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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de alimentación regulable con conmutación automática de voltaje en la entrada del estabilizador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación Los reguladores de voltaje lineal de CC, a diferencia de los de pulso, generalmente tienen un nivel bajo de ondulación del voltaje de salida y no interfieren con la recepción de radio, pero con una gran diferencia entre los voltajes de entrada y salida, tienen una baja eficiencia. Puede aumentar la eficiencia promedio de un regulador lineal ajustable cambiando su voltaje de entrada según el voltaje de salida establecido.
En la Fig. La Figura 1 muestra un diagrama de una fuente de alimentación compacta construida según este principio con un estabilizador de voltaje de salida lineal, ajustable en un amplio rango. El dispositivo está equipado con un voltímetro digital de tres dígitos y produce una tensión de salida estabilizada de 3,3...18 V con una corriente de carga de hasta 1,2 A. En [1] se describió un diseño en el que también era posible cambie el voltaje en la entrada del estabilizador, pero solo manualmente. En la nueva unidad, los devanados del transformador reductor T1 se conmutan automáticamente dependiendo del voltaje de salida configurado. El dispositivo está protegido contra sobrecorriente, como en [1], mediante fusibles autorregenerables. La tensión de red de 220 V CA se suministra al devanado primario del transformador reductor T1 a través de los contactos cerrados del interruptor de red retroiluminado SA1 y la resistencia protectora R2. La resistencia R1 limita la corriente a través de la luz de fondo de neón del interruptor, reduciendo su brillo y aumentando su vida útil. El varistor RU1 protege contra sobretensiones en la red. El transformador tiene dos devanados secundarios. La tensión alterna del devanado 5-6-7 del transformador, que tiene derivación, se suministra al puente rectificador VD3 a través de los contactos de relé K1.1, el interruptor SA2 y el fusible autorreintable FU1 o FU2 (dependiendo de la posición del cambiar). Los condensadores C10 y C11 suavizan las ondulaciones del voltaje rectificado. El LED HL5 incluido en la diagonal del puente rectificador VD8-VD1 señala el funcionamiento de cualquiera de los fusibles autorregenerables, la resistencia R13 limita la corriente del LED. El devanado 3-4 está diseñado para obtener el aumento de voltaje necesario para controlar efectivamente el transistor de efecto de campo VT6, que sirve como elemento regulador en el estabilizador de voltaje. El voltaje de este devanado rectifica el diodo Schottky VD2 y suaviza el filtro C4R8C9. Esta unidad le permite prescindir del multiplicador de voltaje, que se utilizó en un estabilizador similar descrito en [2]. En el estabilizador de voltaje de salida ajustable, el microcircuito estabilizador de voltaje paralelo DA1 se utiliza como unidad de comparación y amplificador de señal de error. Está alimentado por una corriente de 3 mA, estabilizada por los transistores VT3 y VT5. El valor exacto de esta corriente depende de la resistencia de la resistencia R14. Alimentar el estabilizador paralelo con una corriente estable le permite crear condiciones de funcionamiento cómodas cuando el voltaje en el cátodo convencional (pin 3) cambia significativamente. El condensador C14 y la resistencia R15 evitan la autoexcitación del estabilizador. El voltaje de salida del estabilizador está regulado por la resistencia variable R20. Cuanto menor sea su resistencia introducida, menor será el voltaje en la salida del bloque, la fuente del transistor de efecto de campo VT6. El diodo Zener VD10 protege el transistor de efecto de campo contra daños. El microcircuito DA1 siempre mantiene un voltaje en su cátodo tal que el voltaje entre su entrada de control (pin 1) y el ánodo condicional (pin 2) sea igual a 2,5 V. La resistencia R16 es protectora. Un voltímetro digital PV1 está conectado a la salida del estabilizador. El diodo VD11 lo protege de la tensión inversa, por ejemplo, en el caso de conectar un condensador grande cargado en polaridad inversa a la salida del estabilizador. La unidad de conmutación para el voltaje de entrada del estabilizador se ensambla mediante transistores VT1, VT2, VT4, relé K1, diodos Zener VD1 y VD4 y diodo VD9. Mientras que la tensión de salida del estabilizador es inferior a 7,4 V, la tensión entre la base y el emisor del transistor VT1 es inferior a 0,5 V, por lo que está cerrado. Junto con él, los transistores VT2 y VT4 se cierran y el devanado del relé se desactiva. El puente de diodos VD3 recibe un voltaje de aproximadamente 11 V desde los terminales 6 y 7 del transformador a través de los contactos del relé, lo que reduce la potencia disipada por el transistor VT6. Cuando aumenta el voltaje en la salida del estabilizador, el transistor VT1 se abre y con él se abren VT2 y VT4. La bobina del relé K1 recibe una tensión limitada por el diodo zener VD4. El relé se activa y el puente VD3 recibe una tensión de aproximadamente 20 V de los terminales 5 y 7 del transformador a través de sus contactos conmutados. La resistencia R7 crea la retroalimentación positiva necesaria para crear una zona de histéresis del estado del relé a partir del voltaje de salida del estabilizador. Como resultado, el relé libera la armadura solo cuando el voltaje de salida cae a 7 V. El diodo VD9 protege el transistor VT4 de las emisiones de campos electromagnéticos de autoinducción en el devanado del relé cuando se interrumpe la corriente en él. Los condensadores C5 y C6 evitan una conmutación errónea del relé.
