Convertisseur de tension puissant de petite taille

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Certains appareils électroniques nécessitent pour leur alimentation une tension continue supérieure à 12 V. Par conséquent, lors du fonctionnement de tels équipements, par exemple, dans une voiture ou à partir d'une batterie de voiture, un convertisseur de tension approprié est nécessaire. Basé sur des microcircuits modernes et des transistors à effet de champ, il est possible d'assembler un convertisseur de tension économique, dont les dimensions seront déterminées principalement par le transformateur. Nous offrons aux lecteurs l'une des options pour un tel convertisseur.

Le circuit du convertisseur de tension continue vers une tension continue plus grande est illustré à la fig. 1. Il est assemblé sur une puce KR1211EU1 [1] et des transistors à effet de champ IRLR2905 [2]. Ces transistors ont une très faible résistance à l'état passant (environ 0,027 ohm), fournissent un flux de courant élevé (au moins 26 A) et sont commandés par des signaux à niveaux logiques de microcircuits numériques. Dans la plupart des cas, ils peuvent être utilisés sans dissipateurs thermiques, réduisant ainsi les dimensions du convertisseur.

(cliquez pour agrandir)

La puce DA2 génère des signaux d'impulsion de commande pour les transistors à effet de champ, leur fréquence est déterminée par les paramètres du circuit de réglage de fréquence R3C12. Les impulsions de commande sont formées de manière à ce qu'il y ait une pause entre elles. En conséquence, le flux de courant traversant à travers les transistors est exclu et l'efficacité du convertisseur est augmentée. Les transistors commutent l'enroulement primaire du transformateur élévateur T1. La tension de l'enroulement secondaire redresse le pont de diodes VD1-VD4 et lisse le filtre C13C14L2C15. Ici, l'inductance assure principalement la suppression des harmoniques haute fréquence dans la tension de sortie.

La tension d'alimentation de la puce de commande DA2 est pré-lissée par le filtre L1C9 et stabilisée par le régulateur de tension intégré DA1. Le circuit R2C11 garantit que le microcircuit démarre à la mise sous tension. Sur le relais K1, un dispositif de protection contre les surcharges du convertisseur est monté. Lorsque la consommation de courant dépasse le niveau défini, les contacts du relais K1.1 se ferment, un niveau logique haut ira à l'entrée FC du microcircuit DA2 et un niveau logique bas sera défini à ses sorties - les transistors se fermeront et le convertisseur cessera de fonctionner. Pour le redémarrer, éteignez-le et rallumez-le.

Si nécessaire, vous pouvez entrer l'indication LED du fonctionnement du convertisseur. Pour ce faire, les circuits de la LED et de la résistance de limitation de courant sont connectés en parallèle avec les condensateurs C1 (contrôle de la tension d'entrée) et C15 (contrôle de la tension de sortie).

Dans l'appareil, il est permis de remplacer la puce 78L05 (DA1) par KR1157EN502A, 78M05, KR142EN5A, il est conseillé d'utiliser des condensateurs à oxyde pour le montage en surface ou le tantale de la série K52, K53, cependant, dans ce cas, les dimensions de la carte peut devoir être augmenté, condensateurs non polaires - K10-17V ou K10 -17a avec des broches de longueur minimale. Résistances - MLT, S2-33, inductance L1 - DM-0,1 avec une inductance de 50 ... 100 μH. L'inductance L2 est enroulée sur un circuit magnétique annulaire K20x12x6 en ferrite 2000NM, son enroulement contient 5 tours de fil MGTF 0,75 et l'inductance est d'environ 50 μH.

Toutes les LED peuvent être utilisées, et la résistance et la puissance des résistances de limitation de courant sont choisies en fonction du courant qui les traverse. Commutez SA1 - P2T. Le relais de courant K1 est fabriqué soi-même, l'enroulement est constitué d'un fil de cuivre isolé d'un diamètre de 2 mm, enroulé sur un mandrin d'un diamètre de 3 ... 4 mm, à l'intérieur duquel un interrupteur à lames KEM2 est inséré (tels que utilisé, par exemple, dans le relais RES44). Le nombre approximatif de tours pour un courant de 7 A est de 4 et pour 10 A, il est de 3. La sensibilité du relais peut être ajustée en douceur en modifiant la position de l'interrupteur à lames dans la bobine ; après le réglage final, le reed l'interrupteur est fixé avec de la colle.

Le transformateur T1 est réalisé sur deux noyaux magnétiques annulaires collés K45x28x12 en ferrite 2000NM-17, les arêtes vives des anneaux doivent être arrondies. Les deux enroulements sont enroulés avec du fil MGTF 0,75. Le primaire contient 5 spires de huit conducteurs repliés ensemble, il est divisé en deux parties et le début de l'un est relié à la fin du second. L'enroulement secondaire pour une tension de sortie de 32 V contient 15 tours en deux fils. Pour les autres valeurs de la tension de sortie, le nombre de tours de l'enroulement secondaire doit être modifié proportionnellement.

La plupart des pièces sont placées sur une carte de circuit imprimé en fibre de verre double face, dont le dessin est illustré à la Fig. 2. Les zones de la feuille qui doivent être retirées sont surlignées en noir. Tous les éléments sont montés du côté des conducteurs imprimés. Le deuxième côté est laissé métallisé et connecté au fil commun du premier côté. Pour ce faire, des morceaux de fil étamé sont insérés dans les trous traversants indiqués sur le dessin et soudés des deux côtés de la carte. Les bornes primaires du transformateur doivent être soudées plus près de la borne de drain du transistor, car elles fourniront une dissipation thermique supplémentaire.

La mise en place commence par le réglage de la fréquence du convertisseur, celui-ci peut être piloté sur l'une des sorties de la puce DA2 avec un oscilloscope ou un fréquencemètre. La fréquence recommandée pour les circuits magnétiques en ferrite utilisés est de 80 ... 100 kHz, elle est réglée en sélectionnant la capacité du condensateur C12 ou la résistance de la résistance R3 (il est souhaitable de modifier sa valeur vers le haut). Pour réduire les interférences, le convertisseur est placé dans un boîtier métallique.

Les tests de l'appareil ont montré qu'à un courant de charge de 3 A (puissance de sortie - environ 100 W), l'efficacité du convertisseur est d'environ 91 ... 92%. Les transistors à effet de champ chauffent légèrement, les diodes de redressement - sensiblement plus chaudes. Par conséquent, l'efficacité peut être encore augmentée si des diodes de redressement Schottky à grande vitesse sont utilisées à la place du KD213A. Si les transistors sont équipés de dissipateurs thermiques et que les dimensions du transformateur sont augmentées, la puissance du convertisseur peut être augmentée plusieurs fois.

littérature

1. Goreslavets A. Convertisseurs de tension sur la puce KR1211EU1. - Radio, 2001, n° 5,0.42,43.
2. Puissants transistors de commutation à effet de champ d'International Rectifier. - Radio, 2001, n° 5, p. 45.

Auteur : I. Nechaev, Koursk

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