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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Alimentation réglable avec commutation de tension automatique à l'entrée du stabilisateur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations Les régulateurs de tension continue linéaires, contrairement aux régulateurs à impulsions, ont généralement un faible niveau d'ondulation de tension de sortie et n'interfèrent pas avec la réception radio, mais avec une grande différence entre les tensions d'entrée et de sortie, ils ont un faible rendement. Vous pouvez augmenter l'efficacité moyenne d'un régulateur linéaire réglable en commutant sa tension d'entrée en fonction de la tension de sortie définie.
En figue. La figure 1 montre un schéma d'une alimentation compacte construite sur ce principe avec un stabilisateur de tension de sortie linéaire, réglable sur une large plage. L'appareil est équipé d'un voltmètre numérique à trois chiffres et produit une tension de sortie stabilisée de 3,3...18 V pour un courant de charge allant jusqu'à 1,2 A. Dans [1], une conception a été décrite dans laquelle il était également possible de commutez la tension à l'entrée du stabilisateur, mais uniquement manuellement. Dans la nouvelle unité, les enroulements du transformateur abaisseur T1 sont commutés automatiquement en fonction de la tension de sortie réglée. L'appareil est protégé contre les surintensités, comme dans [1], à l'aide de fusibles à rétablissement automatique. La tension secteur 220 V AC est fournie à l'enroulement primaire du transformateur abaisseur T1 via les contacts fermés de l'interrupteur secteur rétroéclairé SA1 et de la résistance de protection R2. La résistance R1 limite le courant traversant le rétroéclairage néon de l'interrupteur, réduisant ainsi sa luminosité et augmentant sa durée de vie. La varistance RU1 protège contre les surtensions dans le réseau. Le transformateur possède deux enroulements secondaires. La tension alternative de l'enroulement 5-6-7 du transformateur, qui possède une prise, est fournie au pont redresseur VD3 via les contacts de relais K1.1, l'interrupteur SA2 et le fusible à réarmement automatique FU1 ou FU2 (selon la position du changer). Les condensateurs C10 et C11 atténuent les ondulations de la tension redressée. La LED HL5 incluse dans la diagonale du pont redresseur VD8-VD1 signale le fonctionnement de l'un des fusibles auto-réparateurs ; la résistance R13 limite le courant de la LED. L'enroulement 3-4 est conçu pour obtenir l'augmentation de tension nécessaire pour contrôler efficacement le transistor à effet de champ VT6, qui sert d'élément de régulation dans le stabilisateur de tension. La tension de cet enroulement redresse la diode Schottky VD2 et lisse le filtre C4R8C9. Cette unité permet de se passer du multiplicateur de tension, qui a été utilisé dans un stabilisateur similaire décrit dans [2]. Dans le stabilisateur de tension de sortie réglable, le microcircuit stabilisateur de tension parallèle DA1 est utilisé comme unité de comparaison et amplificateur de signal d'erreur. Il est alimenté par un courant de 3 mA, stabilisé par les transistors VT3 et VT5. La valeur exacte de ce courant dépend de la résistance de la résistance R14. Alimenter le stabilisateur parallèle avec un courant stable vous permet de créer des conditions de fonctionnement confortables lorsque la tension à la cathode conventionnelle (broche 3) change de manière significative. Le condensateur C14 et la résistance R15 empêchent l'auto-excitation du stabilisateur. La tension de sortie du stabilisateur est régulée par la résistance variable R20. Plus sa résistance introduite est faible, plus la tension à la sortie du bloc - la source du transistor à effet de champ VT6 est faible. La diode Zener VD10 protège le transistor à effet de champ des dommages. Le microcircuit DA1 maintient toujours une tension à sa cathode telle que la tension entre son entrée de commande (broche 1) et l'anode conditionnelle (broche 2) soit égale à 2,5 V. La résistance R16 est de protection. Un voltmètre numérique PV1 est connecté à la sortie du stabilisateur. La diode VD11 le protège des tensions inverses, par exemple dans le cas de la connexion d'un gros condensateur chargé en polarité inversée à la sortie du stabilisateur. L'unité de commutation pour la tension d'entrée du stabilisateur est assemblée à l'aide des transistors VT1, VT2, VT4, du relais K1, des diodes Zener VD1 et VD4 et de la diode VD9. Alors que la tension de sortie du stabilisateur est inférieure à 7,4 V, la tension entre la base et l'émetteur du transistor VT1 est inférieure à 0,5 V, il est donc fermé. Avec lui, les transistors VT2 et VT4 sont fermés et l'enroulement du relais est mis hors tension. Le pont de diodes VD3 reçoit une tension d'environ 11 V depuis les bornes 6 et 7 du transformateur via les contacts du relais, ce qui réduit la puissance dissipée par le transistor VT6. Lorsque la tension à la sortie du stabilisateur augmente, le transistor VT1 s'ouvre, ainsi que VT2 et VT4. La bobine relais K1 reçoit une tension limitée par la diode Zener VD4. Le relais se déclenche et le pont VD3 reçoit une tension d'environ 20 V des bornes 5 et 7 du transformateur via ses contacts commutés. La résistance R7 crée une rétroaction positive nécessaire pour créer une zone d'hystérésis de l'état du relais à partir de la tension de sortie du stabilisateur. En conséquence, le relais ne libère l'armature que lorsque la tension de sortie chute à 7 V. La diode VD9 protège le transistor VT4 des émissions de champs électromagnétiques d'auto-induction sur l'enroulement du relais lorsque le courant qui y circule est interrompu. Les condensateurs C5 et C6 empêchent les fausses commutations du relais.