La fuente de alimentación fabricada tiene un diseño compacto, todas las piezas están colocadas en una caja terminada con unas dimensiones de 129x114x47 mm fabricada en chapa de latón de 1 mm de espesor (Fig. 2). La carcasa también se utiliza como un eficaz disipador de calor. Se le colocan patas de plástico de unos 10 mm de altura, lo cual es necesario para un mejor flujo de aire a su alrededor y, por tanto, para una mejor refrigeración. La caja no tiene conexión eléctrica directa con el cable común de la fuente de alimentación, pero está conectada a él mediante el circuito R3C1R4 para ecualización de potencial. El panel frontal del mueble está fabricado en láminas de poliestireno.
Dado que casi la mitad del volumen de la carcasa está ocupado por el transformador T1, la disposición del resto de elementos del dispositivo en su interior es bastante densa. El conjunto rectificador en el puente de diodos VD3 está ensamblado en una placa de circuito separada, como se muestra en la Fig. 3. También contiene condensadores C2, C3, C7, C8, C10, resistencia R13, diodos VD5-VD8 y fusibles autorregenerables. Los nodos restantes están ubicados en el tablero que se muestra en la Fig. 4.
La fijación de los tableros se realiza mediante bisagras por ambos lados. Todos los circuitos por los que circula una corriente importante se realizan con cables de montaje con una sección transversal de 0,75 mm.2. Para circuitos de baja potencia se utiliza cable MGTF con una sección transversal de 0,03 mm2. El cable que va al motor de resistencia variable está blindado y los cables que están bajo voltaje de 220 V tienen doble aislamiento. Después de comprobar el funcionamiento del dispositivo, las placas de circuitos del lado de conexiones se recubren con barniz XB-784 para evitar cortocircuitos accidentales y aumentar la resistencia mecánica de la instalación. La resistencia R1 es discontinua no inflamable y puede ser reemplazada por un cartucho fusible de 0,5 A. Las resistencias permanentes restantes son MLT, RPM, C1-4, C1-14, C2-23 y otras similares. La resistencia variable R20 es SP4-1, pero se puede reemplazar con RP1-73a, SP3-9a, SP-04a. Cuando utilice una resistencia variable cuya resistencia difiera de la indicada en el diagrama (puede alcanzar los 2,2 kOhm), deberá cambiar proporcionalmente los valores de las resistencias R17 y R19. Tenga en cuenta que las resistencias variables de menor valor suelen ser más fiables. El varistor MYG20-471 (RU1) utilizado en el dispositivo se puede reemplazar por MYG20-431, FNR-20K431, FNR-20K471, GNR20D431K. Se coloca una cubierta de fibra de vidrio sobre la carcasa del varistor. Los condensadores C5 y C6 son cerámicos para montaje en superficie. Los condensadores de óxido son análogos importados del K50-68. Los condensadores restantes son condensadores de película de pequeño tamaño. Los diodos 1N4148 se pueden reemplazar por cualquiera de los diodos 1N914, 1SS244, KD510, KD521, KD522 y 1N4004, de las series 1 N4001 - 1N4007, UF4001 - UF4007, KD209, KD243, KD247. En lugar del diodo EGP20A, 1N5401 - 1N5408, FR301 - FR307, son adecuados los diodos de las series KD226, KD257, y en lugar del diodo Schottky 1 N5819 - SB140, SB150. El puente de diodos RBV-406H se puede reemplazar por cualquiera de FBU4, KBU6, BR605, KVRS601-KVRS610, RS801-RS807, KBU8. Antes de fijar el bloque al cuerpo de latón, la superficie del puente presionada contra él debe lubricarse con pasta termoconductora. Los diodos Zener 1N4738A se sustituyen por BZV55C8V2, TZMC8V2. En lugar del diodo Zener 1N4736A, son