Reducción de voltaje CC. ¿Cómo funciona un convertidor reductor de voltaje? ¿Dónde se usa? Descripción del principio de funcionamiento. Instrucciones de diseño paso a paso. (10+)
Convertidor reductor de voltaje de pulso. Diseño. Cálculo
Para reducir el voltaje de CC con pérdidas mínimas y obtener una salida estabilizada, se utiliza el siguiente enfoque. El voltaje directo se convierte en pulsos de ciclo de trabajo variable. Luego, estos pulsos pasan a través de un inductor. La energía se almacena en un condensador de almacenamiento. La retroalimentación controla la estabilidad de la tensión de salida y, para ello, regula el ciclo de trabajo de los impulsos.
Si no es necesario reducir las pérdidas, se utiliza un estabilizador en serie continuo.
El principio de funcionamiento de un convertidor reductor de voltaje se basa en la propiedad de un inductor (estrangulador) de acumular energía. La acumulación de energía se manifiesta en el hecho de que la corriente que pasa por el inductor parece tener inercia. Es decir, no puede cambiar instantáneamente. Si se aplica un voltaje a la bobina, la corriente aumentará gradualmente; si se aplica un voltaje inverso, la corriente disminuirá gradualmente.
Aquí hay una selección de materiales para su atención: En el diagrama vemos que la unidad de control D1 dependiendo del voltaje a través del capacitor C2 Cierra y abre el interruptor de encendido. Además, cuanto mayor sea el voltaje en C2, más corto será el tiempo durante el cual el interruptor estará cerrado, es decir, menor será el ciclo de trabajo (mayor será el ciclo de trabajo). Si el voltaje a través del capacitor C2 excede un cierto valor, entonces el interruptor deja de cerrarse por completo hasta que el voltaje cae. El funcionamiento de este circuito de control se describe en el artículo sobre modulación de ancho de pulso. Cuando el interruptor de encendido está cerrado, la corriente fluye a lo largo del camino. T1. En este caso, se aplica al inductor un voltaje igual a la diferencia entre el voltaje de entrada y salida. La corriente a través de la bobina aumenta en proporción al voltaje aplicado a la bobina y al tiempo durante el cual el interruptor está cerrado. La bobina almacena energía. La corriente que fluye carga el condensador. C2. Cuando el interruptor de encendido está abierto, la corriente fluye a lo largo del camino. T2 a través de un diodo. Se aplica al inductor un voltaje de salida con signo opuesto. La corriente a través de la bobina disminuye en proporción al voltaje aplicado a la bobina y al tiempo que el interruptor está abierto. La corriente que fluye todavía carga el condensador. C2. Cuando el condensador C2 se carga, la llave deja de cerrarse y el condensador deja de cargarse. El interruptor comenzará a cerrarse nuevamente cuando el capacitor C2 se descargará un poco bajo carga. Condensador C1 es necesario para reducir la ondulación de la corriente en el circuito de entrada, para seleccionar de él no la corriente pulsada, sino la corriente promedio. Ventajas, desventajas, aplicabilidad.Las pérdidas de energía dependen directamente de la relación entre los voltajes de entrada y salida. Entonces, en teoría, un convertidor reductor puede generar una gran corriente de salida a un voltaje bajo a partir de una corriente de entrada pequeña pero un voltaje grande, pero tendríamos que interrumpir la corriente grande a un voltaje alto, lo que garantiza altas pérdidas de conmutación. Entonces, los convertidores reductores se usan si el voltaje de entrada es de 1,5 a 4 veces mayor que el voltaje de salida, pero intentan no usarlos si la diferencia es mayor. Analicemos el proceso de diseño y cálculo de un convertidor reductor y probémoslo con ejemplos. Al final del artículo habrá un formulario en el que podrá completar los parámetros de origen necesarios, realizar el cálculo en línea y obtener las denominaciones de todos los elementos. Por ejemplo, tome los siguientes diagramas:
Uno de los problemas con los convertidores reductores es la dificultad de controlar el interruptor de encendido, ya que su emisor (fuente) generalmente no está conectado al cable común. A continuación veremos varias opciones para resolver este problema. Por ahora, centrémonos en la inclusión algo no estándar de un microcircuito: un controlador PWM. Usamos el chip 1156EU3. La etapa de salida de este microcircuito está fabricada según un circuito push-pull clásico. El punto medio de esta cascada está conectado a la pata 14, el emisor del antebrazo está conectado al cable común (pata 10), el colector del brazo superior está conectado a la pata 13. Conectaremos la pata 14 al cable común a través una resistencia y conecte la pata 13 a la base del transistor clave. Cuando el brazo superior de la etapa de salida está abierto (esto corresponde al suministro de un voltaje de puerta a la salida), la corriente fluye a través de la unión del emisor del transistor VT2, pata 13, el brazo superior de la etapa de salida, pata 14, resistencia R6. Esta corriente desbloquea el transistor VT2. En este contexto también se pueden utilizar controladores con emisor abierto en la salida. Estos controladores no tienen antebrazo. Pero no lo necesitamos. Nuestro circuito utiliza un potente transistor bipolar como interruptor de alimentación. Lea más sobre el funcionamiento de un transistor bipolar como interruptor de encendido. Puede utilizar un transistor compuesto como interruptor de encendido para reducir la carga en el controlador. Sin embargo, el voltaje de saturación colector-emisor de un transistor compuesto es varias veces mayor que el de uno solo. El artículo sobre el transistor compuesto describe cómo calcular este voltaje. Si está utilizando un transistor compuesto, en el formulario de cálculo al final del artículo, indique exactamente este voltaje como el voltaje de saturación del colector-emisor VT2. Cuanto mayor sea el voltaje de saturación, mayores serán las pérdidas, por lo que con un transistor compuesto las pérdidas serán muchas veces mayores. pero hay una solución. Esto se describirá con más detalle en la sección sobre controladores de baja potencia. Desafortunadamente, periódicamente se encuentran errores en los artículos, se corrigen, se complementan, se desarrollan y se preparan otros nuevos. Convertidor de tensión estabilizado con conmutación de medio puente,... Práctica del diseño de circuitos electrónicos. Tutorial de electrónica.... Convertidor de voltaje de impulso de refuerzo. Tecla de encendido - bipolar... Potente transformador de impulsos de potencia. Cálculo. Calcular. En línea. O... Comprobación del inductor, inductor, transformador, devanado, eléctrico... |
Los convertidores reductores CC-CC se utilizan cada vez más en la vida cotidiana, en el hogar, en aplicaciones automotrices y también como fuentes de alimentación reguladas en un laboratorio doméstico.
