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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Convertisseur de puissance d'horloge 60Hz
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Convertisseurs de tension, redresseurs, onduleurs Certains appareils électroménagers importés nécessitent une tension d'alimentation de 60 Hz. Dans les horloges par exemple, cette fréquence sert de référence pour l’oscillateur maître. Pour assurer leur fonctionnement normal, l'auteur de l'article propose d'utiliser un simple convertisseur pour obtenir la tension d'alimentation de la fréquence souhaitée. Un problème s'est posé : une belle horloge électronique de bureau avec un réveil et un récepteur radio apportée par des amis d'Amérique nécessite une alimentation 110 V 60 Hz. Lorsqu'elle est connectée au réseau via un adaptateur de fabrication inconnue, déjà acheté en Russie, mais avec l'inscription - "Entrée : 220 V 50 Hz. sortie : 110 V 60 Hz", l'horloge fonctionne, mais est en retard de 10 minutes par heure. La radio fonctionne correctement. Ce qu'il faut faire? L'"ouverture" a montré que l'horloge utilise le secteur comme source du signal de fréquence de référence, et qu'il n'y a rien dans l'adaptateur à part un transformateur et un interrupteur. En parfaite adéquation avec la fréquence du réseau, l'horloge « compte » non pas 60 par heure, mais seulement 50 minutes. Pour résoudre le problème, les solutions suivantes ont été identifiées : intégrer un générateur de 60 Hz dans l'horloge ou réaliser un convertisseur non seulement pour la tension, mais également pour la fréquence industrielle. Compte tenu de l'absence de circuit d'horloge et de la réticence à gâcher les affaires de quelqu'un d'autre, j'ai dû choisir la deuxième voie, d'autant plus que même avec l'indication de l'heure la plus lumineuse et le volume maximal du récepteur, pas plus de 1.5 W n'était nécessaire. Le schéma du dispositif développé est illustré sur la figure.
La conversion s'effectue en deux étapes : d'abord, la tension secteur de 220 V est redressée par un pont de diodes VD1-VD4, puis une fréquence alternative de 60 Hz est formée à partir de la tension continue obtenue. L'oscillateur maître est assemblé sur la puce "horloge" K176IE5 (DDI), contenant l'oscillateur lui-même et des diviseurs de fréquence binaires. Dans une inclusion standard avec un résonateur à quartz à 32768 Hz, des impulsions d'une fréquence de 5 Hz sont reçues sur la broche 1 de ce microcircuit. Pour l'augmenter à 60 Hz, vous devez augmenter la fréquence du résonateur à quartz du même montant : 32768 * 60 = 1966080 Hz. Vous pouvez également utiliser des résonateurs à des fréquences de 983040 30720 ou 4 1 Hz. si le signal de sortie provient respectivement des broches XNUMX ou XNUMX du microcircuit. Ils alimentent la puce DDI via le stabilisateur paramétrique le plus simple composé d'une diode Zener VD5 et d'une résistance R5. Le signal rectangulaire reçu avec une fréquence de 60 Hz contrôle la clé électronique sur les transistors VT1. VT2, inclus dans un circuit push-pull séquentiel. Dans le premier demi-cycle, lorsque le niveau de tension à la sortie DDI est élevé, le courant connecté à la prise XS1 de la charge circule du point de connexion des condensateurs C2 et C3 à la borne négative du condensateur C2 à travers la résistance R9. diode VU6 et transistor ouvert VT2. Le transistor VT1 est fermé à ce moment, puisqu'une tension de fermeture d'environ 0,6 V est appliquée à sa jonction émetteur, qui tombe sur la diode VD6. Le condensateur C3 est chargé et C2 est déchargé. Dans le deuxième alternance, le niveau de tension à la sortie DD1 est bas et le transistor VT2 est fermé. Mais le transistor VT1 est ouvert, puisque le courant circule dans son circuit de base. créé par la tension appliquée à la résistance R7 aux bornes du condensateur C6. De la borne positive du condensateur C3 à travers le transistor ouvert VT1, le courant traverse la charge dans le sens opposé, chargeant le condensateur C2 et déchargeant C3. S'il n'y avait pas de « surélévation de tension » (condensateur C6), pour ouvrir complètement le transistor VT1, il faudrait réduire plusieurs fois la résistance des résistances R6 et R7. Et le transistor VT2. lorsqu'il est ouvert, il serait en outre chargé du courant circulant à travers ces résistances. En régime permanent, les tensions sur les condensateurs C2 et C3 sont égales entre elles, et à la sortie du convertisseur - une tension