Redresseur à condensateur basse puissance avec stabilisateur PWM. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Le redresseur à condensateur sans transformateur porté à votre connaissance fonctionne avec une auto-stabilisation de la tension de sortie dans tous les modes de fonctionnement possibles (du repos à la charge nominale). Ceci a été réalisé en raison d'un changement fondamental dans le principe de génération de la tension de sortie - et non en raison de la chute de tension des impulsions de courant des demi-ondes redressées de la tension secteur sur la résistance de la diode Zener, comme dans d'autres dispositifs similaires , mais en raison d'une modification du temps de connexion du pont de diodes au condensateur de stockage.

Le schéma d'un redresseur à condensateur stabilisé est illustré à la fig. 6.12.

Parallèlement à la sortie du pont de diodes, le transistor VT1 est connecté, fonctionnant en mode clé. La base du transistor clé VT1 est connectée à travers un élément de seuil (diode zener VD3) à un condensateur de stockage C2, séparé par un courant continu de la sortie du pont par une diode VD2 pour éviter une décharge rapide lorsque VT1 est ouvert. Tant que la tension sur C2 est inférieure à la tension de stabilisation VD3, le redresseur fonctionne de manière connue.

Lorsque la tension sur C2 augmente et que VD3 s'ouvre, le transistor VT1 s'ouvre également et shunte la sortie du pont redresseur. En conséquence, la tension à la sortie du pont diminue brusquement jusqu'à presque zéro, ce qui entraîne une diminution de la tension sur C2 et la désactivation ultérieure de la diode Zener et du transistor de commutation. De plus, la tension sur le condensateur C2 augmente à nouveau jusqu'à ce que la diode Zener et le transistor soient activés, etc. Le processus d'auto-stabilisation de la tension de sortie est très similaire au fonctionnement d'un régulateur de tension à découpage avec régulation de la largeur d'impulsion.

Uniquement dans le dispositif proposé, le taux de répétition des impulsions est égal à la fréquence d'ondulation de la tension en C2. Pour réduire les pertes, le transistor clé VT1 doit être à gain élevé, par exemple, composite KT972A, KT829A, KT827A, etc. Vous pouvez augmenter la tension de sortie du redresseur en utilisant une diode zener à tension plus élevée ou deux basse tension connectées en série.

Avec deux diodes Zener D814V et D814D et une capacité du condensateur C1 de 2 μF, la tension de sortie à une charge avec une résistance de 250 Ohms peut être de 23 ... . 24.

Pour un redresseur avec une tension de sortie positive, un transistor npn KT1A ou KT972A est connecté en parallèle avec la diode VD829, commandé depuis la sortie du redresseur via la diode zener VD3. Lorsque le condensateur C2 atteint une tension correspondant à l'instant où la diode Zener s'ouvre, le transistor VT1 s'ouvre également. En conséquence, l'amplitude de la demi-onde positive de la tension fournie à C2 via la diode VD2 diminue presque jusqu'à zéro. Lorsque la tension sur C2 diminue, le transistor VT1, grâce à la diode zener, se ferme, ce qui entraîne une augmentation de la tension de sortie. Le processus s'accompagne d'une régulation par largeur d'impulsion de la durée d'impulsion à l'entrée VD2, par conséquent, la tension aux bornes du condensateur C2 reste stable à la fois au repos et en charge.

Dans un redresseur avec une tension de sortie négative, il est nécessaire d'allumer le transistor pn-p KT1A ou KT973A en parallèle avec la diode VD825. La tension de sortie stabilisée à une charge avec une résistance de 470 ohms est d'environ 11 V, la tension d'ondulation est de 0,3 ... 0,4 V.

Dans les deux versions proposées du redresseur sans transformateur, la diode zener fonctionne en mode pulsé à un courant de quelques milliampères, qui n'est en rien lié au courant de charge du redresseur, avec un étalement de la capacité du condensateur d'extinction et fluctuations de la tension secteur. Par conséquent, les pertes y sont considérablement réduites et il ne nécessite pas d'évacuation de la chaleur. Le transistor clé ne nécessite pas non plus de radiateur.

Les résistances R1, R2 de ces circuits limitent le courant d'entrée pendant les transitoires au moment où l'appareil est connecté au réseau. En raison du "rebondissement" inévitable des contacts de la fiche et de la prise secteur, le processus de commutation s'accompagne d'une série de courts-circuits et de coupures de circuit.

Avec l'un de ces courts-circuits, le condensateur d'extinction C1 peut se charger jusqu'à la pleine valeur d'amplitude de la tension secteur, c'est-à-dire jusqu'à environ 300 V. Après une coupure et un court-circuit ultérieur dû à un "rebond", cela et la tension secteur peuvent s'additionner jusqu'à un total d'environ 600 V. C'est le pire des cas qui doit être pris en compte pour assurer un fonctionnement fiable de l'appareil.

Exemple spécifique : le courant de collecteur maximal du transistor KT972A est de 4 A, la résistance totale des résistances de limitation doit donc être de 600 V / 4 A = 150 ohms. Afin de réduire les pertes, la résistance de la résistance R1 peut être sélectionnée à 51 ohms et la résistance R2 à 100 ohms. Leur puissance de dissipation n'est pas inférieure à 0,5 W. Le courant de collecteur admissible du transistor KT827A est de 20 A, la résistance R2 est donc facultative pour celui-ci.

Auteur : Semyan A.P.

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