Por ejemplo, en un vehículo pesado, el voltaje de la red de cable a bordo puede ser de +24 V, pero es necesario conectar la radio del automóvil u otro dispositivo con un voltaje de entrada de +12 V, entonces dicho convertidor reductor te será de mucha utilidad.
Mucha gente pide convertidores reductores CC-CC en varios sitios chinos, pero su potencia es bastante limitada, debido al ahorro chino en la sección transversal del cable de bobinado, dispositivos semiconductores y núcleos inductores, porque cuanto más potente es el convertidor, más caro es. Por lo tanto, le sugiero que monte usted mismo un DC-DC reductor, que superará a los análogos chinos en potencia y también será más económico. Según mi reportaje fotográfico y el diagrama presentado, está claro que el montaje no llevará mucho tiempo.
El chip LM2596 no es más que un regulador reductor de voltaje conmutado. Está disponible tanto en tensión fija (3,3V, 5V, 12V) como en tensión regulable (ADJ). Nuestro convertidor reductor CC-CC se construirá sobre la base de un microcircuito ajustable.
Circuito convertidor
Parámetros básicos del regulador LM2596.
Voltaje de entrada………. hasta +40V
Tensión máxima de entrada………. +45V
Tensión de salida………. de 1,23V a 37V ±4%
Frecuencia del generador………. 150kHz
Corriente de salida………. hasta 3A
Consumo actual en modo de espera…………. 80uA
Temperatura de funcionamiento de -45°С a +150°С
Tipo de carcasa TO-220 (5 pines) o TO-263 (5 pines)
Eficiencia (a Vin= 12V, Vout= 3V Iout= 3A).......... 73%
Aunque la eficiencia puede alcanzar el 94%, depende de la tensión de entrada y salida, así como de la calidad del devanado y de la correcta selección de la inductancia del inductor.
Según el gráfico tomado de, con un voltaje de entrada de +30V, un voltaje de salida de +20V y una corriente de carga de 3A, la eficiencia debería ser del 94%.
Además, el chip LM2596 tiene protección contra corriente y sobrecalentamiento. Observo que en microcircuitos no originales estas funciones pueden no funcionar correctamente o estar completamente ausentes. Un cortocircuito en la salida del convertidor provoca una falla del microcircuito (probado en dos LM), aunque no hay nada sorprendente aquí, el fabricante no escribe en la hoja de datos sobre la presencia de protección contra cortocircuitos.
Elementos esquemáticos
Todas las clasificaciones de elementos se indican en el diagrama del circuito eléctrico. El voltaje de los condensadores C1 y C2 se selecciona según el voltaje de entrada y salida (voltaje de entrada (salida) + margen del 25%), instalé los condensadores con un margen de 50V.
El condensador C3 es cerámico. Su denominación se selecciona según la tabla de la hoja de datos. De acuerdo con esta tabla, se selecciona la capacitancia C3 para cada voltaje de salida individual, pero como en mi caso el convertidor es ajustable, utilicé un capacitor con una capacidad promedio de 1nF.
El diodo VD1 debe ser un diodo Schottky u otro diodo ultrarrápido (FR, UF, SF, etc.). Debe estar diseñado para una corriente de 5A y un voltaje de al menos 40V. Instalé un diodo de pulso FR601 (6A 50V).
El inductor L1 debe tener una potencia nominal de 5 A y una inductancia de 68 μH. Para hacer esto, tome un núcleo de hierro en polvo (amarillo-blanco), diámetro exterior 27 mm, interior 14 mm, ancho 11 mm, sus dimensiones pueden variar, pero cuanto más grandes sean, mejor. A continuación, enrollamos dos cables (el diámetro de cada cable es de 1 mm) 28 vueltas. Enrollé un solo núcleo con un diámetro de 1,4 mm, pero con una potencia de salida alta (40 W), el inductor se calentó mucho, también debido a la sección transversal insuficiente del núcleo. Si enrolla dos cables, no podrá enrollar el devanado en una sola capa, por lo que deberá enrollarlo en dos capas, sin aislamiento entre las capas (si el esmalte del cable no está dañado).
Una pequeña corriente fluye a través de la resistencia R1, por lo que su potencia es de 0,25 W.
La resistencia R2 está sintonizada, pero se puede reemplazar por una constante, para ello se calcula su resistencia para cada voltaje de salida según la fórmula:
Donde R1 = 1kOhm (según la hoja de datos), Vref = 1,23V. Luego, calculemos la resistencia de la resistencia R2 para el voltaje de salida Vout = 30V.
R2 = 1 kOhm * (30V/1,23V - 1) = 23,39 kOhm (reduciendo al valor estándar, obtenemos la resistencia R2 = 22 kOhm).
Además, conociendo la resistencia de la resistencia R2, puedes calcular el voltaje de salida.
Prueba de un convertidor CC-CC reductor en LM2596
Durante las pruebas, se instaló en el chip un radiador con un área de ≈ 90 cm².
Realicé pruebas con una carga con una resistencia de 6,8 ohmios (una resistencia constante sumergida en agua). Inicialmente, apliqué un voltaje de +27 V a la entrada del convertidor, la corriente de entrada fue de 1,85 A (potencia de entrada 49,95 W). Configuré el voltaje de salida en 15,5 V, la corriente de carga fue de 2,5 A (potencia de salida 38,75 W). La eficiencia fue del 78%, lo cual es muy bueno.
Después de 20 min. Durante el funcionamiento del convertidor reductor, el diodo VD1 se calentó hasta una temperatura de 50°C, el inductor L1 se calentó hasta una temperatura de 70°C y el propio microcircuito se calentó hasta 80°C. Es decir, todos los elementos tienen reserva de temperatura, excepto el acelerador, 70 grados es demasiado para él.
Por lo tanto, para operar este convertidor a una potencia de salida de 30-40W o más, es necesario enrollar el inductor con dos (tres) cables y seleccionar un núcleo más grande. El diodo y el microcircuito pueden mantener una temperatura de 100-120°C durante mucho tiempo sin ningún temor (excepto calentar todo lo que hay cerca, incluida la carcasa). Si lo desea, puede instalar un radiador más grande en el microcircuito y dejar cables largos en el diodo VD1, luego el calor se disipará mejor o conectar (soldar a uno de los cables) una placa pequeña (radiador). También es necesario estañar lo mejor posible las pistas de la placa de circuito impreso o soldar un núcleo de cobre a lo largo de ellas, esto asegurará un menor calentamiento de las pistas durante el funcionamiento a largo plazo a una alta potencia de salida.
Convertidor reductor de tensión de alimentación CC-CC con tensión de salida ajustable y corriente de carga máxima ajustable. El ajuste de la limitación de voltaje y corriente se realiza mediante una resistencia de ajuste instalada en el módulo. Corriente máxima de salida hasta 5A.
