L'articolo utilizza materiali tratti da un articolo di Alexey Efremov. L'idea di sviluppare un dispositivo di avvio graduale per un alimentatore mi è venuta molto tempo fa e, a prima vista, avrebbe dovuto essere implementato in modo abbastanza semplice. Una soluzione approssimativa è stata proposta da Alexey Efremov nell'articolo sopra menzionato. Ha anche basato il dispositivo su una chiave basata su un potente transistor ad alta tensione.
La catena della chiave può essere rappresentata graficamente in questo modo:
È chiaro che quando SA1 è chiuso l'avvolgimento primario del trasformatore di potenza è effettivamente collegato alla rete. Perché esiste un ponte a diodi? - fornire alimentazione in corrente continua all'interruttore sul transistor.
Circuito con interruttore a transistor:
Le valutazioni fornite del divisore sono un po' confuse... anche se rimane la speranza che il dispositivo non fumi o scoppi, sorgono dei dubbi. Eppure ho provato un'opzione simile. Solo che ho scelto un alimentatore più innocuo - 26 V, ovviamente, ho scelto altri valori di resistenza e ho utilizzato non un trasformatore come carico, ma una lampada a incandescenza da 28 V/10 W. E il transistor chiave utilizzava BU508A.
I miei esperimenti hanno dimostrato che un partitore resistivo abbassa con successo la tensione, ma la corrente in uscita da tale sorgente è molto piccola (la giunzione BE ha una bassa resistenza interna) e la tensione ai capi del condensatore diminuisce in modo significativo. In ogni caso, non ho rischiato di ridurre all'infinito il valore del resistore nel braccio superiore: anche se troviamo la corretta distribuzione di corrente nei bracci e la transizione è satura, sarà comunque solo attenuata, ma non uniforme inizio.
Secondo me una partenza davvero soft dovrebbe avvenire in almeno 2 fasi; Innanzitutto, il transistor della chiave si apre leggermente: saranno sufficienti un paio di secondi per ricaricare gli elettroliti del filtro nell'alimentatore con una corrente debole. E nella seconda fase è già necessario garantire la completa apertura del transistor. Il circuito doveva essere alquanto complicato; oltre a dividere il processo in 2 stadi (stadi), ho deciso di realizzare l'interruttore composito (circuito Darlington) e come sorgente di tensione di controllo, ho deciso di utilizzare uno step separato a basso consumo -trasformatore basso.
*Valori nominali del resistore R 3 e del trimmer R 5. Per ottenere una tensione di alimentazione del circuito di 5,1 V, la resistenza totale R 3 + R 5 deve essere di 740 Ohm (con R 4 = 240 Ohm selezionato). Ad esempio, per garantire la regolazione con un piccolo margine, R 3 può essere preso rispettivamente a 500-640 Ohm, R 5 - 300-200 Ohm.
Credo che non vi sia alcuna necessità particolare di descrivere in dettaglio il funzionamento del sistema. In breve, il primo stadio viene lanciato da VT4, il secondo viene lanciato da VT2 e VT1 prevede un ritardo nell'accensione del secondo stadio. Nel caso di dispositivo “a riposo” (tutti gli elettroliti sono completamente scarichi), la prima fase inizia dopo 4 secondi. dopo l'accensione e dopo altri 5 secondi. inizia la seconda fase. Se il dispositivo viene disconnesso dalla rete e riacceso; la prima fase inizia dopo 2 secondi e la seconda dopo 3...4 secondi.
Un piccolo ritocco:
L'intera configurazione si riduce all'impostazione della tensione a circuito aperto sull'uscita dello stabilizzatore, impostarla ruotando R5 su 5,1 V. Quindi collegare l'uscita dello stabilizzatore al circuito.
Puoi anche scegliere il valore del resistore R2 secondo i tuoi gusti: più basso è il valore, più la chiave sarà aperta nella prima fase. Al valore nominale indicato nel diagramma, la tensione al carico = 1/5 della massima.
