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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Convertisseurs de tension à deux temps 12/220 volts. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Convertisseurs de tension, redresseurs, onduleurs Les convertisseurs push-pull utilisent plus efficacement le noyau magnétique d'un transformateur d'impulsions. Dans de tels circuits, il n'est pas nécessaire de lutter contre la magnétisation du noyau, ce qui permet de réduire ses dimensions. La tension de sortie est symétrique. De plus, les transistors du convertisseur fonctionnent dans un mode plus léger. Parfois, pour une faible puissance (jusqu'à 15 W), on utilise le convertisseur le plus simple, réalisé selon le circuit d'un auto-oscillateur (Fig. 4.16, a). Ce circuit n'est pas critique pour les pièces utilisées, mais la sélection du point de fonctionnement du mode de fonctionnement du transistor à l'aide de la résistance R2 peut améliorer les caractéristiques de l'appareil (parfois un condensateur est installé en parallèle avec R2). Un diviseur de résistances R1-R2 fournit le courant initial nécessaire pour démarrer l'autogénérateur.
Les transistors universels 2N3055 utilisés sont remplacés par des transistors domestiques similaires KT818GM, KT8150A, et si vous modifiez la polarité de l'alimentation fournie, des transistors pn-p peuvent également être utilisés. La tension d'alimentation du circuit peut aller de 12 à 24 V. Pour un fonctionnement à long terme de l'appareil, des transistors doivent être installés sur les radiateurs. Le transformateur peut être réalisé sur un conducteur magique annulaire en ferrite M2000NM1, sa section de travail en dépend. sur la puissance dans la charge. Pour un choix simplifié, vous pouvez utiliser les recommandations, voir tableau. 4.5. Tableau 4.5. Puissance maximale admissible pour les noyaux magnétiques en ferrite annulaire de la marque M2000NM1
Lors de la fabrication du transformateur T1, les enroulements 1 et 2 sont bobinés simultanément, mais le phasage de leur connexion doit correspondre à celui indiqué sur le schéma. Pour une section transversale d'un noyau magnétique annulaire de taille standard K32x20x6, les enroulements 1 et 2 contiennent chacun 8 tours (fil PEL d'un diamètre de 1,2...0,81 mm) ; 3 et 4, 2 tours chacun (0,23 mm) ; 5 - le nombre de tours de l'enroulement secondaire dépend de la tension requise (0,1...0,23 mm). En utilisant ce circuit, vous pouvez obtenir des tensions allant jusqu'à 30 kV si vous utilisez un circuit magnétique provenant des transformateurs utilisés dans les téléviseurs modernes. Un circuit similaire d'auto-oscillateur, réalisé à l'aide de transistors à effet de champ, est illustré à la Fig. 4.16, b. Il permet l'utilisation d'un transformateur plus simple qui ne nécessite pas d'enroulements de rétroaction. Les diodes Zener VD1, VD2 évitent l'apparition de tensions dangereuses sur les grilles des transistors. La fréquence de fonctionnement de ces circuits est définie par les paramètres du circuit magnétique du transformateur et l'inductance des enroulements, car le retard du signal de retour en dépend (il est préférable que la fréquence soit comprise entre 20 et 50). kHz). L'inconvénient de ces circuits est leur faible rendement, ce qui rend difficile leur utilisation à haute puissance, ainsi que la tension de sortie non stabilisée, qui peut varier considérablement en fonction de l'évolution de la tension d'alimentation. Un circuit convertisseur push-pull plus efficace, réalisé à l'aide d'un microcircuit spécialisé (Fig. 4.17), se caractérise par un rendement élevé et peut maintenir une tension stable aux bornes de la charge.
