la lámpara o la velocidad del motor de CC, es necesario reducir la capacitancia de los condensadores C1 y C3. En algunos casos, es posible que no se instalen condensadores. Entonces se obtiene la frecuencia de conmutación máxima de la lámpara, invisible a la vista. Autores: A. Alekseev, V. Alekseev, Perm
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