Características
- Voltaje de entrada: 4-38V;
- Voltaje de salida: 1,25-36 V;
- Corriente de salida: hasta 5A, ajustable;
- Potencia máxima de salida: 75 W;
- Frecuencia de funcionamiento: 180 KHz;
- Eficiencia de conversión: hasta 96%;
- Protección contra cortocircuitos: sí (límite de corriente 8A);
- Protección contra sobrecalentamiento: sí (la salida se apaga automáticamente cuando se sobrecalienta);
- Protección de polaridad inversa de entrada: No;
- Temperatura de funcionamiento: -40 a + 85 °C
- Dimensiones del módulo, largo x ancho x alto: 51 x 26 x 15 mm;
Ajuste actual
Este módulo dispone de dos potenciómetros de ajuste. Uno para ajustar el voltaje de salida, el segundo para ajustar el límite de corriente en la carga.
Como usted sabe, la corriente de salida no se puede ajustar directamente, ya que la intensidad de la corriente está determinada ÚNICAMENTE por el voltaje de suministro y la resistencia de carga de acuerdo con la ley de Ohm. Es decir, si configura un cierto voltaje de salida en el módulo, entonces la corriente en la carga será igual a I = U/R, donde R es la resistencia de su carga y U es el voltaje de salida establecido. Cuando ajusta la corriente en este módulo, no está ajustando la intensidad actual, sino estableciendo su valor máximo. Si la corriente comienza a exceder el valor máximo, el módulo comienza a reducir automáticamente el voltaje de salida para reducir la corriente al valor especificado. Mira la fórmula nuevamente. Para influir en la intensidad de la corriente, debe cambiar una de las cantidades involucradas en la fórmula: ya sea el voltaje de suministro o la resistencia de su carga. Pero el módulo no puede influir en la resistencia de su carga para cambiar la corriente. Por lo tanto, el módulo comienza a reducir el voltaje de salida si la corriente excede el valor establecido.
Son dispositivos electrónicos que producen un voltaje de salida diferente al voltaje de entrada.Los módulos de potencia regulados (convertidores CC-CC) se utilizan para construir buses de energía en circuitos aislados galvánicamente. Se utilizan ampliamente para alimentar una amplia variedad de dispositivos electrónicos y también se pueden encontrar en circuitos de control, comunicaciones y dispositivos informáticos.
Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento está contenido en el propio nombre. El voltaje directo se convierte en voltaje alterno. Después de eso, se sube o baja y luego se endereza y se introduce en el dispositivo. Los convertidores CC-CC que funcionan según el principio anterior se denominan convertidores de impulsos. La ventaja de los convertidores de impulsos es su alta eficiencia: alrededor del 90%.
Tipos de convertidores DC-DC
Convertidores reductores CC/CC
El voltaje de salida de estos convertidores es menor que el de entrada. Por ejemplo, con un voltaje de entrada de 12-50 V, utilizando estos convertidores DC-DC se puede obtener un voltaje de varios voltios en la salida.
El voltaje de salida de estos convertidores es mayor que el de entrada. Por ejemplo, con un voltaje de entrada de 5 V, puede esperar una salida de hasta 30 V.
Los convertidores de voltaje también difieren en diseño. Ellos pueden ser:
Modular
Este es el tipo más común de convertidores CC-CC, e incluye una gran cantidad de modelos diferentes. El convertidor se coloca en una caja de metal o plástico, excluyendo el acceso a los elementos internos.
Para montaje en PCB
Estos convertidores están diseñados específicamente para montarse en una placa de circuito impreso. Se diferencian de los modulares en que no tienen carcasa.
Características principales
Parámetros de operación
→ El rango de voltaje de entrada implica los parámetros de voltaje de entrada a los cuales el convertidor funcionará en modo normal de acuerdo con su funcionalidad declarada.
→ El rango de voltaje de salida incluye los parámetros que el convertidor DC-DC es capaz de producir en la salida durante el funcionamiento normal.
→ El coeficiente de rendimiento (eficiencia) es la relación entre los valores de potencia de entrada y salida. La eficiencia depende de una serie de condiciones, pero la mayor eficiencia se logra con la carga máxima permitida. Cuanto mayor sea la diferencia entre el voltaje de entrada y salida, menor será la eficiencia.
→Limitación de corriente de salida. Esta protección está disponible en la mayoría de los modelos estabilizadores modernos. Funciona de la siguiente manera: tan pronto como la corriente de salida alcanza el valor establecido, la tensión de entrada cae. Una vez que la corriente de salida está dentro del rango aceptable, se reanuda el suministro de voltaje.
Parámetros de precisión
→ Onda. Incluso en condiciones ideales, ciertos “ruidos” están presentes, por lo que es imposible eliminarlos por completo. Las unidades de medida son mV. A veces, el fabricante pone "rr" al lado, lo que significa el rango de voltaje de ondulación, desde el mínimo del pico negativo hasta el máximo del positivo.
Consideremos y comparemos el funcionamiento de varios convertidores de voltaje regulable de diferentes categorías de precios. Empecemos de lo simple a lo complejo.
Descripción
Este modelo es un convertidor CC-CC en miniatura económico que se puede utilizar para cargar baterías pequeñas. Corriente máxima de salida: 2,5 A, por lo que este convertidor tardará mucho en cargar baterías con una capacidad de más de 20 amperios-hora.
Este dispositivo es más adecuado para principiantes que, basándose en él, podrán ensamblar una fuente de alimentación con un voltaje de salida de 0,8 V a 20 V y una corriente de salida de hasta 2 A. En este caso, es posible ajustar tanto el voltaje de salida como la corriente de salida.
Este estabilizador puede soportar hasta 5 A, sin embargo, en la práctica, a este valor de corriente necesitará un disipador de calor. Sin disipador de calor, el estabilizador puede soportar hasta 3 A.
Funcional
El convertidor de voltaje XL4005 no se llama "regulado" por nada. Tiene varios ajustes. Uno de los más valiosos es la capacidad de limitar la corriente de salida. Por ejemplo, puede establecer el límite de corriente de salida en 2,5 A y la corriente nunca alcanzará este valor, ya que de lo contrario provocará inmediatamente una caída de voltaje. Esta protección es especialmente importante al cargar baterías.
La presencia de LED también indica que el estabilizador presentado es perfecto para cargar. Hay un LED que se enciende cuando el estabilizador está funcionando en modo de limitación de corriente, es decir, cuando la protección de sobrecarga de salida está activada. Hay dos LED más en la parte inferior: uno funciona cuando la carga está en curso y el otro se enciende cuando finaliza la carga.
Vale la pena señalar que se trata de un modelo muy asequible y fácil de usar que corresponde plenamente a la funcionalidad declarada.
