Convertisseur de tension stabilisé micropuissance. Schéma, description

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Convertisseur de tension stabilisé par micropuissance. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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L'appareil est destiné à être utilisé dans des équipements domestiques et de mesure portables avec une alimentation électrique autonome et une consommation électrique ne dépassant pas 0,15 W. Comme vous le savez, leur efficacité est particulièrement importante pour ces alimentations.

Caractéristiques techniques principales:

Puissance de sortie, W, pas plus ....... 0,15
Coefficient de stabilisation......100
Tension d'alimentation (haut), V ....... 4 ... 12
Fréquence de conversion, kHz.......20
Rendement à une tension d'entrée de 9 V et une puissance de sortie de 40 mW, ....... 75
Amplitude d'ondulation double, mV, à une puissance de sortie de 40 mW......50

Le dispositif décrit ci-dessous se distingue par sa simplicité et sa bonne répétabilité, il possède une sortie bipolaire. Selon le principe de fonctionnement, l'appareil est un convertisseur à clé équipé d'un stabilisateur avec régulation SHI. Sur les éléments DD1.1 et DD1.2 (Fig. 1), un oscillateur maître fonctionnant à une fréquence de 20 kHz est assemblé. Une tension alternative de sa sortie est appliquée à un seul vibrateur sur les éléments DD1.3, DD1.4. La durée de ses impulsions de sortie dépend de la résistance totale comprise entre l'entrée de l'élément DD1.4 et le fil commun. Pour augmenter l'efficacité du convertisseur, le microcircuit DD1 est alimenté avec une tension de 3,6 V, retirée du stabilisateur sur les transistors VT1, VT2.

Ris.1

Les impulsions de la sortie d'un seul vibrateur sont envoyées à l'entrée d'un amplificateur de puissance basé sur les transistors VT3, VT4. Au moment où les transistors sont ouverts, un courant croissant linéairement circule dans l'enroulement primaire du transformateur T1. Lorsque les transistors se ferment, la polarité de la tension sur l'enroulement primaire change et l'énergie accumulée dans celui-ci est transférée à la charge via les diodes VD1 et VD2. La tension de rétroaction de l'enroulement III du transformateur T1 via un diviseur sur les résistances R9-R11 est fournie à la grille du transistor VT5 fonctionnant en mode résistance variable.

La réduction de la tension à la sortie du convertisseur par rapport au niveau défini provoque une diminution de la tension négative à la grille du transistor VT5. La résistance du transistor, et donc la constante de temps du circuit C4R6R7VT5, diminuent. La durée des impulsions négatives générées par le vibrateur unique devient plus courte. La fréquence de l'oscillateur maître étant constante, les transistors VT3, VT4 s'ouvrent plus longtemps et la tension de sortie revient au niveau réglé.

Ainsi, la tension de sortie est maintenue constante malgré les changements de tension d'alimentation et de courant de charge.

Les éléments de réglage du temps du vibrateur unique sont sélectionnés de manière à ce que la durée de ses impulsions de sortie soit inférieure à la durée de la période d'oscillation de l'oscillateur maître dans toute la plage de tension d'entrée, donc au moment d'un nouveau déclenchement l'impulsion arrive au coup unique, elle est déjà prête à fonctionner.

Le transformateur T1 est enroulé sur un circuit magnétique annulaire de taille K12x5,5x5 en ferrite M2000NM-A. Tous les enroulements sont identiques et contiennent 100 tours de fil PEV-2 0,1. Ils sont enroulés simultanément, en trois fils. Pour un transformateur, un anneau d'un plus grand diamètre avec approximativement la même section convient également, la perméabilité magnétique n'est pas non plus critique. Vous pouvez également utiliser un transformateur d'impulsions prêt à l'emploi MIT-4V.

Condensateurs C1, C9, C10 - K53-14. Les transistors KT3102BM peuvent être remplacés par n'importe quelle structure npn en silicium, et KP103E - par KP103Zh, KP103I. Au lieu du transistor KP303I, vous pouvez utiliser KP303A, KP303B, KP303Zh. Les diodes D9B peuvent être remplacées par n'importe quel germanium.

Un dessin de la carte de circuit imprimé est illustré à la fig. 2.

Ris.2

Lors de la configuration du convertisseur, d'abord en sélectionnant la résistance R3, une tension de 3,6 V est réglée à la sortie du stabilisateur. Ensuite, en sélectionnant la résistance R10 (environ) et en ajustant la résistance d'accord R9 (fine), la sortie requise la tension est atteinte, et il est possible d'obtenir une tension presque deux fois plus élevée que celle indiquée sur le schéma , pour la même puissance de sortie.

Si vous avez besoin d'encore plus de tension de sortie (par exemple 2x15 V), vous devrez augmenter respectivement le nombre de tours des enroulements II et III du transformateur. Dans ce cas, l'enroulement primaire est d'abord posé sur le circuit magnétique, en le répartissant uniformément le long de l'anneau, puis les enroulements II et III sont enroulés en deux fils.

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