E puoi modificare le capacità dei condensatori C2, C3, C4 e C5 se desideri modificare il tempo di attivazione degli stadi o il ritardo di attivazione del 2° stadio. Il transistor BU508A deve essere installato su un dissipatore con una superficie di 70...100mm2. Si consiglia di dotare i rimanenti transistor di piccoli dissipatori di calore. La potenza di tutti i resistori nel circuito può essere 0,125 W (o più).
Ponte a diodi VD1 - qualsiasi normale per 10 A, VD2 - qualsiasi normale per 1 A.
La tensione nell'avvolgimento secondario TR2 va da 8 a 20 V.
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Durante la progettazione alimentatori dell'amplificatore Spesso sorgono problemi che non hanno nulla a che fare con l'amplificatore stesso o che sono una conseguenza dell'elemento base utilizzato. Quindi negli alimentatori amplificatori a transistor Con potenze elevate, spesso sorge il problema di implementare un'accensione graduale dell'alimentatore, ovvero di garantire una carica lenta dei condensatori elettrolitici nel filtro di livellamento, che può avere una capacità molto significativa e, senza adottare misure adeguate, semplicemente danneggiare i diodi raddrizzatori al momento dell'accensione.
Negli alimentatori per amplificatori a valvole di qualsiasi potenza è necessario prevedere un ritardo di alimentazione alta tensione anodica prima di riscaldare le lampade, per evitare un esaurimento prematuro del catodo e, di conseguenza, una significativa riduzione della durata della lampada. Naturalmente, quando si utilizza un raddrizzatore kenotron, questo problema si risolve da solo. Ma se si utilizza un raddrizzatore a ponte convenzionale con filtro LC, non si può fare a meno di un dispositivo aggiuntivo.
Entrambi i problemi di cui sopra possono essere risolti con un semplice dispositivo che può essere facilmente integrato sia in un transistor che in un amplificatore a valvole.
Schema del dispositivo.
Lo schema schematico del dispositivo di avvio graduale è mostrato in figura:
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La tensione alternata sull'avvolgimento secondario del trasformatore TP1 viene raddrizzata dal ponte di diodi Br1 e stabilizzata dallo stabilizzatore integrato VR1. Il resistore R1 garantisce una carica regolare del condensatore C3. Quando la tensione ai suoi capi raggiunge un valore di soglia, il transistor T1 si aprirà, facendo funzionare il relè Rel1. Il resistore R2 garantisce la scarica del condensatore C3 quando il dispositivo è spento.
Opzioni di inclusione.
Il gruppo di contatti relè Rel1 viene collegato in base al tipo di amplificatore e all'organizzazione dell'alimentazione.
Ad esempio, per garantire una carica regolare dei condensatori nell'alimentatore amplificatore di potenza a transistor, il dispositivo presentato può essere utilizzato per bypassare il resistore di zavorra dopo aver caricato i condensatori al fine di eliminare le perdite di potenza su di esso. Una possibile opzione di connessione è mostrata nello schema:
I valori del fusibile e della resistenza di zavorra non sono indicati, poiché vengono selezionati in base alla potenza dell'amplificatore e alla capacità dei condensatori del filtro di livellamento.
In un amplificatore a valvole, il dispositivo presentato aiuterà a organizzare il ritardo dell'alimentazione alta tensione anodica prima che le lampade si riscaldino, il che può prolungarne notevolmente la durata. Una possibile opzione di inclusione è mostrata in figura:
Il circuito di ritardo qui viene attivato contemporaneamente al trasformatore di filamento. Dopo che le lampade si sono riscaldate, il relè Rel1 si accenderà, a seguito del quale la tensione di rete verrà fornita al trasformatore anodico.
Se l'amplificatore utilizza un trasformatore per alimentare sia i circuiti del filamento della lampada che la tensione dell'anodo, il gruppo di contatti del relè deve essere spostato sul circuito dell'avvolgimento secondario tensione anodica.
