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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Alimentation pour ordinateur portable automobile sans éléments de bobinage. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations Pour alimenter la plupart des ordinateurs portables, il faut une tension constante d'environ 19 V. Les circuits convertisseurs de puissance automobiles connus pour eux sont construits sur le principe d'un convertisseur élévateur d'impulsions utilisant un transformateur ou une self de stockage. Contrairement à eux, le dispositif proposé met en œuvre un onduleur push-pull avec un doubleur de tension diode-condensateur. La stabilisation de la tension de sortie est effectuée par la méthode de régulation de la largeur d'impulsion (SHI). Principales caractéristiques techniques
Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. 1. L'appareil est basé sur une puce spécialisée KR1114EU4 (DA1), qui est un contrôleur push-pull SHI. Ce microcircuit génère des impulsions rectangulaires de durée contrôlée. Les éléments C4 et R7 fixent la fréquence de l'oscillateur interne du microcircuit à environ 25 kHz, et le diviseur R3R4 fixe la pause minimale entre les impulsions d'environ 8 µs (environ 20 % de la période de répétition des impulsions). Cette pause empêche le passage du courant traversant les transistors lors de la commutation. La rétroaction stabilisatrice est réalisée à l'aide d'un diviseur de tension R1R2R6 et d'un amplificateur opérationnel interne de la puce DA1. Les entrées de cet ampli op (broches 1 et 2 de la puce DA1) reçoivent des signaux de rétroaction et de tension de référence, et la tension de commande est formée à la sortie de l'ampli op (broche 3 de la puce DA1). Le condensateur C1 lisse l'ondulation de tension provenant de la sortie du convertisseur. La correction de fréquence de l'amplificateur opérationnel est effectuée au moyen d'un circuit sur les éléments R5 et C3. Les sorties de la puce DA1 (broches 8-11) - les collecteurs et les émetteurs de ses transistors de sortie - contrôlent l'inverseur sur deux paires complémentaires de puissants transistors VT1-VT4 connectés en pont. Un doubleur de tension est connecté à la sortie de l'onduleur, contenant un redresseur Schottky VD1 - VD4 et des condensateurs C5-C7. Les résistances R9 et R12 limitent le courant de sortie de la puce DA1 à 0,17 ... 0,25 A et, par conséquent, le courant de base des transistors VT1-VT4 afin d'éviter leur surcharge. Le courant à travers les bases de ces transistors est choisi de manière à limiter le courant de leurs collecteurs au niveau de 5 ... 10 A. Le doubleur fonctionne comme ça. Supposons qu'un transistor interne soit ouvert entre les broches 8 et 9 du microcircuit. A ce moment, les transistors VT1 et VT4 sont ouverts, et VT2 et VT3 sont fermés. Dans ce cas, le condensateur C5 est chargé à travers la diode VD1, et C6 à VD4 charge le condensateur C7, qui alimente la charge. Ceci est suivi d'une pause, pendant laquelle les transistors de sortie internes du microcircuit et les transistors VT1 et VT4 sont fermés. Après une pause, le transistor interne s'ouvre entre les broches 10 et 11 du microcircuit et les transistors VT2 et VT3 s'ouvrent, tandis que VT1 et VT4 restent fermés. Dans ce cas, le condensateur C6 est chargé à travers la diode VD2, et le condensateur C5 à VD3 donne une charge au condensateur C7. Ensuite, une pause suit à nouveau, pendant laquelle tous les transistors VT1-VT4 sont fermés, après quoi le processus se répète. Le condensateur C2 supprime les interférences dans le circuit d'alimentation d'entrée et empêche également la pénétration du bruit impulsionnel généré par le convertisseur dans le réseau de bord du véhicule. Lorsque la tension d'entrée descend en dessous de la valeur minimale autorisée (elle est de 10...11 V et dépend du courant de charge), le convertisseur sort du mode de stabilisation de la tension, sa tension de sortie diminue.
L'apparence de la carte assemblée de l'appareil est illustrée à la fig. 2. La puce KR1114EU4 (DA1) peut être remplacée par des analogues MB3759R, TL494CN, KA7500V, IR9494. Au lieu des transistors KT8102B (VT1, VT3) et KT8101B (VT2, VT4), vous pouvez utiliser respectivement KT8102A et KT8101A. Les transistors VT1 et VT2 doivent être installés sur un dissipateur thermique, P "3 et VT4 - de l'autre. La surface de chaque dissipateur thermique est d'environ 200 cm2. Sur un transistor à paire complémentaire avec un coefficient de transfert de courant de base inférieur , il y a plus de chute de tension et de dissipation thermique, donc l'installation de transistors dans chaque pont de bras sur un dissipateur thermique commun permet d'égaliser leurs conditions thermiques sans avoir besoin d'isoler électriquement les transistors du dissipateur thermique. Les diodes Schottky 2D219A (VD1-VD4) peuvent être remplacées par d'autres des séries 2D219, 2D2998, KD2998. Ces diodes sont installées sans dissipateurs thermiques. Vous pouvez utiliser MBR1035, MBR1045, KD271-KD273 avec les indices "A" ou "AC", en installant chaque diode sur un dissipateur thermique séparé d'une surface de 10 ... 15 cm2 ou à travers des joints isolants sur un dissipateur thermique commun avec une surface de 60 cm2. Les diodes KD271 - KD273 avec d'autres indices conviennent, ainsi que les séries KD213, 2D231, 2D251, 2D252, 2D2992, 2D2993, KD2995-KD2997, mais la surface du dissipateur thermique par diode doit être augmentée à 25 cm2. Les condensateurs à oxyde C2, C5-C7 doivent être conçus pour un courant d'impulsion admissible d'au moins 3 A et avoir la résistance série équivalente (ESR) la plus faible possible, c'est-à-dire appartenir à la catégorie "Low ESR". Cela réduit l'ondulation de la tension de sortie et améliore la fiabilité de l'appareil. Par exemple, les condensateurs Jamicon des séries WL, TL ou TZ conviennent. Si nécessaire, chacun d'eux peut être remplacé par plusieurs condensateurs identiques connectés en parallèle. Dans ce cas, nous pouvons provisoirement supposer que le courant d'impulsion admissible augmente proportionnellement au nombre de condensateurs connectés. Étant donné qu'un courant d'impulsion important circule dans les circuits de puissance de l'appareil, lors du câblage de la carte de circuit imprimé, il est important que le fil commun et le bus d'alimentation positif utilisés dans la partie puissance de l'appareil soient connectés aux conducteurs correspondants du bas -partie courant aux bornes du condensateur C2. Sinon, des pannes de génération et d'autres dysfonctionnements de l'appareil sont possibles. Le moteur de la résistance accordée R1 définit la tension de sortie du convertisseur, elle peut être comprise entre 18 ... 20 V. Les connexions de l'entrée du convertisseur au réseau de bord et de la sortie à l'ordinateur portable sont réalisées en de la même manière que dans la conception précédente. Auteur : K.Gavrilov
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