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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Unité de contrôle de transformateur de laboratoire. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations Un radioamateur a souvent besoin d'une tension alternative régulée. Habituellement, il est obtenu à l'aide d'un autotransformateur réglable en laboratoire (LATR). Malheureusement, la sortie LATR a une connexion galvanique avec le réseau et son électrode mobile (curseur) brûle souvent. En plus d'endommager le curseur lui-même, cela entraîne également une défaillance de l'enroulement. Et le prix d'un bon LATR est très élevé, et peu de gens peuvent le faire par eux-mêmes. Il existe un moyen connu de longue date de réguler la tension à la charge, en utilisant non pas un autotransformateur, mais un transformateur conventionnel avec plusieurs enroulements secondaires commutés par des interrupteurs. Un tel transformateur est décrit par exemple dans l'article de A. Terskov "Par incréments d'un volt" ("Radio", 1993, n°9, pp. 24, 25). Sa sortie est isolée galvaniquement du secteur et la tension de sortie peut être ajustée par pas de 1 V de 0 à 255 V. Malheureusement, le besoin constant de calculs pour la commutation correcte des enroulements secondaires d'un tel transformateur à la tension souhaitée rend son utilisation difficile. Il n'est pas nécessaire de parler d'une augmentation ou d'une diminution monotone de la tension par petites étapes. Mais le principal inconvénient d'une telle solution est que le fait de régler un seul interrupteur sur la mauvaise position peut désactiver la charge, en particulier celles à basse tension. Afin d'éviter de tels problèmes, ainsi que de simplifier l'utilisation du transformateur, un dispositif a été développé, présenté ci-dessous. Le but était d'utiliser des pièces susceptibles de se trouver dans les stocks d'un radioamateur. Le bloc peut être simplifié, mais cela sera discuté plus tard. Le schéma d'un transformateur de laboratoire (sans unité de contrôle) est illustré à la fig. 1. Il diffère du schéma de l'article susmentionné de A. Terskov uniquement en ce que les interrupteurs manuels sont remplacés par des relais électromagnétiques. Leurs groupes de contacts K1.1-K8.1 sont connectés de sorte que lorsque les enroulements de tous les relais sont désactivés, il n'y a pas de tension de sortie. Ceci est fait pour que lors des transitoires qui se produisent lorsque le transformateur est connecté au réseau, la tension n'apparaisse pas à la sortie. La tension maximale (255 V) à la sortie ne sera atteinte que si tous les relais se sont déclenchés.
Contrairement à l'original, le transformateur T1 a un enroulement supplémentaire X avec un pont redresseur à diodes VD1 pour alimenter les enroulements de relais et un régulateur de tension intégré DA1 pour alimenter les microcircuits de l'unité de commande. L'unité de commande, dont le schéma est illustré à la fig. 2, attribue à chacune des valeurs possibles de la tension de sortie (de 0 à 255 V par pas de 1 V) un code binaire à huit bits (selon le nombre de relais commutant les enroulements). Un un dans n'importe quel chiffre de ce code signifie que le relais correspondant doit fonctionner, un zéro signifie qu'il doit libérer l'armature.
Lorsque la tension sur l'enroulement primaire du transformateur est de 230 V, la tension de sortie en volts est égale au nombre défini en appuyant sur les boutons SB1 et SB2 sur les indicateurs HG1-HG3. La nécessité pendant le fonctionnement de penser à la commutation correcte des enroulements secondaires est éliminée, ce qui augmente la commodité et l'efficacité du réglage de la tension de sortie souhaitée. Cependant, il convient de noter que l'unité de contrôle ne mesure pas la tension de sortie, mais affiche uniquement sa valeur "théorique" sur l'indicateur. Pour cette raison, si la tension du réseau diffère de la tension nominale et sous l'influence de la charge, la tension de sortie réelle peut différer de la valeur indiquée par les indicateurs. Classiquement, l'unité de commande peut être divisée en plusieurs unités fonctionnelles. Il s'agit d'un compteur réversible sur microcircuits DD2-DD4 avec une logique le contrôlant sur un microcircuit DD1, un convertisseur de code sur un microcircuit DS1 RPZU, une unité d'indication sur des microcircuits DD5-DD7. Un générateur d'impulsions avec une fréquence d'environ 1.1 Hz est construit sur l'élément logique DD2. L'élément DD1.4 inverse le signal du générateur. L'inversion est nécessaire pour que les compteurs DD2-DD4 changent d'état lorsque les boutons SB1 et SB2 sont relâchés, et non lorsqu'ils sont relâchés. Réglez la tension avec les boutons SB1 (bas) et SB2 (haut). Les circuits R1C3 et R3C4 suppriment le rebond des contacts des boutons. Tant qu'aucun des boutons n'est enfoncé, l'entrée de commande du générateur (broche 1 DD1) est réglée sur un niveau logique bas. Lorsque le bouton SB1 est enfoncé, une tension de haut niveau est fournie à cette entrée via la résistance R9 et la diode de découplage VD4. Au bout d'un moment, le générateur démarre. Si le bouton est enfoncé brièvement, le générateur ne fonctionnera pas, mais une seule impulsion apparaîtra à sa sortie en réponse