Ahora veamos un convertidor más caro y funcional, que es perfecto para proyectos más complejos y serios.
Descripción
Este modelo es un convertidor reductor de voltaje ajustable con control digital. Se caracteriza por una alta eficiencia. El control digital significa que los parámetros se ajustan mediante botones. El módulo en sí se puede dividir en varias partes: convertidor DC-DC, fuente de alimentación para la parte digital, parte de medición y parte digital.
El voltaje de entrada de este dispositivo es de 6 V a 32 V. El voltaje de salida se puede ajustar de 0 V a 30 V. El paso de ajuste de voltaje es de 0,01 V. La corriente de salida se puede ajustar de 0 A a 6 A. El paso de ajuste es 0,001 A. La eficiencia del convertidor es de hasta el 92 %. Para asegurar los cables en el convertidor, se instalan abrazaderas especiales. También en el tablero hay inscripciones: entrada +, entrada -, salida -, salida +. La parte de potencia está integrada en el controlador PWM XL4016E1. Se utiliza un potente diodo MBR1060 de diez amperios. Todo está controlado por un microcontrolador de 8 bits STM8S003F3. La parte digital tiene un conector UART.
LED
Además de los botones y el indicador, este dispositivo cuenta con tres LED.
El primero (rojo, apagado) se enciende cuando el convertidor suministra voltaje a la salida. El segundo LED (amarillo, CC - Corriente constante) se enciende cuando se activa la limitación de corriente de salida. El tercer LED (verde, CV - Voltaje constante) se enciende cuando el convertidor ingresa al modo de límite de voltaje.
Control S
Los controles están representados por cuatro botones.
Si los miramos de derecha a izquierda, entonces el primer botón es “OK”, el segundo es “arriba”, el tercero es “abajo” y el cuarto es “SET”.
El convertidor se inicia presionando el botón "OK", que ingresa al menú. Si no sueltas el botón “OK”, podrás ver cómo cambian los números: 0-1-2. Estos son los tres programas que tiene este conversor.
Programa “0”: inmediatamente después de aplicar voltaje a la entrada, se enciende la alimentación en la salida.Programa “1”: permite guardar los parámetros necesarios.
Programa "2": muestra automáticamente los parámetros después del encendido.
Para seleccionar el programa deseado, deberá soltar el botón “OK” en el momento en que se muestre el número deseado.
Este dispositivo muestra el voltaje con relativa precisión. Posible error en voltaje +/-0,035 V, en corriente +/- 0,006 A. El ajuste se realiza presionando los botones una vez o manteniéndolos presionados.
Es posible mostrar los parámetros actuales actuales. Cuando presiona el botón "OK" nuevamente, la energía se muestra en el indicador. Si presiona el botón “OK” nuevamente, podrá ver la capacidad que le dio el convertidor.
Este convertidor es preciso y potente y afrontará bien tareas importantes.
Cómo elegir un convertidor de voltaje
Hoy en día existe en el mercado una gran cantidad de modelos de diversos convertidores DC-DC. Los más populares son los convertidores de impulsos. Pero su elección es tan grande que es fácil confundirse. ¿A qué deberías prestarle especial atención?
♦ Rango de eficiencia y temperatura.Algunos convertidores requieren un disipador de calor para funcionar correctamente y alcanzar la potencia indicada. De lo contrario, aunque el dispositivo pueda funcionar, su eficiencia disminuye. Como regla general, un vendedor concienzudo indica este punto en notas y notas a pie de página, que no deben descuidarse.
♦ Temperatura de soldadura de convertidores de montaje superficial.
Esta información suele estar indicada en la documentación técnica.
Y aunque un microcircuito normal debería soportar temperaturas de hasta 280°C, es mejor aclarar este punto.♦ Dimensiones del convertidor
Un convertidor pequeño no puede tener una potencia muy alta. Y aunque las tecnologías modernas siguen mejorando, sus capacidades no son ilimitadas. El convertidor necesita ciertas dimensiones para mantener los componentes fríos y soportar la carga.
Hoy en día existe una gran cantidad de convertidores ajustables en miniatura diferentes, con y sin indicación, con y sin funciones y programas adicionales. Estos convertidores CC-CC se pueden utilizar para diversos fines, dependiendo de la imaginación del desarrollador. Las tecnologías modernas permiten combinar potencia, precisión, tamaño miniatura y precio asequible.
Para convertir el voltaje de un nivel en voltaje de otro nivel, a menudo se usa convertidores de voltaje de pulso utilizando dispositivos inductivos de almacenamiento de energía. Estos convertidores se caracterizan por una alta eficiencia, que a veces alcanza el 95%, y tienen la capacidad de producir un voltaje de salida aumentado, disminuido o invertido.
De acuerdo con esto, se conocen tres tipos de circuitos convertidores: reductor (Fig. 1), elevador (Fig. 2) e inversor (Fig. 3).
Comunes a todos estos tipos de convertidores son cinco elementos:
- fuente de alimentación,
- elemento de conmutación clave,
- almacenamiento de energía inductivo (inductor, inductor),
- diodo de bloqueo,
- un condensador de filtro conectado en paralelo con la resistencia de carga.
La inclusión de estos cinco elementos en varias combinaciones permite implementar cualquiera de los tres tipos de convertidores de impulsos.
El nivel de voltaje de salida del convertidor se regula cambiando el ancho de los pulsos que controlan el funcionamiento del elemento de conmutación clave y, en consecuencia, la energía almacenada en el dispositivo de almacenamiento de energía inductivo.
La estabilización del voltaje de salida se realiza mediante retroalimentación: cuando el voltaje de salida cambia, el ancho del pulso cambia automáticamente.
Convertidor de conmutación reductor
El convertidor reductor (Fig. 1) contiene una cadena conectada en serie del elemento de conmutación S1, el acumulador de energía inductiva L1, la resistencia de carga RH y el condensador de filtro C1 conectados en paralelo con él. El diodo de bloqueo VD1 está conectado entre el punto de conexión de la llave S1 con el dispositivo de almacenamiento de energía L1 y el cable común.
Arroz. 1. Principio de funcionamiento de un convertidor reductor de tensión.
Cuando el interruptor está abierto, el diodo se cierra y la energía de la fuente de energía se acumula en un dispositivo de almacenamiento de energía inductivo. Después de cerrar (abrir) el interruptor S1, la energía almacenada en el acumulador inductivo L1 se transfiere a través del diodo VD1 a la resistencia de carga RH. El condensador C1 suaviza las ondulaciones de tensión.
