Alimentation réseau à faire soi-même pour l'émetteur-récepteur. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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L'acquisition d'un émetteur-récepteur importé coûteux est généralement associée à des coûts matériels importants. Souvent, il n'y a plus d'argent pour acheter une alimentation électrique. Et ici, l'heureux radioamateur est confronté au problème de l'auto-fabrication d'un dispositif d'alimentation. A quelles exigences doit-il répondre ?

Tout d'abord, avec la puissance nécessaire, une alimentation électrique maison doit avoir une bonne fiabilité afin que le risque d'endommagement de l'émetteur-récepteur connecté soit minime. La fiabilité, comme on le sait, dépend de la fiabilité totale de tous les éléments structurels et de leur importance fonctionnelle. Dans le bloc d'alimentation secteur, le régulateur de tension joue un rôle important. Cet article fournit une description d'une alimentation réseau faite maison, dont le principal "point fort" est le circuit stabilisateur. Le bloc fonctionne sans remarques depuis environ six mois avec l'émetteur-récepteur KENWOOD TS-570D. Récemment, pendant la chaleur estivale, il a passé des tests supplémentaires, travaillant pendant environ une journée à une charge fictive au courant nominal.

Paramètres d'alimentation :

• Tension de sortie - 13,8 V (réglable)
• Courant de charge nominal - 25 A
• Courant de protection contre les courts-circuits - 27 A
• Chute de tension de sortie au courant de charge nominal - pas plus de 0,5 V
• Dimensions - 130 x 140 x 350 mm

Un problème non moins important que le choix d'un circuit stabilisateur est le calcul et la fabrication d'un transformateur de puissance. Cette tâche est presque toujours associée à de nombreuses difficultés - vous devez obtenir le fer de la bonne taille, des fils de la section requise et, surtout, effectuer un enroulement laborieux. Tous ces moments font que les radioamateurs ont une aversion sourde pour la fabrication indépendante d'un transformateur et un désir de le préparer. Ce qui, à son tour, repousse le moment de passer à l'antenne sur un tout nouvel émetteur-récepteur en veilleuse.

En fait, un transformateur fait maison n'est pas une chose si difficile. Vous ne savez jamais ce que vous pouvez faire jusqu'à ce que vous essayiez ! D'après mon expérience, je préfère utiliser des plaques en forme de W comme noyau. Malgré le fait que les dimensions requises du transformateur sont un peu plus grandes que celles à noyau toroïdal, la commodité technologique prévaut.

Tout d'abord, il est nécessaire d'évaluer l'adéquation du noyau existant ou de déterminer lequel rechercher. Calculez ensuite les diamètres de fil et le nombre de tours des enroulements et, enfin, évaluez correctement les résultats. En regardant dans l'ancien livre de référence, vous pouvez y trouver les formules approximatives suivantes :

Il convient de garder à l'esprit que le nombre de spires de l'enroulement primaire s'avère un peu plus petit dans la pratique et que le nombre de spires de l'enroulement secondaire est important par rapport à celui calculé. Cependant, l'enroulement primaire doit d'abord être enroulé avec une marge de 20 à 30 %. La marge est utile pour un réglage ultérieur du nombre de tours pour le fonctionnement optimal du transformateur. Lors de l'enroulement, il est souhaitable de compter le nombre de tours pour la correction ultérieure du paramètre calculé "N".

Après avoir terminé l'enroulement grossier de l'enroulement du réseau, il est nécessaire de fixer les sept tours, d'assembler le circuit magnétique et de mesurer le courant de l'enroulement primaire au ralenti. Cette mesure donnera une information assez complète sur la qualité du travail effectué à ce stade. La valeur du courant mesuré dépend de la puissance globale du transformateur ou, plus simplement, de la taille de son noyau. Pour les transformateurs d'une puissance de 200 - 1000 W, le courant à vide peut avoir une valeur de l'ordre de 100 - 150 mA. Si le courant mesuré est inférieur à cette valeur, cela signifie que le rendement du transformateur sera inférieur à la norme et qu'il ne sera pas possible d'en obtenir la puissance attendue. Dans ce cas, une partie des spires doit être déroulée de l'enroulement et la mesure du courant doit être répétée à nouveau.

Pour éviter des désagréments inattendus liés à des courts-circuits accidentels entre spires, il est conseillé d'effectuer la première mesure en allumant une ampoule secteur d'une puissance d'au moins 100 W en série avec le bobinage. Si vous construisez un graphique de la dépendance du courant à vide sur le nombre de tours, alors sur ce graphique, vous pouvez voir une rupture assez nette, ce qui montre que pour un certain nombre de tours, même une légère diminution de ceux-ci conduit à une forte augmentation du courant. Ainsi, le nombre de spires peut être considéré comme optimal lorsque la courbe de courant un peu ns atteint le point de fracture vers le haut. Le critère général de qualité de l'enroulement primaire réalisé peut être considéré comme l'absence d'échauffement notable du noyau du transformateur lors d'un fonctionnement sans charge pendant plusieurs heures.