à chaque pression. A chaque impulsion, le compteur est décrémenté de un. Afin d'éviter une transition brutale vers l'état 999 lorsque les compteurs atteignent l'état zéro, lorsque le générateur atteint zéro, le générateur est bloqué par le niveau logique bas du signal de débordement de la broche 6 du compteur DD7 à travers la diode VD4. De plus, le générateur ne peut être démarré qu'à l'aide du bouton SB2. Le fonctionnement de ce bouton est similaire, mais, en plus de démarrer le générateur, il envoie un niveau haut sur les entrées de commande du sens de comptage (broches 10) des compteurs DD2-DD4. En atteignant la valeur maximale de 255, le niveau de tension à la sortie de l'élément DD1.3 devient bas et, à travers la diode VD3, bloque le fonctionnement du générateur. Étant donné que l'appareil ne doit pas répondre à l'appui simultané sur les deux boutons, une unité de blocage y a été introduite (résistances R2, R6, R7). La tension de la résistance R2 est appliquée à l'entrée de validation de comptage (broche 5) du compteur DD2. Si les deux boutons sont enfoncés, ce niveau de tension augmente, ce qui désactive le comptage des impulsions. Le circuit R11C12 est utilisé pour réinitialiser les compteurs DD2-DD4 lorsque la tension d'alimentation est appliquée. Vous pouvez les réinitialiser à tout moment en appuyant sur le bouton SB3. Étant donné que les sorties de 9 compteurs sont connectées à un fil commun, les compteurs fonctionnent en mode décimal, générant un nombre décimal à trois chiffres en code binaire-décimal aux sorties - la valeur de consigne de la tension de sortie. Ce numéro est fourni aux entrées d'adresse de la PROM DS1. Chaque valeur de la tension de sortie qu'il contient correspond à une cellule mémoire dans laquelle est enregistré l'équivalent binaire d'un nombre décimal binaire. Par exemple, l'adresse 10 0011 0000 (représentation décimale binaire de 230) est 11100110 (décimal binaire 230). Le code des sorties du RPZU DS1 est appliqué aux clés électroniques montées sur les transistors VT1 -VT8 et les relais de commande K1-K8. Sur la fig. 2 montre un schéma d'une seule touche, les autres sont identiques. Les clés des transistors discrets peuvent être remplacées par une puce KR1109KT63 (ULN2803A) contenant huit de ces clés. Le nombre des sorties des compteurs est également transmis à l'unité d'affichage, composée de convertisseurs du code binaire-décimal en "sept éléments" DD5-DD7 et des indicateurs LED HG1-HG3. L'indicateur HG3 affiche les unités, HG2 - dizaines et HG1 - centaines de volts. Sur le transistor VT9, un nœud pour effacer un zéro insignifiant dans le chiffre de poids fort de l'indicateur est créé. Le collecteur de ce transistor est relié à l'entrée de la suppression de l'indication du convertisseur de code DD7. Si le compteur DD4 contient le nombre 1 ou 2, alors une tension de niveau haut est fournie au circuit de base du transistor VT9 via la diode VD18 ou VD19, le transistor est ouvert, l'indicateur HG1 est allumé. De même, sur le transistor VT10, une unité de suppression de zéro insignifiante est construite sur l'indicateur HG2. Si le nombre dans le compteur DD3 est différent de zéro, une tension de niveau haut est fournie à la base du transistor VT10 via les diodes VD20-VD23. Un niveau logique bas sur le collecteur VT10 permet le fonctionnement du convertisseur de code DD6 et de l'indicateur HG2. Si le compteur DD3 est nul, mais que le transistor VT9 est ouvert (dans le compteur DD4 1 ou 2), alors la tension de bas niveau est fournie à l'entrée de suppression du convertisseur de code DD6 via la diode VD24 depuis le collecteur du transistor VT9. Les diodes VD18-VD23 pourraient être abandonnées en appliquant les signaux des sorties de débordement des compteurs correspondants aux circuits de base des transistors VT9 et VT10, mais dans ce cas, les zéros insignifiants éteints clignoteront lorsque le bouton SB2 sera enfoncé. Si vous le souhaitez, vous pouvez exclure l'unité d'indication et connecter à la sortie du transformateur un voltmètre CA avec une limite de mesure de 300 V. Dans ce cas, vous pouvez également retirer la puce RPZU et le compteur DD4 et commuter les deux autres. travailler en mode binaire. Les signaux aux commutateurs à transistors qui contrôlent les relais, dans ce cas, doivent provenir des sorties des compteurs. La précision du réglage de la tension de sortie avec cette simplification dépendra de l'erreur du voltmètre. La carte de circuit imprimé de l'unité de commande n'a pas été développée, cependant, certains des nœuds peuvent être placés sur les cartes de circuit imprimé illustrées à la Fig. 3 et fig. 4. Ils étaient autrefois conçus pour d'autres appareils, mais ils conviennent également à celui présenté dans l'article. Les éléments restants peuvent être montés sur une planche à pain en connectant leurs fils avec un fil de montage. Les condensateurs de blocage C5-C10 sont installés directement sur les broches d'alimentation des microcircuits. Veuillez noter que dans la fig. 3, les numéros de points de connexion de la carte d'indication aux sorties des compteurs sont mis en évidence en couleur. Ces numéros correspondent aux numéros de fil du faisceau correspondant dans le schéma de la fig. 2.
