Convertisseur de tension réversible. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Le dispositif proposé est destiné à l'alimentation de secours d'appareils électroniques volatils avec une faible consommation de courant à partir d'une source de secours en cas de panne de courant (par exemple, un générateur et un compteur d'impulsions d'une horloge électronique installés dans une voiture).

Le convertisseur (voir Fig. 4.1) contient une batterie de secours GB1, un oscillateur maître basé sur les éléments DD1.1...DD1.3, un compteur à deux chiffres sur les bascules D DD2.1, DD2.2, un double multiplexeur à quatre canaux DD3 et un dispositif de stockage capacitif.diviseur - condensateurs C2...C5.

(cliquez pour agrandir)

S'il y a une tension dans le réseau de bord, l'appareil fonctionne en mode division de tension et recharge de la batterie GB1. Le mode tampon est assuré par un multiplexeur bidirectionnel DD3, qui connecte alternativement la batterie en parallèle avec l'un des condensateurs C2...C5 du diviseur de tension capacitif. De ce fait, la batterie est chargée à une tension égale au quart de la tension de bord.

En cas de panne de tension secteur, le convertisseur passe automatiquement en mode multiplication de tension de batterie de secours. Dans ce mode, les condensateurs C2....C5 via le multiplexeur DD3 sont chargés séquentiellement à partir de la batterie GB1, et comme ils sont connectés en série, une tension égale au quadruple de la tension de la batterie est créée à la sortie de l'appareil, qui alimente non seulement l'appareil électronique à entretenir, mais aussi les microcircuits du convertisseur lui-même.

Les signaux de commande du multiplexeur proviennent des sorties du compteur (DD2.1, DD2.2), qui est connecté via l'élément tampon DD1.3 à la sortie du générateur d'impulsions avec une fréquence de répétition d'environ 5 kHz. Étant donné qu'en mode multiplication de tension, les composants du convertisseur sont alimentés par sa tension de sortie, pour le démarrage initial, il est nécessaire d'appliquer brièvement la tension de bord au circuit d'alimentation. Après auto-excitation du générateur, le convertisseur fonctionne sur batterie GB1. Si l'appareil est destiné à être utilisé comme source d'alimentation de secours pour une horloge électronique, un générateur basé sur les éléments DD1.1, DD1.2 peut ne pas être nécessaire : il peut être complètement remplacé par un oscillateur d'horloge mère. Cela réduira le courant consommé par le convertisseur au niveau de 10...20 μA.

Comme le test l'a montré, lors de l'utilisation de la batterie GB1 à partir de trois batteries D-0,25 connectées en série, la tension de sortie du convertisseur à une charge avec une résistance de 68 kOhm (courant de charge - 150 μA) est de 10,1 V, et en mode veille - 10,8 V. Lors de l'installation de l'appareil dans une voiture pour l'alimentation de secours de l'horloge sur les microcircuits de la série K561, il est permis de le connecter au réseau 12 V de bord via une diode d'isolement, qui empêche la surcharge du convertisseur. Le convertisseur ne nécessite aucun réglage, mais il faut garder à l'esprit que la tension de la batterie de secours ne doit pas dépasser 4 V. Sinon, l'amplitude de la tension de sortie (multipliée) dépassera la tension maximale admissible des signaux d'entrée pour les microcircuits de la série K561, ce qui conduira à leur échec. L'absence de diodes de découplage et de commutateurs à transistors dans le convertisseur garantit un rendement atteignant 80...90 %.

La simplicité, la réversibilité des fonctions et la possibilité de mettre en œuvre un mode tampon pour une source de secours à faible EMF permettent d'utiliser le convertisseur de tension décrit comme alimentation de secours pour divers appareils dotés de mémoire. Afin d'éliminer la possibilité de surcharge de la batterie GB1, il est conseillé de stabiliser la tension d'alimentation de l'appareil, en la choisissant de manière à ce que la tension aux broches 3 et 13 du multiplexeur ne dépasse pas la tension de la batterie GB1.

Dans le cas où l'allumage d'une source de secours est un événement rare et de courte durée, pour éviter une surcharge de la batterie, il suffit de connecter une résistance de limitation de courant shuntée avec une diode en série avec celle-ci. La résistance est sélectionnée dans la condition de fournir un courant de charge égal au courant d'autodécharge. En mode multiplication de tension, la batterie est connectée au multiplexeur via une diode ouverte.

Auteur : Semyan A.P.

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