Elementi del circuito di ritardo all'inserimento (soft start):
- Fusibile: 220 V 100 mA,
- Trasformatore: qualsiasi a bassa potenza con una tensione di uscita di 12-14 V,
- Ponte a diodi: qualsiasi di piccole dimensioni con parametri 35 V/1 A e superiori,
- Condensatori: C1 - 1000uF 35V, C2 - 100nF 63V, C3 - 100uF 25V,
- Resistenze: R1 - 220 kOhm, R2 - 120 kOhm,
- Transistor: IRF510,
- Stabilizzatore integrale: 7809, LM7809, L7809, MC7809 (7812),
- Relè: con una tensione di avvolgimento di funzionamento di 9 V (12 V per 7812) e un gruppo di contatti di potenza adeguata.
A causa del basso consumo di corrente, è possibile montare il chip stabilizzatore e il transistor ad effetto di campo senza radiatori.
Tuttavia, qualcuno potrebbe avere l'idea di abbandonare il trasformatore aggiuntivo, anche se di piccole dimensioni, e alimentare il circuito di ritardo dalla tensione del filamento. Considerando che il valore standard della tensione del filamento è di ~6,3V, dovrete sostituire lo stabilizzatore L7809 con un L7805 ed utilizzare un relè con tensione di funzionamento dell'avvolgimento di 5V. Tali relè di solito consumano una corrente significativa, nel qual caso il microcircuito e il transistor dovranno essere dotati di piccoli radiatori.
Quando si utilizza un relè con avvolgimento a 12 V (in qualche modo più comune), il chip stabilizzatore integrato deve essere sostituito con un 7812 (L7812, LM7812, MC7812).
Con i valori del resistore R1 e del condensatore C3 indicati nello schema ritardo le inclusioni sono dell'ordine 20 secondi. Per aumentare l'intervallo di tempo è necessario aumentare la capacità del condensatore C3.
L'articolo è stato preparato sulla base dei materiali della rivista "Audio Express"
Traduzione gratuita a cura del Direttore di RadioGazeta.
I progettisti di apparecchiature di amplificazione del suono affrontano quasi sempre il problema di proteggere l'UMZCH e il suo alimentatore da sovraccarichi di impulsi quando la tensione di rete è attivata. Le descrizioni di tali dispositivi sono state più volte pubblicate sulle pagine della rivista. Tuttavia, alcuni di essi proteggono solo l'UMZCH stesso, lasciando l'alimentatore non protetto, mentre altri forniscono un aumento non graduale, ma graduale della tensione di rete. Il dispositivo presentato ai nostri lettori, che implementa l'attivazione “soft” dell'UMZCH, non presenta questi svantaggi. Non dispone di relè di commutazione, il che consente di aumentare l'affidabilità dell'unità di protezione e ridurne le dimensioni.
Il diagramma schematico del dispositivo di accensione "soft" UMZCH è mostrato in figura. Il transistor VT1 attraverso il ponte a diodi VD1-VD4 è collegato in serie con l'avvolgimento primario del trasformatore T1 dell'alimentatore. La scelta di un MOSFET con gate isolato è dovuta all'elevata impedenza di ingresso del suo circuito di controllo, che riduce il consumo energetico.
L'unità di controllo è composta da circuiti che generano tensione al gate del transistor VT1 e un interruttore elettronico sui transistor VT2, VT3. Il primo circuito è formato dagli elementi VD5, C1, R1 - R3, VD7, C4, che impostano la tensione iniziale al gate del transistor VT1. Il secondo include gli elementi VD8, R4, R5, C2, C3, che forniscono un aumento graduale della tensione al gate del transistor VT1. Il diodo Zener VD6 limita la tensione al gate del transistor VT1 e lo protegge dai guasti.
Nello stato iniziale, i condensatori dei circuiti dell'unità di controllo sono scaricati, quindi, nel momento in cui i contatti dell'interruttore di rete SB1 sono chiusi, la tensione al gate del transistor VT1 rispetto alla sua sorgente è zero e non c'è corrente nel circuito sorgente-scarico. Ciò significa che anche la corrente nell'avvolgimento primario del trasformatore T1 e la caduta di tensione ai suoi capi sono pari a zero. Con l'arrivo del primo semiciclo positivo della tensione di rete, il condensatore C1 inizia a caricarsi attraverso il circuito VD5, VD3 e durante questo semiciclo viene caricato al valore di ampiezza della tensione di rete.