L'alimentation fabriquée a une conception compacte, toutes les pièces sont placées dans un boîtier fini de dimensions 129x114x47 mm en tôle de laiton de 1 mm d'épaisseur (Fig. 2). Le boîtier est également utilisé comme dissipateur thermique efficace. Des pieds en plastique d'environ 10 mm de haut y sont fixés, ce qui est nécessaire pour une meilleure circulation de l'air autour de lui, et donc pour un meilleur refroidissement. Le boîtier n'a pas de connexion électrique directe avec le fil commun de l'alimentation, mais y est connecté par le circuit R3C1R4 pour l'égalisation de potentiel. Le panneau avant de l'appareil est en feuille de polystyrène.
Étant donné que près de la moitié du volume du boîtier est occupé par le transformateur T1, la disposition des éléments restants de l'appareil à l'intérieur est assez dense. L'ensemble redresseur sur le pont de diodes VD3 est assemblé sur un circuit imprimé séparé illustré à la Fig. 3. Il contient également des condensateurs C2, C3, C7, C8, C10, une résistance R13, des diodes VD5-VD8 et des fusibles auto-réparateurs. Les nœuds restants sont situés sur la carte illustrée à la Fig. 4.
Le montage des planches est articulé des deux côtés. Tous les circuits traversés par un courant important sont réalisés avec un fil de montage d'une section de 0,75 mm2. Pour les circuits de faible puissance, un fil MGTF d'une section de 0,03 mm2 est utilisé. Le fil allant au moteur à résistance variable est blindé et les fils sous tension 220 V sont doublement isolés. Après vérification du fonctionnement de l'appareil, les circuits imprimés côté connexion sont recouverts de vernis XB-784 pour éviter les courts-circuits accidentels et augmenter la résistance mécanique de l'installation. La résistance R1 est une résistance discontinue ininflammable ; elle peut être remplacée par un fusible de 0,5 A. Les résistances permanentes restantes sont MLT, RPM, C1-4, C1-14, C2-23 et autres similaires. La résistance variable R20 est SP4-1, mais peut être remplacée par RP1-73a, SP3-9a, SP-04a. Lorsque vous utilisez une résistance variable dont la résistance diffère de celle indiquée sur le schéma (elle peut atteindre 2,2 kOhm), vous devrez modifier proportionnellement les valeurs des résistances R17 et R19. Gardez à l’esprit que les résistances variables de valeur inférieure sont généralement plus fiables. La varistance MYG20-471 (RU1) utilisée dans l'appareil peut être remplacée par MYG20-431, FNR-20K431, FNR-20K471, GNR20D431K. Un couvercle en fibre de verre est placé sur le boîtier de la varistance. Les condensateurs C5 et C6 sont en céramique pour montage en surface. Les condensateurs à oxyde sont des analogues importés du K50-68. Les condensateurs restants sont des condensateurs à film de petite taille. Les diodes 1N4148 peuvent être remplacées par l'une des diodes 1N914, 1SS244, KD510, KD521, KD522 et 1N4004 - de la série 1 N4001 - 1N4007, UF4001 - UF4007, KD209, KD243, KD247. Au lieu de la diode EGP20A, 1N5401 - 1N5408, FR301 - FR307, des diodes des séries KD226, KD257 conviennent, et à la place de la diode Schottky 1 N5819 - SB140, SB150. Le pont de diodes RBV-406H peut être remplacé par l'un des FBU4, KBU6, BR605, KVRS601-KVRS610, RS801-RS807, KBU8. Avant de fixer le bloc au corps en laiton, la surface du pont appuyée contre celui-ci doit être lubrifiée avec une pâte conductrice de chaleur. Les diodes Zener 1N4738A sont remplacées par BZV55C8V2, TZMC8V2. Au lieu de la diode Zener 1N4736A, les BZV55C6V8, TZMC6V8 conviennent. La LED HL1 peut être de n’importe quel type et couleur. La puce TL431CLP