Application des optocoupleurs à compensation thermique dans les convertisseurs de tension. Partie 2. Schéma, description

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Application des optocoupleurs à compensation thermique dans les convertisseurs de tension. Partie 2. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Le découplage d'optocoupleur analogique le plus simple applicable dans les PN automobiles est le diviseur-optocoupleur-ION. Un fragment de PN réel d'alimentation d'un tube monocycle (en classe A) est donné. Le support sur la diode zener (39V) élimine pratiquement l'influence de l'instabilité de température de l'optocoupleur. Mais à quel prix : au prix d'une augmentation du coefficient de transmission de toute la chaîne et d'un rétrécissement de la plage de tensions d'entrée pour laquelle le signal de sortie est plus ou moins linéaire. En classe A, cela a disparu (la version alternative "équilibrée" a une plage d'entrée plus large). Mais dans un amplificateur à transistor de classe B, l'effet de l'ondulation du courant de charge nécessite un capteur plus linéaire avec une large plage de tension d'entrée.

Pour la première fois, ce merveilleux circuit à deux optrons a attiré mon attention dans la publication d'Uldis sur le convertisseur de tension, uldis.narod.ru, de son amplificateur embarqué. Ainsi, sur une paire d'optocoupleurs, une rétroaction de tension compensée thermiquement est implémentée dans un convertisseur avec une partie d'entrée complètement isolée galvaniquement (contrôleur PWM) et une partie de sortie (filtres et charge).

Application de l'isolation par optocoupleur à compensation thermique dans les convertisseurs de tension

La simple connexion d'un optocoupleur en série avec une résistance d'extinction est acceptable dans un équipement domestique, mais totalement inacceptable à bord. En raison de la dépendance à la température du coefficient de transfert de l'optocoupleur (il est toujours négatif, environ 0.5 à 1% par degré), le point de stabilisation flottera indécemment loin. D'après le graphique (coupé de la fiche technique TLP621), on peut estimer que les coefficients de transfert à -25C et +75C sont liés à 1: 1.7 pour des courants d'entrée de 5..25 mA (TK 0.5-0.8% / deg) et 1 :2.5 pour les courants inférieurs à 5 mA (TC 0.7-1.5% deg). Soit dit en passant, c'est pourquoi le courant d'entrée (LED) recommandé par le fabricant n'est que de 5 à 16 mA - la dérive est minime.

Application de l'isolation par optocoupleur à compensation thermique dans les convertisseurs de tension

Le circuit compensé thermiquement réduit le TC de l'ensemble du circuit en raison du fait que le deuxième optocoupleur (sur la figure A1) vole le courant du circuit primaire, et la part des flotteurs volés avec le même TC que celui de l'optocoupleur primaire ( dans la figure A2). En supposant les coefficients de transfert A1, A2 égaux à K (tout à fait acceptable), le coefficient d'atténuation du courant de l'émetteur suiveur D = R3 / R2, nous résolvons l'équation la plus simple et obtenons le rapport du courant traversant R2 (sortie) au courant de le voyant d'entrée.

En substituant la dépendance à la température K=K0-B(T-T0), où K0 est la valeur à T0=+25C, B est le coefficient de température, vous pouvez résoudre l'équation de la température et trouver le coefficient optimal du diviseur de sortie D Dans la plage normale de variations B (0.5-1.5 %/deg), le coefficient optimal D est approximativement égal au carré de K0. L'erreur de régulation aux limites de la plage de température diminue avec l'augmentation de K0. De manière générale, il est réaliste de réduire d'un facteur cinq la dérive du coefficient de transmission de l'ensemble du circuit NFB par rapport à un diviseur non compensé.

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K0 = 1, B=0.5% : D=1..1.5 (erreur de régulation dans la plage -25..+75С pas plus de 7%)

K0 = 0.5, B=0.5% : D=0.25..0.4 (erreur de contrôle 4%)

K0 = 1, V=1% : D=1..1.2 (erreur de contrôle 12%)

K0 = 2, V=1% : D=4.4 (erreur de contrôle 10%)

K0 = 4, V=1% : D=17 (erreur de contrôle 10%)

Calcul des calibres pour Uin = 250V, niveau de référence du régulateur Uref = 5.0V, K0 = 3. Nous réglons le courant du circuit d'entrée au minimum possible (5 mA), puis R1 = 250V/5mA > 47kΩ. Puissance dissipée R1 à 25% de surtension P=(300V)^2/47k=1.9W. Choisissez D=3^2=9 (puis X = 1.5). Le courant à travers R2 est X*Iin=7.5mA, la tension à travers R2 est Uref+Ube=5.0+0.6=5.6V, R2=5.6V/7.5mA > 750 Ohm. R3 = DR2 > 6.8 kOhm. La consommation totale de courant du circuit secondaire de la batterie +12V est de 8.5 mA. La puissance maximale dissipée par le dispositif actif tombe sur le transistor A1 et est égale à 7.5mA * (12V-5.6V) > 50 mW (tout est normal).

Auteur : Uldis ; Publication : uldis.narod.ru

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