Il diodo Zener VD7 stabilizza la tensione sul divisore R2R3. La tensione sul braccio inferiore del resistore di sintonia R3 nel circuito determina la tensione iniziale gate-source del transistor VT1, che è impostata vicino al valore di soglia di 2...4 V. Dopo diversi periodi della tensione di rete, gli impulsi di corrente che fluiscono attraverso il condensatore C2 lo caricheranno ad una tensione superiore alla tensione di interruzione del transistor VT3.
L'interruttore elettronico sui transistor VT2, VT3 si chiude e il condensatore C3 inizia a caricarsi attraverso il circuito VD8, R4, R5, R3, VD3. La tensione gate-source del transistor VT1 è determinata in questo momento dalla somma della tensione sul braccio inferiore del resistore R3 e dalla tensione gradualmente crescente sul condensatore C3. All'aumentare di questa tensione, il transistor VT1 si apre e la resistenza del suo canale source-drain diventa minima. Di conseguenza, la tensione sull'avvolgimento primario del trasformatore T1 aumenta gradualmente quasi al valore della tensione di rete. Un ulteriore aumento della tensione gate-source del transistor VT1 è limitato dal diodo zener VD6. In stato stazionario, la caduta di tensione sui diodi del ponte VD1-VD4 e del transistor VT1 non supera 2...3 W, quindi ciò praticamente non influisce sull'ulteriore funzionamento dell'alimentatore UMZCH. La durata della modalità operativa più severa del transistor VT1 non supera i 2...4 s, quindi la potenza dissipata da esso è ridotta. Il condensatore C4 elimina l'ondulazione di tensione sulla giunzione gate-source del transistor VT1. creato dagli impulsi della corrente di carica del condensatore C3 sul braccio inferiore del resistore R3.
Un interruttore elettronico sui transistor VT2, VT3 scarica rapidamente il condensatore C3 dopo aver spento l'alimentazione UMZCH o durante interruzioni di corrente a breve termine e prepara l'unità di controllo per il riavvio.
La versione dell'autore del dispositivo di protezione utilizza un condensatore importato prodotto da Gloria (C1), oltre a quelli domestici: K53-1 (C2, C4) e K52-1 (C3). Tutti i resistori fissi sono MLT, il resistore di regolazione R3 è SP5-3. Il transistor KP707V (VT1) può essere sostituito, ad esempio, con un altro. KP809D. È importante che la resistenza del suo canale nello stato aperto sia minima e che la tensione massima di source-drain sia di almeno 350 V. Invece del transistor KT3102B (VT2), è consentito utilizzare KT3102V e KT3102D e invece di KP103I (VTЗ) - KP103Zh.
Il transistor VT1 è dotato di un piccolo dissipatore di calore con una superficie di 10...50 cm2.
La configurazione del dispositivo consiste nel selezionare la posizione ottimale del trimmer resistore R3. Inizialmente viene installato nella posizione inferiore (secondo lo schema) e collegato tramite un divisore ad alta resistenza all'avvolgimento primario del trasformatore
Oscilloscopio T1. Quindi i contatti dell'interruttore SB1 vengono chiusi e, spostando il cursore del resistore R3, si osserva il processo di aumento dell'ampiezza della tensione sull'avvolgimento primario del trasformatore. Il motore viene lasciato in una posizione in cui l'intervallo di tempo tra l'accensione di SB1 e l'inizio dell'aumento dell'ampiezza della tensione sull'avvolgimento T1 è minimo. Se necessario, selezionare la capacità del condensatore C3.
Il dispositivo è stato testato con un prototipo UMZCH, simile nella struttura all'amplificatore descritto nell'articolo di A. Orlov "UMZCH con amplificazione di tensione a stadio singolo" (vedi "Radio". 1997, n. 12, pp. 14 - 16) . Il picco di tensione all'uscita dell'UMZCH all'accensione non ha superato 1,5 V
Questo semplice dispositivo può migliorare l'affidabilità delle tue apparecchiature radio e ridurre le interferenze di rete quando sono accese.