Convertidor de conmutación de impulso
El convertidor elevador de voltaje de pulso (Fig. 2) está hecho con los mismos elementos básicos, pero tiene una combinación diferente: una cadena en serie de almacenamiento de energía inductiva L1, diodo VD1 y resistencia de carga RH con un capacitor de filtro C1 conectado en paralelo. conectado a la fuente de alimentación. El elemento de conmutación S1 está conectado entre el punto de conexión del acumulador de energía L1 con el diodo VD1 y el bus común.
Arroz. 2. Principio de funcionamiento de un convertidor de tensión elevadora.
Cuando el interruptor está abierto, la corriente de la fuente de energía fluye a través del inductor, que almacena energía. El diodo VD1 está cerrado, el circuito de carga está desconectado de la fuente de alimentación, la llave y el dispositivo de almacenamiento de energía.
El voltaje a través de la resistencia de carga se mantiene gracias a la energía almacenada en el condensador del filtro. Cuando se abre el interruptor, la FEM de autoinducción se suma a la tensión de alimentación, la energía almacenada se transfiere a la carga a través del diodo abierto VD1. La tensión de salida obtenida de esta manera supera la tensión de alimentación.
Convertidor inversor tipo pulso
Un convertidor inversor de tipo pulso contiene la misma combinación de elementos básicos, pero nuevamente en una conexión diferente (Fig.3): un circuito en serie del elemento de conmutación S1, el diodo VD1 y la resistencia de carga RH con un capacitor de filtro C1 está conectado a la fuente de energía. .
El acumulador de energía inductivo L1 está conectado entre el punto de conexión del elemento de conmutación S1 con el diodo VD1 y el bus común.
Arroz. 3. Conversión de voltaje de pulso con inversión.
El convertidor funciona así: cuando se cierra la llave, la energía se almacena en un dispositivo de almacenamiento inductivo. El diodo VD1 está cerrado y no pasa corriente desde la fuente de alimentación a la carga. Cuando se apaga el interruptor, la fem autoinductiva del dispositivo de almacenamiento de energía se aplica a un rectificador que contiene el diodo VD1, la resistencia de carga Rн y el condensador de filtro C1.
Dado que el diodo rectificador solo transmite pulsos de voltaje negativos a la carga, se forma un voltaje de signo negativo en la salida del dispositivo (inverso, de signo opuesto al voltaje de alimentación).
Convertidores de impulsos y estabilizadores.
Para estabilizar el voltaje de salida de los estabilizadores de pulso de cualquier tipo, se pueden usar estabilizadores "lineales" convencionales, pero tienen una baja eficiencia. En este sentido, es mucho más lógico usar estabilizadores de voltaje de pulso para estabilizar el voltaje de salida de los convertidores de pulso. sobre todo porque dicha estabilización no es nada difícil.
Los estabilizadores de tensión de conmutación, a su vez, se dividen en estabilizadores con modulación de ancho de pulso y estabilizadores con modulación de frecuencia de pulso. En el primero de ellos, la duración de los pulsos de control cambia mientras su tasa de repetición permanece sin cambios. En segundo lugar, por el contrario, la frecuencia de los impulsos de control cambia mientras su duración permanece sin cambios. También existen estabilizadores de pulso con regulación mixta.
A continuación consideraremos ejemplos de radioaficionados del desarrollo evolutivo de convertidores de pulsos y estabilizadores de voltaje.
Unidades y circuitos de convertidores de impulsos.
El oscilador maestro (Fig. 4) de los convertidores de pulso con un voltaje de salida no estabilizado (Fig. 5, 6) en el microcircuito KR1006VI1 funciona a una frecuencia de 65 kHz. Los pulsos rectangulares de salida del generador se alimentan a través de circuitos RC a elementos clave de transistores conectados en paralelo.
El inductor L1 está fabricado sobre un anillo de ferrita con un diámetro exterior de 10 mm y una permeabilidad magnética de 2000. Su inductancia es de 0,6 mH. La eficiencia del convertidor alcanza el 82%.
Arroz. 4. Circuito oscilador maestro para convertidores de voltaje por pulsos.
Arroz. 5. Diagrama de la parte de potencia de un convertidor elevador de tensión por impulsos +5/12 V.
Arroz. 6. Circuito de un convertidor de tensión de pulso inversor +5/-12 V.
La amplitud de ondulación de salida no supera los 42 mV y depende del valor de capacitancia de los condensadores en la salida del dispositivo. La corriente de carga máxima de los dispositivos (Fig. 5, 6) es 140 mA.
El rectificador convertidor (Fig. 5, 6) utiliza una conexión en paralelo de diodos de alta frecuencia de baja corriente conectados en serie con resistencias ecualizadoras R1 - R3.
Todo este conjunto se puede reemplazar por un diodo moderno diseñado para una corriente de más de 200 mA a una frecuencia de hasta 100 kHz y un voltaje inverso de al menos 30 V (por ejemplo, KD204, KD226).
Como VT1 y VT2, es posible utilizar transistores del tipo KT81x con una estructura p-p-p - KT815, KT817 (Fig. 4.5) y p-p-p - KT814, KT816 (Fig. 6) y otros.
Para aumentar la confiabilidad del convertidor, se recomienda conectar un diodo del tipo KD204, KD226 en paralelo con la unión emisor-colector del transistor para que esté cerrado a la corriente continua.
Convertidor con oscilador-multivibrador maestro
Para obtener un voltaje de salida de 30...80V P. Belyatsky utilizó un convertidor con un oscilador maestro basado en un multivibrador asimétrico con una etapa de salida cargada en un dispositivo de almacenamiento de energía inductivo: el inductor (estrangulador) L1 (Fig. 7).
Arroz. 7. Circuito de un convertidor de tensión con oscilador maestro basado en un multivibrador asimétrico.
El dispositivo funciona en el rango de tensión de alimentación de 1,0. ..1,5 V y tiene una eficiencia de hasta el 75%. En el circuito se puede utilizar un inductor estándar DM-0,4-125 u otro con una inductancia de 120...200 μH.
En la figura 1.3 se muestra una realización de la etapa de salida del convertidor de voltaje. 8. Cuando se aplica una cascada de señal de control rectangular de nivel 7777 (5 V) a la entrada de la salida del convertidor cuando se alimenta desde una fuente de voltaje 12 voltios voltaje recibido 250 voltios en la corriente de carga 3...5mA(la resistencia de carga es de unos 100 kOhm). La inductancia del inductor L1 es 1 mH.
Como VT1, puede utilizar un transistor doméstico, por ejemplo, KT604, KT605, KT704B, KT940A(B), KT969A, etc.
Arroz. 8. Opción para la etapa de salida del convertidor de voltaje.
Arroz. 9. Diagrama de la etapa de salida del convertidor de voltaje.