alternative d'une fréquence de 60 Hz de forme rectangulaire avec une amplitude de 150 V (à moitié redressée) . Il semblerait que ce soit le cas. problème résolu Mais bien que l'amplitude d'une sinusoïde avec une valeur efficace de 150 V soit proche de 9 V, une tension rectangulaire d'une telle amplitude s'est avérée trop élevée pour alimenter une horloge particulière. J'ai dû prendre des mesures pour le réduire quelque peu et le lisser. La résistance R5 et le condensateur C60 sont conçus à cet effet. dont la capacité est choisie de manière à former un circuit oscillatoire accordé sur une fréquence de XNUMX Hz avec l'enroulement primaire du transformateur de puissance présent dans l'horloge. En conséquence, les fronts raides de la tension de sortie sont lissés et le courant consommé par l'horloge est légèrement réduit. Le dernier point mérite d'être expliqué plus en détail, on sait que tout transformateur consomme un certain courant réactif (inductif). allant à la magnétisation de son circuit magnétique. En connectant un condensateur en parallèle avec l'enroulement primaire, on crée un autre courant réactif dans les fils d'alimentation. mais capacitif, inductif antiphase. Les courants réactifs sont compensés et l'appareil consomme uniquement du courant actif. dépendant de la charge. Ceci est obtenu lorsque les réactances du condensateur et de l'enroulement primaire sont égales - résonance. Bien entendu, le courant réactif magnétisant du transformateur ne disparaît nulle part, il circule simplement désormais dans le circuit, mais dans les fils d'alimentation. Lorsque le transformateur est connecté directement au réseau, ces "petites choses" n'ont peut-être pas d'importance, mais lorsque le courant est fourni par des transistors "sous tension", en aucun cas de puissance élevée, il est très utile de le réduire. En pratique, le condensateur C5 a été sélectionné en fonction du courant minimum indiqué par l'avomètre. inclus en série dans la rupture d'un des fils du réseau. Sans condensateur, le courant était d'environ 25. Et avec un condensateur d'une capacité de 0.25 uF - moins de 15 mA. À propos des détails du convertisseur. Condensateur ajustable C1 en céramique KPK-M. Il sert à régler l'horloge. Condensateur C4 - toute céramique de petite taille. Il est installé directement à proximité du microcircuit. Les condensateurs C5 et C6 peuvent être de tout type pour une tension d'au moins 160 V. Capacité des condensateurs oxyde du filtre C2. C3 peut être supérieur à ce qui est spécifié. Toutes les résistances MLT d'une puissance nominale d'au moins celle indiquée sur le schéma. Convient à toutes les diodes de redressement avec un courant redressé maximum d'au moins 50 ... 100 mA et une tension inverse d'au moins 300 V. D'autres transistors peuvent également être sélectionnés, mais le courant et la tension de collecteur admissibles ne doivent pas être inférieurs à ceux de KT604A. Un croquis du circuit imprimé n'est pas donné, car ses dimensions et la disposition des pièces dépendent en grande partie de leurs types et de la conception du boîtier. L'auteur a assemblé le convertisseur dans le boîtier du chargeur ZU-D-0.1 avec un fichier réseau (il a été utilisé comme XP1). Sur l'une des parois d'extrémité du boîtier, il est nécessaire d'installer une prise XS1 pour une fiche secteur importée à contacts plats. Après un petit raffinement, une prise pour un réseau de diffusion radio convient. Plusieurs trous de ventilation doivent être prévus dans le boîtier, et il est préférable de placer de petits dissipateurs de chaleur sur les transistors sous la forme d'"étoiles" élastiques en tôle de laiton - après tout, pendant le fonctionnement XNUMX heures sur XNUMX, les transistors, bien que pas grand chose, mais chauffez. La mise en place du convertisseur se résume à la sélection de la capacité du condensateur C5 décrit ci-dessus et au réglage de la valeur exacte de la fréquence de l'oscillateur maître avec le condensateur d'accord C1. S'il existe un fréquencemètre numérique, cela peut être fait assez rapidement en le connectant. à la broche 12 de la puce K176IE5, sinon vous devrez surveiller l'horloge. Compte tenu de la connexion galvanique du convertisseur avec le réseau d'alimentation et de la tension de 300 V présente dans ses circuits, des mesures de sécurité électrique doivent être respectées lors de l'installation. Auteur : V. Polyakov, Moscou
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