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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Convertidor de voltaje - cargador
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores Los cortes de energía no son raros en estos días. En tal situación, el dispositivo combinado descrito en el artículo es útil. En modo convertidor se alimenta de una batería de arranque de coche de 12 V, y en modo cargador, de una red de 220 V. Es posible regular la tensión de salida de forma escalonada y suave en un rango bastante amplio con control de la corriente consumida usando el amperímetro incorporado. Esto le permite ahorrar energía de la batería cuando enciende lámparas eléctricas en modo de luz nocturna. En el modo cargador, es posible el ajuste gradual de la corriente de carga y su control utilizando el mismo dispositivo. El dispositivo, cuyo esquema se muestra en la Fig. 1 es un convertidor de tensión DC de batería (12 V) a AC 220 V y está diseñado para alimentar lámparas eléctricas o aparatos electrodomésticos y de radio con una potencia de hasta 100 W. Frecuencia de voltaje de salida - 50 Hz, corriente sin carga - 1 A, corriente máxima consumida de la batería - 10 A. Eficiencia a voltaje de salida máximo y carga de 100 W - 80%. En presencia de voltaje en la red, el dispositivo se utiliza para cargar la batería.
El convertidor contiene un oscilador maestro en los elementos DD1.1, DD1.2, un disparador de conteo DD2.1, un vibrador único DD2.2, un modelador de pulsos de control en los elementos DD1.3, DD1.4 y un push-pull amplificador de potencia en transistores VT1 - VT6. La carga se conecta a través de un transformador elevador T1. Cada pulso del oscilador maestro cambia el estado de los disparadores del chip DD2. Las señales de las salidas directa e inversa DD2.1 y la salida directa DD2.2 se alimentan a las entradas de los elementos DD1.3, DD1.4, y los pulsos de voltaje aparecen alternativamente en sus salidas, abriendo los transistores VT1 y VT2. En DD2.2 se monta un solo vibrador, que se enciende en la entrada C y genera un pulso con una duración determinada por el circuito integrador R3R4C2. Esto limita la duración del estado abierto de los transistores VT1, VT2 y, en consecuencia, VT3, VT5 y VT4, VT6. Como resultado, se crea una "brecha" temporal, que excluye la presencia simultánea de transistores en estado abierto, es decir, a través de la corriente. Al cambiar esta "brecha" de 0,4 a 3,2 ms con una resistencia variable R3, el voltaje de salida del convertidor se regula dentro de aproximadamente 40 V. En este caso, por supuesto, la forma del voltaje de salida y el espectro de interferencia creado por el cambio de dispositivo. A través de las resistencias limitadoras de corriente R5, R6 y los condensadores de refuerzo C3, C4, los pulsos de las salidas de los elementos DD1.3, DD1.4 llegan a las bases de los transistores VT1, VT2, que controlan el funcionamiento de los transistores de salida conectados a ellos de acuerdo con al circuito de Shiklai. (Esta combinación de transistores npn y pn-p se comporta como un solo transistor npn con una relación de transferencia de corriente base grande). Las resistencias R7, R8 sirven para aumentar la velocidad de cierre de los transistores. Los diodos VD1, VD2 le permiten encender el convertidor sin carga, proteger el dispositivo si no se observa la polaridad de la conexión de la batería y funcionar como un rectificador cuando carga la batería GB1. El diodo VD3 realiza la función de desacoplar el suministro de microcircuitos y puede reemplazarse por una resistencia con una resistencia de 50 ... 100 ohmios. El transformador T1 sube el voltaje en modo convertidor y lo baja en modo cargador. El condensador C8 sirve para reducir las sobretensiones en el circuito de carga, C9 suaviza las sobretensiones cuando se opera en modo convertidor. Los LED HL1 y HL2 indican los modos de funcionamiento del dispositivo. El interruptor Q1 selecciona el modo de funcionamiento del dispositivo, el interruptor Q2 regula el voltaje de salida dentro de 225 ... 255 V (con un "brecha" temporal mínimo y ralentí) en modo convertidor y corriente de carga hasta 6 A (con contactos cerrados del interruptor Q3). Los microcircuitos, los transistores VT1, VT2, las resistencias R1, R2, R4 - R6, los condensadores C1 - C7 y el diodo VD3 están montados en una placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio, hecha de acuerdo con el dibujo de la fig. 2 (las líneas discontinuas muestran los cables puente que conectan los conductores impresos en el lado opuesto de la placa). La parte de potencia se realiza mediante montaje abatible. Los transistores VT3 - VT6 y los diodos VD1, VD2 se instalan en un disipador de calor común con un área de 600 cm2. No existen requisitos especiales para estos elementos del dispositivo (en particular, no se requiere la selección de transistores de acuerdo con ningún parámetro).
Los condensadores C1 y C2 deben tener un TKE pequeño (por ejemplo, K73-17), el resto, de cualquier tipo. Amperímetro RA1 - con límites de medida de 10A y cero en el medio de la escala (10A - 0 - 10A). El transformador T1 está hecho sobre la base de TS - 180 de un televisor unificado. Se eliminan todos sus devanados secundarios y la red se usa como salida (en modo convertidor). También se eliminan las secciones 2 - 3 y 2' - 3' del devanado de red (designaciones en el transformador), y en su lugar se enrollan nuevos devanados 2 - 5 y 2' - 5' (51 vueltas de cable PEV-2 0,64 ), realizando taps a partir de los giros 17 y 34 (3, 4 y 3', 4'). En lugar de los devanados secundarios, se enrollan dos primarios (9-10 y 9'-10') con 36 vueltas de cable PEV-1 1,8. Los devanados se enrollan en una dirección, después de lo cual se conectan sus extremos (este será el punto medio). Para una mejor refrigeración, no se debe realizar ningún aislamiento externo de estos devanados. Se recomienda encender el dispositivo por primera vez sin carga y con un fusible FU1 2 A. Si las partes están en buenas condiciones y no hay errores de instalación, comienza a funcionar de inmediato. El ajuste se reduce a establecer la frecuencia del oscilador maestro (seleccionando la resistencia R2) igual a 100 Hz. Si el convertidor no se utilizará para alimentar dispositivos que contengan motores de CA (reproductores, grabadoras de cinta de carrete a carrete, etc.), se recomienda seleccionar una frecuencia de conversión más alta, por ejemplo, 80 Hz (frecuencia de oscilador maestro - 160 Hz ), que facilitará el funcionamiento de los transformadores de alimentación de los dispositivos conectados. Puede ser necesario seleccionar las resistencias R5, R6 (el autor no necesitaba esto) para que los transistores de salida entren en saturación de manera confiable. Para aumentar la eficiencia del dispositivo en la etapa de salida del amplificador de potencia (VT3-VT6), se pueden usar transistores bipolares de germanio o de efecto de campo. Autor: V.Grichko, Krasnodar
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