Un circuito de etapa de salida similar (Fig. 9) hizo posible, cuando se alimenta desde una fuente de voltaje 28V y consumo actual 60mA obtener voltaje de salida 250 voltios en la corriente de carga 5 mA, La inductancia del estrangulador es de 600 µH. La frecuencia de los pulsos de control es de 1 kHz.
Dependiendo de la calidad del inductor, la tensión de salida puede ser de 150...450 V con una potencia de aproximadamente 1 W y una eficiencia de hasta el 75%.
En la figura se muestra un convertidor de voltaje basado en un generador de pulsos basado en un microcircuito DA1 KR1006VI1, un amplificador basado en un transistor de efecto de campo VT1 y un dispositivo de almacenamiento de energía inductivo con rectificador y filtro. 10.
En la salida del convertidor con tensión de alimentación. 9V y consumo actual 80...90 mA se genera tensión 400...425V. Cabe señalar que el valor del voltaje de salida no está garantizado; depende en gran medida del diseño del inductor (estrangulador) L1.
Arroz. 10. Circuito de un convertidor de voltaje con generador de impulsos en el microcircuito KR1006VI1.
Para obtener el voltaje deseado, la forma más sencilla es seleccionar experimentalmente un inductor para lograr el voltaje requerido o utilizar un multiplicador de voltaje.
Circuito convertidor de pulsos bipolar
Para alimentar muchos dispositivos electrónicos, se requiere una fuente de voltaje bipolar, que proporcione voltajes de suministro tanto positivos como negativos. El diagrama que se muestra en la Fig. 11 contiene muchos menos componentes que dispositivos similares debido a que funciona simultáneamente como convertidor inductivo elevador e inversor.
Arroz. 11. Circuito convertidor con un elemento inductivo.
El circuito convertidor (Fig. 11) utiliza una nueva combinación de componentes principales e incluye un generador de impulsos de cuatro fases, un inductor y dos interruptores de transistores.
Los impulsos de control se generan mediante un disparador D (DD1.1). Durante la primera fase de los pulsos, el inductor L1 almacena energía a través de los interruptores de transistores VT1 y VT2. Durante la segunda fase, el interruptor VT2 se abre y la energía se transfiere al bus de voltaje de salida positivo.
Durante la tercera fase, ambos interruptores se cierran, como resultado de lo cual el inductor vuelve a acumular energía. Cuando se abre la llave VT1 durante la fase final de los pulsos, esta energía se transfiere al bus de alimentación negativo. Cuando se reciben pulsos con una frecuencia de 8 kHz en la entrada, el circuito proporciona voltajes de salida. ±12V. El diagrama de tiempos (Fig. 11, derecha) muestra la formación de impulsos de control.
En el circuito se pueden utilizar transistores KT315, KT361.
El convertidor de voltaje (Fig. 12) permite obtener en la salida un voltaje estabilizado de 30 V. Un voltaje de esta magnitud se utiliza para alimentar varicaps, así como indicadores fluorescentes de vacío.
Arroz. 12. Circuito de un convertidor de voltaje con voltaje de salida estabilizado de 30 V.
En un chip DA1 del tipo KR1006VI1, se ensambla un oscilador maestro de acuerdo con el circuito habitual, que produce pulsos rectangulares con una frecuencia de aproximadamente 40 kHz.
A la salida del generador se conecta un interruptor de transistor VT1, que conmuta el inductor L1. La amplitud de los pulsos al cambiar la bobina depende de la calidad de su fabricación.
En cualquier caso, el voltaje alcanza decenas de voltios. La tensión de salida se rectifica mediante el diodo VD1. A la salida del rectificador se conectan un filtro RC en forma de U y un diodo Zener VD2. La tensión a la salida del estabilizador está determinada enteramente por el tipo de diodo zener utilizado. Como diodo Zener de “alto voltaje”, se puede utilizar una cadena de diodos Zener que tengan un voltaje de estabilización más bajo.
En la figura 1 se muestra un convertidor de voltaje con un almacenamiento de energía inductivo, que permite mantener un voltaje regulado estable en la salida. 13.
Arroz. 13. Circuito convertidor de tensión con estabilización.
El circuito contiene un generador de impulsos, un amplificador de potencia de dos etapas, un dispositivo de almacenamiento de energía inductivo, un rectificador, un filtro y un circuito de estabilización de voltaje de salida. La resistencia R6 establece el voltaje de salida requerido en el rango de 30 a 200 V.
Análogos de transistores: VS237V - KT342A, KT3102; VS307V - KT3107I, BF459 - KT940A.
Convertidores de voltaje reductor e invertido
En la figura se muestran dos opciones: convertidores de voltaje reductor e inversor. 14. El primero proporciona el voltaje de salida. 8,4 voltios con corriente de carga hasta 300 mA, el segundo le permite obtener un voltaje de polaridad negativa ( -19,4 voltios) con la misma corriente de carga. El transistor de salida VTZ debe instalarse en el radiador.
Arroz. 14. Circuitos de convertidores de tensión estabilizados.
Análogos de transistores: 2N2222 - KTZ117A 2N4903 - KT814.
Convertidor reductor de voltaje estabilizado
En la figura se muestra un convertidor reductor de voltaje estabilizado que utiliza el microcircuito KR1006VI1 (DA1) como oscilador maestro y tiene protección de flujo de carga. 15. El voltaje de salida es de 10 V cuando la corriente de carga es de hasta 100 mA.
Arroz. 15. Circuito convertidor de voltaje reductor.
Cuando la resistencia de carga cambia en un 1%, el voltaje de salida del convertidor no cambia más del 0,5%. Análogos de transistores: 2N1613 - KT630G, 2N2905 - KT3107E, KT814.
Inversor de voltaje bipolar
Para alimentar circuitos electrónicos que contienen amplificadores operacionales, a menudo se requieren fuentes de alimentación bipolares. Este problema se puede resolver utilizando un inversor de voltaje, cuyo circuito se muestra en la Fig. dieciséis.
El dispositivo contiene un generador de impulsos cuadrado cargado en el inductor L1. El voltaje del inductor se rectifica mediante el diodo VD2 y se suministra a la salida del dispositivo (condensadores de filtro C3 y C4 y resistencia de carga). El diodo Zener VD1 garantiza un voltaje de salida constante: regula la duración del pulso de polaridad positiva en el inductor.
Arroz. 16. Circuito inversor de tensión +15/-15 V.
La frecuencia operativa de generación es de aproximadamente 200 kHz bajo carga y hasta 500 kHz sin carga. La corriente de carga máxima es de hasta 50 mA, la eficiencia del dispositivo es del 80%. La desventaja de este diseño es el nivel relativamente alto de interferencias electromagnéticas, que, sin embargo, también es típico de otros circuitos similares. Se utilizó un acelerador DM-0.2-200 como L1.