Je tiens à noter qu'essayer d'enrouler le transformateur en utilisant la méthode "bobine à bobine" est une tâche très laborieuse. Il est tout à fait possible de bobiner l'enroulement primaire "en vrac". Les fils de bobinage modernes avec leur isolation de vernis fiable permettent cette méthode de bobinage. Il suffit de surveiller l'uniformité de la répartition des spires sur la surface de l'enroulement, afin de ne pas créer de zones avec une différence de potentiel interspires accrue. Ainsi, l'enroulement primaire est terminé. Les bobines sont fixes, des conclusions flexibles sont faites et une isolation à partir d'un matériau non fusible est posée sur les bobines, qui peut être utilisée comme une bande fluoroplastique provenant de condensateurs FT-3.

Nous devons maintenant effectuer le blindage de l'enroulement du réseau. Il est préférable de le faire avec une fine feuille de cuivre, en l'enveloppant d'une couche à la surface de l'enroulement de réseau nouvellement fabriqué. L'enroulement de blindage n'a qu'une seule sortie. qui est ensuite connecté à un bus d'alimentation commun (masse). En aucun cas l'enroulement de blindage ne doit être fermé, sinon cela conduirait à la mort de votre transformateur. Entre les extrémités qui se chevauchent de la feuille, il est impératif de poser une isolation fiable. Après avoir isolé l'enroulement de blindage, vous pouvez passer à une activité non moins responsable - enrouler l'enroulement secondaire à courant élevé. Sa conception dépend du choix du circuit redresseur. S'il est prévu d'utiliser un pont redresseur, un simple enroulement sans prise est enroulé. S'il y a suffisamment d'espace libre dans la fenêtre du transformateur, il est souhaitable d'utiliser un circuit redresseur pleine onde à deux diodes et deux diodes et, par conséquent, un double enroulement secondaire avec une borne médiane. Les pertes dans l'enroulement et sur le redresseur dans ce cas seront moindres que dans le premier cas.

Pour un enroulement secondaire puissant, on utilise généralement un fil de cuivre épais de plusieurs millimètres de diamètre ou une barre de cuivre. Cela rend le remontage manuel difficile et peut endommager l'isolation des spires sous-jacentes. Dans ma conception, j'ai utilisé une sorte de "fil de litz" - un faisceau de plusieurs fils pliés ensemble d'un diamètre d'environ 0,8 mm. Avec cette méthode d'enroulement, il est important de surveiller la disposition en parallèle des fils individuels de ce faisceau afin de ne pas provoquer de courant de désadaptation entre les fils individuels de l'enroulement.

Une question importante est de savoir pour quelle tension l'enroulement secondaire doit-il être calculé ? La réponse dépend de nombreux facteurs. Tels que les propriétés du circuit magnétique, la capacité du condensateur du filtre redresseur, les limites des fluctuations possibles de la tension secteur, les propriétés du stabilisateur de tension. Beaucoup de ces questions sont plus faciles à répondre en expérimentant qu'en essayant de calculer théoriquement. Dans tous les cas, il faut se focaliser sur l'amplitude de la tension redressée de l'ordre de 20 volts. L'augmentation de ce chiffre est utile pour augmenter la stabilité de la tension de sortie en raison d'une plus grande marge de tension pour la stabilisation. Cependant, cela conduit à son tour à un régime thermique plus dur du transformateur et du stabilisateur, à la nécessité d'utiliser des condensateurs de filtrage électrolytique pour une tension plus élevée, c'est-à-dire plus coûteux et plus gros.

En un mot, ici, il est nécessaire de respecter la règle du "juste milieu" et de ne pas permettre de forcer les modes des blocs d'alimentation pour atteindre des paramètres de charge déraisonnablement élevés. Après l'enroulement de test de l'enroulement secondaire, il ne faut pas oublier de vérifier à nouveau le courant à vide de l'enroulement secteur. Il ne doit pas augmenter de plus de 5 - 10 mA. De plus, il est souhaitable de vérifier la qualité d'exécution de chaque étape d'assemblage du dispositif d'alimentation en le chargeant sur un équivalent, qui peut être une guirlande de lampes à incandescence convenablement connectées. J'ai utilisé de vieilles ampoules de voiture à feux de route de 12 volts, connectant les deux brins en parallèle. Une lampe dans cette inclusion "mange" environ 6A.

Après avoir assemblé le circuit redresseur avec le condensateur de filtrage, nous mesurons la capacité de charge, la tension moyenne et la tension d'ondulation au courant de charge nominal. La valeur de tension au minimum de la période de pulsation est la plus intéressante. Mesurée par un oscilloscope, elle devrait être inférieure à trois volts (marge de stabilisation min.) de plus que la tension de sortie du stabilisateur et, dans notre cas, sera de 13,8 + 3 = 16,8 V.