Le convertisseur est réalisé sur la puce de contrôleur PWM T114EU4 largement utilisée (un analogue importé complet du TL494), ce qui rend le circuit assez simple. A l'état normal (à tension de grille nulle), les transistors VT1, VT2 sont fermés et ouverts par des impulsions provenant des sorties correspondantes du microcircuit. Les résistances R7-R9 et R8-R10 limitent le courant de sortie du microcircuit, ainsi que la tension à la grille des interrupteurs. Le circuit des éléments C1-R2 assure une transition en douceur vers le mode de fonctionnement à la mise sous tension (augmentation progressive de la largeur d'impulsion aux sorties du microcircuit). La diode VD1 évite d'endommager les éléments du circuit lorsque la polarité de l'alimentation est incorrectement connectée. Des diagrammes de contraintes expliquant le fonctionnement sont présentés sur la Fig. 4.18. Comme le montre la figure (a), le front arrière de l’impulsion a une durée plus longue que le front avant. Ceci s'explique par la présence d'une capacité de grille du transistor à effet de champ, dont la charge est absorbée à travers la résistance R9 (R10) pendant le temps où le transistor de sortie du microcircuit est fermé. Cela augmente le temps nécessaire pour fermer la clé. Étant donné qu'à l'état ouvert, les chutes de tension sur le transistor à effet de champ ne dépassent pas 0,1 V, les pertes de puissance sous forme de léger échauffement de VT1 et VT2 se produisent principalement en raison de la fermeture lente des transistors (c'est ce qui limite le maximum puissance de charge admissible).
Les paramètres de ce circuit lorsqu'il fonctionne sur une lampe de 100 W sont donnés dans le tableau. 4.6. Au repos, la consommation de courant est de 0,11 A (9 V) et 0,07 A (15 V). La fréquence de fonctionnement du convertisseur est d'environ 20 kHz. Tableau 4.6. Principaux paramètres du régime
Le transformateur T1 est constitué de deux noyaux annulaires en ferrite de qualité M2000NM1, taille K32x20x6, repliés ensemble. Les paramètres des enroulements sont indiqués dans le tableau. 4.7. Tableau 4.7. Paramètres des enroulements du transformateur T1
Avant le bobinage, les arêtes vives du noyau doivent être arrondies avec une lime ou du papier de verre grossier. Lors de la fabrication d'un transformateur, l'enroulement secondaire est d'abord enroulé. Le bobinage s'effectue tour à tour, en une seule couche, suivi d'une isolation avec du tissu verni ou du ruban fluoroplastique. Les enroulements primaires 1 et 2 sont enroulés avec deux fils simultanément, comme le montre la Fig. 4.19 (répartir uniformément les tours sur le circuit magnétique). Cet enroulement peut réduire considérablement les surtensions aux fronts lors de la fermeture des interrupteurs de terrain. Les transistors sont installés sur un dissipateur thermique constitué d'un profilé en duralumin (Fig. 4.20).
Les dissipateurs thermiques sont fixés sur les bords du circuit imprimé. Un circuit imprimé simple face en fibre de verre d'une épaisseur de 1,5...2 mm a des dimensions de 110x90 mm (voir Fig. 4.21 et 4.22).
Ce circuit peut être utilisé pour alimenter une charge qui consomme constamment jusqu'à 100 W. Pour plus de puissance, il est nécessaire de réduire le temps de commutation des interrupteurs de terrain. Cela peut être fait par des microcircuits spécialement conçus dotés d'un étage de sortie complémentaire conçu pour contrôler de puissants transistors à effet de champ, par exemple K1156EU2, UC3825. Dans le circuit ci-dessus, les transistors de type N à induction statique KP60A (BCIT-Bipolar Static Induction Transistor) peuvent également être utilisés comme interrupteurs de puissance pour une puissance allant jusqu'à 958 W. Ils sont spécialement conçus pour fonctionner dans des alimentations haute fréquence. La physique de fonctionnement d'un tel transistor est proche du fonctionnement d'un transistor bipolaire classique, mais en raison de ses caractéristiques de conception, il présente un certain nombre d'avantages : 1) source-drain à faible chute de tension à l'état ouvert ;
Dans ce cas, il est préférable de sélectionner des transistors avec les mêmes paramètres et de réduire les résistances R9 et R10 à 100...150 Ohms. Auteur : Shelestov I.P.
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