Alimentations avec diviseur de tension à condensateur. Schéma, description

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Alimentations avec diviseur de tension à condensateur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Une alimentation réseau avec un condensateur d'extinction (Fig.1) est en fait un diviseur de tension, dans lequel l'épaulement supérieur est un condensateur et l'épaulement inférieur est un circuit complexe diode-résistance-condensateur non linéaire. Cela détermine les inconvénients (et les avantages, bien sûr) de tels dispositifs.

Alimentations avec diviseur de tension à condensateur
Ris.1

Pour que la source fonctionne dans une large plage de courant de charge avec un rendement élevé, il suffit de rendre le diviseur de tension d'entrée purement réactif, par exemple un condensateur (Fig. 2). Il vous permet en outre de stabiliser la tension de sortie de la source avec une compensation ou un régulateur de commutation connecté en série, ce qui ne peut pas être fait dans une source conventionnelle avec un condensateur d'extinction. Comme le montre l'article de S. Biryukov "Calcul d'une alimentation réseau avec un condensateur d'extinction" - "Radio", 1997, n ° 5, p. 48-50, - un stabilisateur série ne peut être utilisé que si la tension à son entrée est limitée, ce qui réduit encore considérablement l'efficacité.

Alimentations avec diviseur de tension à condensateur
Ris.2

Il est conseillé d'utiliser une source avec un diviseur de tension à condensateur pour un fonctionnement conjoint avec des régulateurs à découpage. Il est idéal pour un appareil qui consomme peu de courant pendant une longue période, mais nécessite à un moment donné une forte augmentation de celui-ci. Un exemple est un chien de garde d'appartement sur microcircuits "MOS avec une unité d'actionnement sur un relais et un dispositif de signalisation sonore.

Le courant consommé par le condensateur diviseur aura un déphasage de 90 degrés. par rapport à la tension du secteur, de sorte que le diviseur de tension sur les éléments réactifs ne nécessite pas de refroidissement. Sur la base de ce qui précède, il semble que le courant traversant le diviseur puisse être choisi arbitrairement grand. Cependant, une augmentation injustifiée du courant diviseur entraînera des pertes actives dans les fils et une augmentation de la masse et du volume de l'appareil. Par conséquent, il est conseillé de faire passer le courant à travers le diviseur de tension à moins de 0,5 ... 3 du courant de charge maximal.

Le calcul d'une source avec un diviseur capacitif est simple. Comme il ressort de la formule (2) de l'article mentionné, la tension de sortie Uout et le courant de sortie total (diode Zener et charge Iout) de la source selon le schéma 1,a sont liés comme suit :

Iout = 4fC1(2Uc-Uout).

Cette formule convient également pour calculer une source avec un diviseur de condensateur, il vous suffit de remplacer C1 par la capacité totale des condensateurs C1 et C2 connectés en parallèle, comme illustré à la Fig. 2. a Uc - sur Uc2x (tension aux bornes du condensateur C2 à HR = °°), soit Uc2x = = Uc-C1/(C1+C2). Alors 1out = 4f(C1+C2)xx[Uc-C1-i/2/(C1+C2)-Unbix] ou après des transformations évidentes 1out = 4f-C1 [Uc^2 --out(1+C2/C1) ].

Étant donné que la chute de tension aux bornes des diodes du pont Ud à de petites valeurs de Kout devient perceptible, nous obtenons finalement 1out = 4f-C1 [Uc ^ / 2- (Cout + 2Cd) (1 + + C2 / C1)].

On peut voir d'après la formule qu'à Рн=0 (c'est-à-dire à Uout=0), le courant Iout, si l'on néglige la chute de tension aux bornes des diodes, reste le même que pour la source d'alimentation assemblée selon le schéma 1,a . La tension à la sortie sans charge diminue : Uauxx = =Uc-C1^/2/(C1+C2)-2Un.

La capacité et la tension de fonctionnement du condensateur C2 sont sélectionnées en fonction de la tension de sortie requise - le rapport des valeurs de capacité C1 / C2 est inversement proportionnel aux valeurs de la tension tombant sur C1 et C2. Par exemple, si C1" = 1 μF et C2 = 4 μF, alors la tension Uc1 sera égale à 4/5 de la tension secteur, et Uc2 \u5d Uc / 220, ce qui correspond à 186 et 44 V avec un secteur tension de Uc \u1,5d XNUMX V. Il faut tenir compte du fait que la valeur d'amplitude de la tension est presque XNUMX fois supérieure à celle actuelle et sélectionner des condensateurs pour la tension nominale appropriée.

Malgré le fait que, théoriquement, les condensateurs d'un circuit alternatif ne consomment pas d'énergie, en réalité, de la chaleur peut y être générée en raison de la présence de pertes. Vous pouvez vérifier à l'avance l'adéquation du condensateur à une utilisation dans la source en le connectant simplement au secteur et en estimant la température du boîtier après une demi-heure. Si le condensateur C1 a le temps de se réchauffer sensiblement, il doit être considéré comme inadapté à une utilisation dans la source.

Les condensateurs spéciaux pour les installations électriques industrielles ne chauffent pratiquement pas - ils sont conçus pour une puissance réactive élevée. De tels condensateurs sont utilisés dans les lampes fluorescentes, dans les ballasts des moteurs électriques asynchrones, etc.

Alimentations avec diviseur de tension à condensateur
Ris.3

Ci-dessous, deux circuits d'alimentation pratiques avec un diviseur de condensateur: un usage général de cinq volts (Fig. 3) pour un courant de charge allant jusqu'à 0,3 A et une alimentation sans interruption pour les montres électromécaniques à quartz (Fig. 4).

Alimentations avec diviseur de tension à condensateur
Ris.4

Le diviseur de tension d'une source de cinq volts est constitué d'un condensateur en papier C1 et de deux condensateurs à oxyde C2 et C3, qui forment un épaulement non polaire d'une capacité de 100 microfarads. Les diodes polarisantes pour la paire d'oxydes sont des diodes en pont à gauche selon le schéma. Avec les calibres des éléments indiqués sur le schéma, le courant de fermeture (à Rn = 0) est de 600 mA, la tension aux bornes du condensateur C4 en l'absence de charge est de 27 V.

Les horloges électromécaniques sont généralement alimentées par une seule cellule galvanique avec une tension de 1,5 V. La source proposée génère une tension de 1,4 V à un courant de charge moyen de 1 mA. La tension retirée du diviseur C1C2 redresse le noeud sur les éléments VD1, VD2, C3. Sans charge, la tension aux bornes du condensateur C3 ne dépasse pas 12V.

Auteur : O. Khovaiko, Moscou ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru

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