Inversores en chips especializados
Es más conveniente recolectar altamente eficiente. convertidores de voltaje modernos, utilizando microcircuitos especialmente creados para estos fines.
Chip KR1156EU5(MC33063A, MC34063A de Motorola) está diseñado para funcionar en convertidores inversores elevadores y reductores estabilizados con una potencia de varios vatios.
En la Fig. La Figura 17 muestra un diagrama de un convertidor elevador de voltaje basado en el microcircuito KR1156EU5. El convertidor contiene condensadores de filtro de entrada y salida C1, SZ, C4, inductor de almacenamiento L1, diodo rectificador VD1, condensador C2, que establece la frecuencia de funcionamiento del convertidor, inductor de filtro L2 para suavizar las ondulaciones. La resistencia R1 sirve como sensor de corriente. El divisor de voltaje R2, R3 determina el voltaje de salida.
Arroz. 17. Circuito de un convertidor elevador de voltaje en el microcircuito KR1156EU5.
La frecuencia de funcionamiento del convertidor es cercana a 15 kHz con una tensión de entrada de 12 V y carga nominal. El rango de ondulaciones de voltaje en los capacitores SZ y C4 fue de 70 y 15 mV, respectivamente.
El inductor L1 con una inductancia de 170 μH está enrollado en tres anillos pegados K12x8x3 M4000NM con cable PESHO 0,5. El devanado consta de 59 vueltas. Cada anillo debe dividirse en dos partes antes de enrollarlo.
En uno de los huecos se inserta un espaciador común hecho de PCB con un espesor de 0,5 mm y se pega el paquete. También se pueden utilizar anillos de ferrita con una permeabilidad magnética superior a 1000.
Ejemplo de ejecución convertidor reductor en el chip KR1156EU5 mostrado en la Fig. 18. A la entrada de dicho convertidor no se le puede suministrar una tensión superior a 40 V. La frecuencia de funcionamiento del convertidor es de 30 kHz con UBX = 15 V. El rango de ondulación de tensión en los condensadores SZ y C4 es de 50 mV.
Arroz. 18. Esquema de un convertidor reductor de voltaje en el microcircuito KR1156EU5.
Arroz. 19. Esquema de un convertidor de tensión inversor basado en el microcircuito KR1156EU5.
El estrangulador L1 con una inductancia de 220 μH se enrolla de manera similar (ver arriba) en tres anillos, pero el espacio de pegado se estableció en 0,25 mm, el devanado contenía 55 vueltas del mismo cable.
La siguiente figura (Fig.19) muestra un circuito típico de un convertidor de voltaje inversor basado en el microcircuito KR1156EU5. El microcircuito DA1 se alimenta de la suma de los voltajes de entrada y salida, que no debe exceder los 40 V.
Frecuencia de funcionamiento del convertidor: 30 kHz a UBX=5 S; el rango de ondulaciones de voltaje en los condensadores SZ y C4 es de 100 y 40 mV.
Para el inductor L1 del convertidor inversor con una inductancia de 88 μH se utilizaron dos anillos K12x8x3 M4000NM con una separación de 0,25 mm. El devanado consta de 35 vueltas de cable PEV-2 0,7. El inductor L2 en todos los convertidores es estándar: DM-2.4 con una inductancia de 3 μGh. El diodo VD1 en todos los circuitos (Fig. 17 - 19) debe ser un diodo Schottky.
por conseguir voltaje bipolar de unipolar MAXIM ha desarrollado microcircuitos especializados. En la Fig. La Figura 20 muestra la posibilidad de convertir un voltaje de bajo nivel (4,5...5 6) en un voltaje de salida bipolar 12 (o 15 6) con una corriente de carga de hasta 130 (o 100 mA).
Arroz. 20. Circuito convertidor de voltaje basado en el chip MAX743.
En cuanto a su estructura interna, el microcircuito no difiere del diseño típico de convertidores similares fabricados sobre elementos discretos, sin embargo, el diseño integrado permite crear convertidores de voltaje altamente eficientes con un número mínimo de elementos externos.
Si, para un microcircuito MAX743(Fig. 20) la frecuencia de conversión puede alcanzar los 200 kHz (que es mucho más alta que la frecuencia de conversión de la gran mayoría de convertidores fabricados con elementos discretos). Con una tensión de alimentación de 5 V, la eficiencia es del 80...82% con una inestabilidad de la tensión de salida de no más del 3%.
El microcircuito está equipado con protección contra situaciones de emergencia: cuando la tensión de alimentación cae un 10% por debajo de lo normal, así como cuando la carcasa se sobrecalienta (por encima de 195°C).
Para reducir la ondulación en la salida del convertidor con una frecuencia de conversión (200 kHz), se instalan filtros LC en forma de U en las salidas del dispositivo. El puente J1 en los pines 11 y 13 del microcircuito está diseñado para cambiar el valor de los voltajes de salida.
Para conversión de voltaje de bajo nivel(2,0...4,5 6) en 3,3 o 5,0 V estabilizados hay un microcircuito especial desarrollado por MAXIM - MAX765. Los análogos nacionales son KR1446PN1A y KR1446PN1B. Un microcircuito para un propósito similar, MAX757, le permite obtener un voltaje de salida continuamente ajustable dentro del rango de 2,7...5,5 V.
Arroz. 21. Circuito de un convertidor elevador de tensión de bajo voltaje a un nivel de 3,3 o 5,0 V.
El circuito convertidor mostrado en la Fig. 21, contiene una pequeña cantidad de piezas externas (con bisagras).
Este dispositivo funciona según el principio tradicional descrito anteriormente. La frecuencia de funcionamiento del generador depende del voltaje de entrada y la corriente de carga y varía en un amplio rango, desde decenas de Hz hasta 100 kHz.
La magnitud del voltaje de salida está determinada por el lugar donde está conectado el pin 2 del microcircuito DA1: si está conectado a un bus común (ver Fig.21), el voltaje de salida del microcircuito KR1446PN1A es igual a 5,0 ± 0,25 V, pero si este pin está conectado al pin 6, entonces el voltaje de salida caerá a 3,3 ± 0,15 V. Para el microcircuito KR1446PN1B los valores serán 5,2±0,45 V y 3,44±0,29 V, respectivamente.
Corriente máxima de salida del convertidor - 100 mA. Chip MAX765 proporciona corriente de salida 200 mA a voltaje 5-6 y 300 mA bajo tensión 3,3 voltios. La eficiencia del convertidor es de hasta el 80%.
El propósito del pin 1 (SHDN) es desactivar temporalmente el convertidor conectando este pin al común. El voltaje de salida en este caso caerá a un valor ligeramente menor que el voltaje de entrada.