Il est important de choisir la bonne capacité du condensateur de filtrage. Habituellement, elle est choisie autour de 100000 XNUMX µF. J'ai eu du mal à acheter un tel condensateur et j'ai obtenu la capacité requise en connectant les condensateurs existants en parallèle. J'ai réussi à les placer dans tous les coins et recoins du corps de l'appareil, en collant les condensateurs avec de la colle thermofusible. Les bornes des mêmes pôles doivent être reliées par des fils en un seul point, à proximité immédiate du connecteur de sortie. Vous pouvez utiliser un condensateur de plus petite capacité, mais il est nécessaire d'augmenter légèrement la tension des enroulements secondaires, en contrôlant la tension d'ondulation sous charge, comme décrit ci-dessus.

Lorsque l'assemblage du transformateur et du redresseur a finalement été terminé, j'ai été confronté à la difficile question moderne du choix d'un circuit stabilisateur de tension. D'une part, il existe de nombreux circuits avec des transistors comme élément régulateur, d'autre part, il serait tentant d'utiliser un stabilisateur entièrement intégré. Cette dernière option serait préférable à la fois pour sa fabricabilité et ses paramètres de qualité garantis par le microcircuit, sinon pour le prix.

Auparavant et maintenant, j'utilise largement les microcircuits KR142EN12 dans mes conceptions. Ils sont bons pour tout le monde - prix, disponibilité et leurs paramètres, ils n'ont pas peur d'un court-circuit. Seulement ici le courant est faible. Seulement environ deux ampères et demi. Les analogues importés de nos microcircuits LM317T sont moins chers, plus stables et plus puissants, contiennent trois ampères, mais c'est encore loin de ce qui est nécessaire. Encore plus tôt, pour augmenter la puissance des stabilisateurs, j'ai connecté les conclusions de deux de ces microcircuits en parallèle. Le courant maximum a également augmenté exactement deux fois.

Dans ce cas, j'ai fait une expérience et connecté jusqu'à neuf microcircuits en parallèle, en les plaçant uniformément sur un dissipateur thermique commun. Selon le schéma standard, j'ai connecté deux résistances à une sortie de commande commune et allumé un circuit simple. Les résultats du test de charge ont pleinement justifié mes hypothèses - les excellentes propriétés stabilisatrices du circuit sont restées les mêmes que celles d'un microcircuit séparé et le courant maximal a augmenté proportionnellement à leur nombre.

(cliquez pour agrandir)

Les microcircuits utilisés dans le stabilisateur doivent être testés séparément avant l'installation. Les tensions de sortie de chaque puce peuvent différer légèrement. Mais je n'ai délibérément pas essayé de choisir des instances avec les mêmes paramètres, en argumentant comme suit - supposons, à un courant, supposons, deux ampères, un seul des neuf microcircuits fonctionne. Mais lorsque le courant augmente à plus de trois ampères, la puce chargée ressentira une surcharge. Le circuit interne de protection contre les courts-circuits commencera à fonctionner, c'est-à-dire que sa résistance interne augmentera progressivement et que le courant circulant sera redistribué au microcircuit suivant. Cela continuera jusqu'à ce que tous les microcircuits soient inclus dans le processus de stabilisation de la tension.

Avec une nouvelle augmentation du courant au-dessus de la valeur nominale, une diminution rapide de la tension de sortie sera observée - la fonction de protection contre les surcharges fonctionnera enfin. Un tel schéma, en plus d'une extrême simplicité et d'un minimum d'éléments utilisés, présente un autre avantage - un meilleur transfert de chaleur des microcircuits répartis sur le radiateur.

Dans ma conception, trois radiateurs en forme d'aiguille issus du balayage horizontal des téléviseurs Elektronika 401 ont été utilisés, montés sur une base en aluminium commune. Juste au cas où, un ventilateur de refroidissement est monté sous les radiateurs, cependant, vous n'avez pas besoin de l'allumer - la température du dissipateur thermique est basse même avec un travail intensif sur la transmission. La tension de sortie d'un tel circuit peut être ajustée dans une très large plage - de deux à plusieurs dizaines de volts. Le tableau 1 montre les valeurs moyennes de la résistance de la résistance de régulation (résistance variable de 3,3 kΩ), en fonction de la tension de sortie requise.

Tableau 1

Je note que le radiateur à microcircuits doit nécessairement être isolé du boîtier d'alimentation. Il est préférable de ne pas connecter le boîtier lui-même galvaniquement au circuit stabilisateur, mais de le connecter à une terre de protection. Il est souhaitable d'installer un simple filtre LC à l'entrée de tension secteur. Cela protégera l'émetteur-récepteur des interférences du réseau. L'indication du fonctionnement de l'alimentation est faite par deux lampes HL1 - n'importe quel néon, HL2 - une lampe à incandescence. Il agit également comme une résistance de décharge. Par la durée de sa lueur après avoir éteint l'unité du réseau, on peut juger de la qualité du condensateur C5, et par la luminosité - la stabilité de la tension de sortie.

En conclusion, je dirai que le coût d'une puce LM317 à Moscou est d'un peu plus de 3 roubles - presque deux fois moins cher que notre KR142EN12 domestique, mais d'une fiabilité supérieure.

Auteur : S. Makarkin, RX3AKT ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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