peut être remplacée par AZ431AZ, LM431ACZ. Le transistor IRLZ44N de cette conception peut être remplacé par IRL2505N, IRL3205, STP65NF06. Lors de l'assemblage de la structure, ses bornes sont reliées par un cavalier filaire. Grâce à un joint isolant, le transistor est monté sur une plaque d'aluminium mesurant 125x35x2 mm. Cette plaque est ensuite vissée au corps en laiton de l'appareil à l'aide de pâte thermoconductrice. Il convient de noter que le montage d'un transistor TO-220 sur un dissipateur thermique à travers un tampon isolant limite sa dissipation de puissance continue maximale autorisée à environ 30 W. Ceci doit être pris en compte lors de la création d’une alimentation de puissance supérieure. Il peut être augmenté en connectant plusieurs transistors à effet de champ en parallèle et en utilisant un transformateur plus puissant. Le transistor 2SD1616 peut être remplacé par des séries SS8550, 2SC2331 ou KT961 avec un coefficient de transfert de courant de base d'au moins 50. Au lieu des transistors 2SA733, les 2SA709, SS9012 conviennent aux transistors des séries KT6115, KT3107. Remplacement des transistors 2SC945 - SS9013, SS9014, 2SC1815, séries KT3102. L'alimentation électrique utilise un relais trouvé dans une machine à laver défectueuse. Il est conçu pour fonctionner avec une tension d'enroulement de 12 V, mais fonctionne à une tension nettement inférieure. La résistance d'enroulement mesurée est de 440 Ohms. Il peut être remplacé par n'importe quel relais ayant approximativement la même résistance d'enroulement et avec un groupe de contacts de commutation capable de commuter un courant d'au moins 3 A et fonctionnant à une tension ne dépassant pas 6 V. Pour une utilisation dans l'alimentation électrique, le transformateur toroïdal réseau du réverbérateur à bande Echo-1 a été converti. Tous les enroulements secondaires et l'écran inter-enroulement en ont été retirés. Quatre couches de ruban PVC sont ajoutées sur l'isolation en papier de l'enroulement primaire. L'enroulement 5-6-7 est enroulé avec un faisceau de six fils d'enroulement d'un diamètre de 0,39 mm chacun, torsadés à l'aide d'une perceuse électrique. Il faut préparer environ 25 m de corde. Le bobinage sur un circuit magnétique toroïdal s'effectue tour à tour à l'aide d'une navette artisanale. Dans la section 5-6, 123 tours doivent être enroulés et dans la section 6-7 - 150. Après avoir enroulé chaque couche, elle est recouverte d'une couche de ruban de papier, qui est ensuite imprégnée de vernis isolant. L'enroulement 3-4 contient 60 tours de fil d'enroulement d'un diamètre de 0,43 mm. Les deux enroulements secondaires sont posés avec une force maximale afin qu'ils s'adaptent parfaitement au noyau magnétique. Vous pouvez utiliser un autre transformateur d'une puissance globale d'au moins 30 VA dont l'enroulement secondaire, utilisé comme enroulement 5-6-7, est conçu pour un courant d'au moins 1,3 A.
Le dispositif numérique intégré V1D-T20 a été utilisé comme voltmètre PV1 (Fig. 5). Il a été acheté dans l'une des boutiques en ligne pour un montant (frais d'expédition compris) inférieur au prix d'un indicateur LED ordinaire à trois chiffres. Le voltmètre mesure la tension continue de 3,2 à 30 V avec une consommation de courant d'environ 20 mA. L'unité finie commence à fonctionner immédiatement. Si nécessaire, en sélectionnant les résistances R17 et R19, vous pouvez définir les limites supérieure et inférieure souhaitées pour ajuster la tension de sortie. littérature
Auteur : A. Butov
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