El LED HL1 está diseñado para indicar una reducción de emergencia en el voltaje de suministro (por debajo de 2 V), aunque el convertidor en sí es capaz de funcionar a valores de voltaje de entrada más bajos (hasta 1,25 6 y menos).
El inductor L1 está fabricado sobre un anillo K10x6x4,5 de ferrita M2000NM1. Contiene 28 vueltas de alambre PESHO de 0,5 mm y tiene una inductancia de 22 µH. Antes de enrollarlo, el anillo de ferrita se parte por la mitad, después de haberlo limado con una lima de diamante. Luego se pega el anillo con pegamento epoxi, instalando una junta de textolita de 0,5 mm de espesor en uno de los huecos resultantes.
La inductancia del inductor así obtenida depende en mayor medida del espesor del espacio y en menor medida de la permeabilidad magnética del núcleo y del número de vueltas de la bobina. Si acepta aumentar el nivel de interferencia electromagnética, puede utilizar un inductor tipo DM-2.4 con una inductancia de 20 μGh.
Los condensadores C2 y C5 son del tipo K53 (K53-18), C1 y C4 son cerámicos (para reducir el nivel de interferencia de alta frecuencia), VD1 es un diodo Schottky (1 N5818, 1 N5819, SR106, SR160, etc.).
Fuente de alimentación de CA Philips
El convertidor (fuente de alimentación Philips, Fig. 22) con una tensión de entrada de 220 V proporciona una tensión de salida estabilizada de 12 V con una potencia de carga de 2 W.
Arroz. 22. Esquema de alimentación de la red Philips.
La fuente de alimentación sin transformador (Fig. 23) está diseñada para alimentar receptores portátiles y de bolsillo desde una tensión de red alterna de 220 V. Hay que tener en cuenta que esta fuente no está aislada eléctricamente de la red de suministro. Con un voltaje de salida de 9 V y una corriente de carga de 50 mA, la fuente de alimentación consume aproximadamente 8 mA de la red.
Arroz. 23. Esquema de una fuente de energía sin transformador basada en un convertidor de voltaje por impulsos.
La tensión de red, rectificada por el puente de diodos VD1 - VD4 (Fig. 23), carga los condensadores C1 y C2. El tiempo de carga del condensador C2 está determinado por la constante del circuito R1, C2. En el primer momento después de encender el dispositivo, el tiristor VS1 está cerrado, pero a un cierto voltaje en el capacitor C2 se abrirá y conectará el circuito L1, NW, a este capacitor.
En este caso, el condensador S3 de gran capacidad se cargará desde el condensador C2. El voltaje en el condensador C2 disminuirá y en SZ aumentará.
La corriente a través del inductor L1, igual a cero en el primer momento después de abrir el tiristor, aumenta gradualmente hasta que se igualan los voltajes en los condensadores C2 y SZ. Tan pronto como esto suceda, el tiristor VS1 se cerrará, pero la energía almacenada en el inductor L1 mantendrá durante algún tiempo la corriente de carga del condensador SZ a través del diodo abierto VD5. A continuación, se cierra el diodo VD5 y comienza la descarga relativamente lenta del condensador SZ a través de la carga. El diodo Zener VD6 limita el voltaje a través de la carga.
Tan pronto como se cierra el tiristor VS1, el voltaje en el condensador C2 comienza a aumentar nuevamente. En algún momento, el tiristor se abre nuevamente y comienza un nuevo ciclo de funcionamiento del dispositivo. La frecuencia de apertura del tiristor es varias veces mayor que la frecuencia de pulsación de voltaje en el capacitor C1 y depende de las capacidades de los elementos del circuito R1, C2 y de los parámetros del tiristor VS1.
Los condensadores C1 y C2 son del tipo MBM para una tensión de al menos 250 V. El inductor L1 tiene una inductancia de 1...2 mH y una resistencia de no más de 0,5 ohmios. Está enrollado sobre un marco cilíndrico con un diámetro de 7 mm.
El ancho del devanado es de 10 mm, consta de cinco capas de alambre PEV-2 de 0,25 mm, enrolladas firmemente, vuelta a vuelta. En el orificio del marco se inserta un núcleo de sintonización SS2.8x12 hecho de ferrita M200NN-3. La inductancia del inductor puede variarse dentro de amplios límites y, en ocasiones, incluso eliminarse por completo.
Esquemas de dispositivos para conversión de energía.
Los diagramas de dispositivos para la conversión de energía se muestran en la Fig. 24 y 25. Son convertidores reductores de energía alimentados por rectificadores con condensador de extinción. Se estabiliza el voltaje en la salida de los dispositivos.
Arroz. 24. Esquema de un convertidor reductor de tensión con alimentación de red sin transformador.
Arroz. 25. Opción de circuito convertidor reductor de tensión con alimentación de red sin transformador.
Como dinistores VD4, se pueden utilizar análogos domésticos de bajo voltaje: KN102A, B. Al igual que el dispositivo anterior (Fig. 23), las fuentes de alimentación (Fig. 24 y 25) tienen una conexión galvánica con la red de suministro.
Convertidor de voltaje con almacenamiento de energía por impulsos.
En el convertidor de voltaje S. F. Sikolenko con "almacenamiento de energía de pulso" (Fig.26), los interruptores K1 y K2 están hechos en transistores KT630, el sistema de control (CS) está en un microcircuito de la serie K564.
Arroz. 26. Circuito de un convertidor de voltaje con acumulación de pulsos.
Condensador de almacenamiento C1 - 47 µF. Como fuente de alimentación se utiliza una batería de 9 V. El voltaje de salida con una resistencia de carga de 1 kOhm alcanza los 50 V. La eficiencia es del 80% y aumenta al 95% cuando se utilizan estructuras CMOS como RFLIN20L como elementos clave K1 y K2.
Convertidor de pulso-resonante
Convertidores de pulso-resonante diseñados por los llamados. N. M. Muzychenko, uno de los cuales se muestra en la Fig. 4.27, dependiendo de la forma de la corriente en el interruptor VT1, se dividen en tres tipos, en los que los elementos de conmutación se cierran con corriente cero y se abren con voltaje cero. En la etapa de conmutación, los convertidores funcionan como convertidores resonantes, y el resto, la mayor parte del período, como convertidores de impulsos.
Arroz. 27. Esquema de un convertidor de pulso-resonancia N. M. Muzychenko.
Una característica distintiva de tales convertidores es que su parte de potencia tiene la forma de un puente inductivo-capacitivo con un interruptor en una diagonal y con un interruptor y una fuente de alimentación en la otra. Estos esquemas (Fig. 27) son muy eficientes.
