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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Convertidor de voltaje potente de tamaño pequeño
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Convertidores de tensión, rectificadores, inversores Para alimentar algunos dispositivos radioelectrónicos, se requiere un voltaje constante de más de 12 V. Por lo tanto, cuando se opera dicho equipo, por ejemplo, en un automóvil o con la batería de un automóvil, se requiere un convertidor de voltaje adecuado. Sobre la base de microcircuitos y transistores de efecto de campo modernos, es posible montar un convertidor de voltaje económico, cuyas dimensiones estarán determinadas principalmente por el transformador. Presentamos a nuestros lectores una de las opciones para dicho convertidor. El circuito de un convertidor CC a CC de mayor valor se muestra en la figura. 1. Está ensamblado sobre el microcircuito KR1211EU1 [1] y los transistores de efecto de campo IRLR2905 [2]. Estos transistores tienen una resistencia de canal abierto muy baja (aproximadamente 0,027 ohmios), proporcionan un alto flujo de corriente (al menos 26 A) y están controlados por señales con niveles lógicos de microcircuitos digitales. En la mayoría de los casos se pueden utilizar sin disipadores de calor, reduciendo así las dimensiones del convertidor.
El microcircuito DA2 genera señales de pulso de control para transistores de efecto de campo, su frecuencia está determinada por los parámetros del circuito de ajuste de frecuencia R3C12. Los impulsos de control se forman de tal manera que entre ellos hay una pausa. Como resultado, se elimina el flujo de corriente a través de los transistores y aumenta la eficiencia del convertidor. Los transistores conmutan el devanado primario del transformador elevador T1. La tensión del devanado secundario rectifica el puente de diodos VD1-VD4 y suaviza el filtro C13C14L2C15. En este caso, el inductor proporciona principalmente la supresión de armónicos de alta frecuencia en la tensión de salida. La tensión de alimentación del chip de control DA2 se suaviza previamente mediante el filtro L1C9 y se estabiliza mediante el regulador de tensión integrado DA1. El circuito R2C11 garantiza que el microcircuito se inicie cuando se enciende la alimentación. El relé K1 contiene un dispositivo de protección contra sobrecarga del convertidor. Cuando el consumo de corriente aumenta por encima del nivel establecido, los contactos del relé K1.1 se cerrarán, se enviará un nivel lógico alto a la entrada FC del chip DA2 y se establecerá un nivel lógico bajo en sus salidas: los transistores cerrará y el funcionamiento del convertidor se detendrá. Para reiniciarlo, debe apagar y encender nuevamente la alimentación. Si es necesario, puede ingresar una indicación LED del funcionamiento del convertidor. Para hacer esto, los circuitos de un LED y una resistencia limitadora de corriente se conectan en paralelo con los capacitores C1 (que monitorean la presencia de voltaje de entrada) y C15 (que monitorean la presencia de voltaje de salida). En el dispositivo, el microcircuito 78L05 (DA1) se puede reemplazar por KR1157EN502A, 78M05, KR142EN5A, es recomendable utilizar condensadores de tantalio para montaje en superficie o las series K52, K53, sin embargo, las dimensiones de la placa en este caso pueden tener que ser Se pueden aumentar los condensadores no polares: K10-17V o K10 -17A con cables de longitud mínima. Resistencias - MLT, S2-33, inductor L1 - DM-0,1 con inductancia 50...100 µH. El inductor L2 está enrollado en un núcleo magnético anular K20x12x6 hecho de ferrita de 2000 NM, su devanado contiene 5 vueltas de cable MGTF 0,75 y la inductancia es de aproximadamente 50 μH. Se puede utilizar cualquier LED y la resistencia y potencia de las resistencias limitadoras de corriente se seleccionan en función de la corriente que fluye a través de ellas. Conmutador SA1 - P2T. El relé de corriente K1 es casero, el devanado está hecho de alambre de cobre aislado con un diámetro de 2 mm, enrollado en un mandril con un diámetro de 3...4 mm, dentro del cual se inserta un interruptor de láminas KEM2 (estos se usan, por ejemplo, en el relé RES44). El número aproximado de vueltas para una corriente de 7 A es 4 y para 10 A - 3. La sensibilidad del relé se puede ajustar suavemente cambiando la posición del interruptor de láminas en la bobina, después del ajuste final, el interruptor de láminas se fijado con pegamento. El transformador T1 está fabricado sobre dos núcleos magnéticos anulares encolados K45x28x12 de ferrita 2000NM-17; los bordes afilados de los anillos deben ser redondeados. Ambos devanados están enrollados con alambre MGTF 0,75. El primario contiene 5 vueltas de ocho conductores plegados entre sí, está dividido en dos partes y el comienzo de una se conecta al final de la segunda. El devanado secundario para una tensión de salida de 32 V contiene 15 vueltas en dos cables. Para otros valores de voltaje de salida, el número de vueltas del devanado secundario debe cambiarse proporcionalmente. La mayoría de las piezas se colocan en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de doble cara, cuyo dibujo se muestra en la Fig. 2. Las áreas de papel de aluminio que deben retirarse están resaltadas en negro. Todos los elementos están montados en el lado de los conductores impresos. El segundo lado se deja metalizado y se conecta al cable común del primer lado. Para hacer esto, se insertan trozos de alambre estañado en los orificios pasantes que se muestran en el dibujo y se sueldan en ambos lados del tablero. Los terminales del devanado primario del transformador deben soldarse más cerca del terminal de drenaje del transistor, ya que proporcionarán una eliminación de calor adicional.
La configuración comienza configurando la frecuencia del convertidor; se puede monitorear en una de las salidas del chip DA2 con un osciloscopio o frecuencímetro. La frecuencia recomendada para los núcleos magnéticos de ferrita utilizados es 80...100 kHz, se establece seleccionando la capacitancia del condensador C12 o la resistencia de la resistencia R3 (es aconsejable cambiar su valor hacia arriba). Para reducir las interferencias, el convertidor se coloca en una caja metálica. Las pruebas del dispositivo han demostrado que con una corriente de carga de 3 A (la potencia de salida es de aproximadamente 100 W), la eficiencia del convertidor es de aproximadamente 91...92%. Los transistores de efecto de campo se calientan ligeramente, los diodos rectificadores se calientan notablemente. Por lo tanto, la eficiencia se puede aumentar aún más si se utilizan diodos rectificadores Schottky de alta velocidad en lugar de KD213A. Si equipa los transistores con disipadores de calor y aumenta las dimensiones del transformador, la potencia del convertidor se puede aumentar varias veces. Literatura
Autor: I. Nechaev, Kursk
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