L'appareil utilise des résistances MLT, tous les condensateurs sont importés. Au lieu des transistors KT315G, vous pouvez utiliser n'importe quel transistor de la même série. De plus, les transistors KT315G (VT1-VT8) peuvent être remplacés par 2SC945, et le reste par n'importe quel transistor npn de faible puissance. Les diodes KD522A peuvent être remplacées par KD521, KD510 avec n'importe quel index alphabétique ou 1N4148. Remplacement des diodes KD243V - diodes répandues 1N4007. La possibilité de remplacer les micropuces des séries K176 et K561 par leurs homologues importés n'a pas été testée. Le microcircuit KR573RF5 doit être programmé avant l'installation dans l'appareil. Il est permis de le remplacer par une série importée 2716 ou 27C16. Les boutons et les interrupteurs peuvent être n'importe quoi. Les relais utilisés sont importés RAS-1215, ils peuvent être remplacés par d'autres avec une tension de fonctionnement d'enroulement de 12 V et avec des contacts de commutation capables de commuter le courant de charge requis. La résistance d'enroulement des relais appliqués est de 400 Ohm. Le transformateur T1 peut être enroulé selon les recommandations de A. Terskov, mais avec un enroulement supplémentaire X pour une tension de 10 V, enroulé avec un fil d'un diamètre d'au moins 0,4 mm. Mais au lieu d'un circuit magnétique PL 25x50x100, il est préférable d'utiliser un circuit magnétique à section fermée ShL - il est beaucoup plus facile d'enrouler les enroulements non pas sur deux, mais sur un cadre. L'implantation du dispositif consiste à sélectionner, si nécessaire, la fréquence du générateur sur l'élément DD1.1. Avec les valeurs des éléments indiqués sur le schéma, il est d'environ 2 Hz. Cette fréquence ne doit pas être trop élevée, car les contacts du relais produiront de fortes étincelles et brûleront. Il est également conseillé de vérifier la bonne programmation de la ROM. Lors du réglage sur les indicateurs HG1-HG3, la valeur de la tension de sortie aux sorties du RPZU DS1 doit apparaître un code binaire de ce nombre. Si nécessaire, vous pouvez accélérer le réglage de la tension en introduisant un interrupteur supplémentaire SA1 et un bouton SB4 selon le schéma illustré à la fig. 5. Avec la position de l'interrupteur SA1 indiquée dessus, l'appareil fonctionne comme d'habitude. Lorsque le mode de réglage rapide est activé, tous les relais seront désactivés, ce qui rendra la tension à la sortie du transformateur nulle. À l'aide du bouton SB4, une résistance R5 est connectée en parallèle avec la résistance R35, augmentant ainsi la fréquence du générateur d'environ cinq fois. Vous pouvez maintenant définir rapidement la valeur souhaitée sur l'indicateur, puis, en revenant en mode normal, obtenir la tension requise à la sortie.
Le fonctionnement d'un transformateur avec l'unité de commande décrite s'accompagne d'un phénomène aussi désagréable que la brûlure des contacts du relais (qui, cependant, affecte à la fois le curseur LATR et les interrupteurs). Si la charge du transformateur contient un composant inductif (par exemple, un moteur ou un autre transformateur), il peut être nécessaire de contourner les contacts de relais avec des circuits RC de protection (non représentés sur le schéma de la Fig. 1). Alternativement, vous pouvez régler la tension sans charge et connecter la charge après, les contacts ne brûleront pas. En conclusion, je note que l'utilisation de l'unité de contrôle décrite n'est pas limitée à un transformateur de laboratoire, elle peut être utilisée, par exemple, dans une alimentation. Dans ce cas, seuls l'enroulement primaire, les enroulements secondaires II-VII et X et cinq relais (K1 - K5) doivent rester sur le transformateur. Il sera possible de régler la tension de 1 à 31 V par pas de 1 V, ce qui est largement suffisant pour la plupart des alimentations de laboratoire. Les fichiers de programmation DS1 EPROM dans plusieurs formats avec le même contenu peuvent être téléchargés de ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/09/trans.zip. Auteur : E. Gerasimov
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