Convertisseurs de tension sans transformateur. Schéma, description

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Convertisseurs de tension sans transformateur. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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En utilisant des convertisseurs sans transformateur, vous pouvez obtenir des tensions polaires opposées et augmenter plusieurs fois la tension de la source d'alimentation. Étant donné que dans les convertisseurs sans transformateur, la tension augmente en raison de la somme des tensions sur les condensateurs, il est conseillé de les fabriquer pour de faibles courants de charge ne dépassant pas 0,5 A.

En figue. La figure 64a montre un diagramme schématique d'un convertisseur de tension sans transformateur demi-onde à faible courant. Pour courant de charge jusqu'à 10 mA, ce qui permet de recevoir le double ou le triple de la tension de l'alimentation, ainsi que la tension d'inversion de polarité. Le convertisseur fonctionne à partir d'une source CC avec une tension de 3...12 V et a un rendement d'environ 50 %.

Le dispositif est constitué d'un oscillateur maître monté sur les transistors VT1 et VT2 à l'aide d'un circuit multivibrateur, et de deux doubleurs de tension sur les diodes VD1-VD4 et les condensateurs C2 et C5.

Lorsque le transistor VT1 est ouvert, le condensateur C1 est chargé via la diode VD2 à la tension de la source d'alimentation. Après avoir fermé ce transistor, la plaque négative du condensateur C2 est connectée via la résistance R1 au fil positif de la source d'alimentation. Dans ce cas, une tension positive se forme sur la plaque positive du condensateur C2 par rapport à l'électrode positive de la source d'alimentation, qui charge le condensateur C2 à travers la diode VD1. Ainsi, à la sortie + Uout, deux fois la tension de l'alimentation la source est obtenue par rapport au fil commun.

Lorsque le transistor VT2 est fermé, le condensateur C4 est chargé via la résistance R3 et la diode VD5 à la tension de la source d'alimentation. Lorsque le transistor VT2 s'ouvre, la plaque positive de ce condensateur est connectée au fil commun de l'appareil. Une tension négative est générée sur la plaque négative du condensateur C5 par rapport au fil commun du convertisseur. A partir de cette tension, le condensateur C4 est chargé via la diode VD6.

Dans ce cas, la sortie -Uout2 aura une tension négative par rapport au fil commun dont la valeur correspond à la tension de la source d'alimentation. Entre les sorties + Uout1 - Uout2, le triple de la tension de l'alimentation sera appliqué.

Convertisseurs de tension sans transformateur

(cliquez pour agrandir)

Convertisseurs de tension sans transformateur
Fig. 64

Pour obtenir une conversion double alternance, dans laquelle la capacité de charge de courant est doublée, il est nécessaire de connecter en plus au transistor VT1 un nœud de doublement similaire à celui connecté au transistor VT2 (C5, C6, VD3, VD4) et au transistor VT2 - un nœud doubleur connecté au transistor VT1 ( C2, C2, VD1, VD2), et connecter les sorties de ces esprits en conséquence. Dans ce cas, les condensateurs de filtrage C1 et C6 seront communs pendant deux demi-cycles de conversion. En figue. 64b montre un schéma d'une conversion de tension pleine onde sans transformateur avec des commutateurs à transistors, conçue pour un courant de charge allant jusqu'à 0,5 A. Le double ou le triple de la tension de la source d'alimentation peut être supprimé des sorties du convertisseur, comme le premier. version de l'appareil.

L'oscillateur maître G est assemblé à l'aide d'un circuit multivibrateur utilisant les transistors VT3 et VT4. Les transistors VT1, VT2 et VT5, VT6 servent à amplifier le courant des transistors multivibrateurs et fonctionnent en mode commutation. Pendant un demi-cycle du multivibrateur, les transistors VT1, VT3 et VT6 sont ouverts. A ce moment, les condensateurs C2 dans C5 sont chargés et C1 et C6 se déchargent. Dans un autre demi-cycle, ces transistors se ferment et les transistors VT2, VT4, VT5 s'ouvrent, les condensateurs C1 et C6 sont chargés et C2 et C5 se déchargent. Les condensateurs sont chargés via les diodes VD2, VD4, VD5, VD7 et déchargés via VD1, VD3, VD6, VD8.

Le convertisseur peut être assemblé avec un multiplicateur de tension à condensateur selon le circuit illustré à la Fig. 64, v. La sortie + Uout1 fournit presque le triple de la tension de l'alimentation avec un courant de charge d'environ 200 mA. À mesure que les étages de multiplication de tension augmentent, le courant de charge admissible du convertisseur diminue.

Un convertisseur sans transformateur peut être assemblé avec un oscillateur maître sur un microcircuit, comme le montre la Fig. 65. La diode VD1 règle le rapport cyclique du multivibrateur sur les éléments DD1.1 et DD1.2 sur 2. A un niveau de tension élevé aux sorties des éléments DD1.3 et DD1.4, les transistors VT2, VT4 sont ouverts et le condensateur C2 est chargé via la diode VD2. Après avoir commuté le multivibrateur dans un autre état, dans lequel un niveau de tension faible est établi sur les éléments de sortie, les transistors VT1, VT3 s'ouvrent et le condensateur C3 est chargé via la diode VD3 à la tension de la source d'alimentation. La tension totale sur les condensateurs C2, C3 correspond à deux fois la tension de la source d'alimentation.

Convertisseurs de tension sans transformateur
Fig. 65

Le rendement des convertisseurs avec commutateurs à transistors est d'environ 50 %. Les pertes improductives dans le convertisseur se produisent principalement lors de la commutation des transistors. Pour augmenter l'efficacité des convertisseurs, des transistors et des diodes haute fréquence doivent y être utilisés. Les transistors doivent fonctionner en mode de saturation peu profonde et avoir un coefficient de transfert de courant statique d'au moins 50. Il est conseillé d'utiliser des diodes au germanium à faibles tensions d'alimentation, car elles ont une chute de tension directe plus faible que celles au silicium.

Lors de la mise en place des convertisseurs, il est nécessaire de désactiver temporairement la rétroaction positive dans le multivibrateur en débranchant l'un des condensateurs : sur la Fig. 64,b - C3 ou C4 ; En figue. 65-C1. Ensuite, en sélectionnant les résistances dans les circuits de base des transistors, réglez-les sur un mode dans lequel la tension collecteur-émetteur ne dépasse pas 0,5 V.

Auteur : Drobnitsa N.A.

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