adecuados BZV55C6V8, TZMC6V8. El LED HL1 puede ser de cualquier tipo y color. El chip TL431CLP se puede reemplazar con AZ431AZ, LM431ACZ. El transistor IRLZ44N en este diseño se puede reemplazar con IRL2505N, IRL3205, STP65NF06. Durante el montaje de la estructura, sus terminales se conectan mediante un puente de cable. Mediante una junta aislante, el transistor se monta sobre una placa de aluminio de dimensiones 125x35x2 mm. Luego, esta placa se atornilla al cuerpo de latón del dispositivo mediante pasta termoconductora. Cabe señalar que montar un transistor TO-220 en un disipador de calor a través de una almohadilla aislante limita su disipación de potencia continua máxima permitida a aproximadamente 30 W. Esto debe tenerse en cuenta a la hora de realizar una fuente de alimentación de mayor potencia. Se puede aumentar conectando varios transistores de efecto de campo en paralelo y utilizando un transformador más potente. El transistor 2SD1616 se puede reemplazar con las series SS8550, 2SC2331 o KT961 con un coeficiente de transferencia de corriente base de al menos 50. En lugar de los transistores 2SA733, son adecuados los transistores 2SA709, SS9012, de las series KT6115, KT3107. Reemplazo de transistores series 2SC945 - SS9013, SS9014, 2SC1815, KT3102. La fuente de alimentación utiliza un relé que se encuentra en una lavadora defectuosa. Está diseñado para funcionar con una tensión de devanado de 12 V, pero funciona a una tensión significativamente menor. La resistencia del devanado medida es de 440 ohmios. Puede ser reemplazado por cualquier relé con aproximadamente la misma resistencia de devanado y con un grupo de contactos de conmutación capaz de conmutar una corriente de al menos 3 A y que funcione a una tensión de no más de 6 V. Para su uso en la fuente de alimentación, se ha convertido el transformador toroidal de red del reverberador de cinta Echo-1. Se le han quitado todos los devanados secundarios y la pantalla entre devanados. Se añaden cuatro capas de cinta de PVC encima del aislamiento de papel del devanado primario. El devanado 5-6-7 se enrolla con un haz de seis alambres de devanado con un diámetro de 0,39 mm cada uno, retorcidos con un taladro eléctrico. Es necesario preparar unos 25 m de cuerda. El bobinado de un circuito magnético toroidal se realiza vuelta a vuelta mediante una lanzadera casera. En la sección 5-6 se deben enrollar 123 vueltas, y en la sección 6-7 - 150. Una vez enrollada cada capa, se cubre con una capa de cinta de papel, que luego se impregna con barniz aislante. El devanado 3-4 contiene 60 vueltas de alambre para enrollar con un diámetro de 0,43 mm. Ambos devanados secundarios se colocan con la máxima fuerza para que se ajusten perfectamente al núcleo magnético. Se puede utilizar otro transformador con una potencia total de al menos 30 VA, cuyo devanado secundario, utilizado como devanado 5-6-7, esté diseñado para una corriente de al menos 1,3 A.
Como voltímetro PV1 se utilizó el dispositivo digital incorporado V20D-T1 (Fig. 5). Se compró en una de las tiendas en línea por un monto (incluidos los costos de envío) menor que el precio de un indicador LED normal de tres dígitos. El voltímetro mide voltaje CC de 3,2 a 30 V con un consumo de corriente de aproximadamente 20 mA. La unidad terminada comienza a funcionar inmediatamente. Si es necesario, seleccionando las resistencias R17 y R19, puede establecer los límites superior e inferior deseados para ajustar el voltaje de salida. Literatura
Autor: A. Butov
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