Qualsiasi alimentatore per apparecchiature radio contiene diodi raddrizzatori e condensatori ad alta capacità. Nel momento iniziale in cui si accende l'alimentazione di rete, si verifica un salto di corrente impulsiva, mentre i condensatori del filtro vengono caricati. L'ampiezza dell'impulso di corrente dipende dal valore della capacità e dalla tensione all'uscita del raddrizzatore. Pertanto, con una tensione di 45 V e una capacità di 10.000 μF, la corrente di carica di un tale condensatore può essere di 12 A. In questo caso, il trasformatore e i diodi raddrizzatori funzionano brevemente in modalità cortocircuito.
Per eliminare il pericolo di guasto di questi elementi riducendo la corrente di spunto al momento della prima accensione, si utilizza quella mostrata in Fig.. diagramma 1.7. Consente inoltre di alleggerire le modalità di altri elementi nell'amplificatore durante i processi transitori.
Riso. 1.7
Nel momento iniziale, quando viene applicata l'alimentazione, i condensatori C2 e SZ verranno caricati tramite i resistori R2 e R3: limitano la corrente a un valore sicuro per le parti del raddrizzatore.
Dopo 1...2 secondi, dopo che il condensatore C1 si è caricato e la tensione sul relè K1 aumenta fino a un valore al quale funzionerà e bypasserà i resistori limitatori R2, R3 con i suoi contatti K1.1 e K1.2.
Il dispositivo può utilizzare qualsiasi relè con una tensione operativa inferiore a quella all'uscita del raddrizzatore e il resistore R1 è selezionato in modo tale che la tensione "in eccesso" scenda su di esso. I contatti del relè devono essere progettati per la corrente massima operativa nei circuiti di alimentazione dell'amplificatore. Il circuito utilizza un relè RES47 RF4.500.407-00 (RF4.500.407-07 o altri) con una tensione operativa nominale di 27 V (resistenza dell'avvolgimento 650 Ohm; la corrente commutata dai contatti può arrivare fino a 3 A). Infatti, il relè funziona già a 16...17 V, e il resistore R1 è selezionato come 1 kOhm, e la tensione ai capi del relè sarà 19...20 V.
Condensatore C1 tipo K50-29-25V o K50-35-25V. Resistori R1 tipo MLT-2, R2 e R3 tipo S5-35V-10 (PEV-10) o simili. I valori dei resistori R2, R3 dipendono dalla corrente di carico e la loro resistenza può essere significativamente ridotta.
Riso. 1.8
Il secondo diagramma mostrato in Fig. 1.8, svolge lo stesso compito, ma consente di ridurre le dimensioni del dispositivo utilizzando un condensatore di temporizzazione C1 di capacità inferiore. Il transistor VT1 attiva il relè K1 con un ritardo dopo la carica del condensatore C1 (tipo K53-1A). Il circuito consente inoltre, invece di commutare i circuiti secondari, di fornire un'alimentazione di tensione graduale all'avvolgimento primario. In questo caso è possibile utilizzare un relè con un solo gruppo di contatti.
Il valore della resistenza R1 (PEV-25) dipende dalla potenza del carico ed è selezionato in modo tale che la tensione nell'avvolgimento secondario del trasformatore sia pari al 70% del valore nominale quando il resistore è acceso (47...300 Ohm) .
L'impostazione del circuito consiste nell'impostare il tempo di ritardo per l'accensione del relè selezionando il valore del resistore R2 e selezionando R1.
I circuiti forniti possono essere utilizzati nella fabbricazione di un nuovo amplificatore o nella modernizzazione di quelli esistenti, compresi quelli industriali.
Rispetto ad apparecchi simili per tensione di alimentazione a due stadi riportati in varie riviste, quelli qui descritti sono i più semplici.
Circuito di accensione graduale (avvio graduale o passo-passo) per un amplificatore di potenza a bassa frequenza o altro dispositivo. Questo semplice dispositivo può migliorare l'affidabilità delle tue apparecchiature radio e ridurre le interferenze di rete quando sono accese.
Diagramma schematico
Qualsiasi alimentatore per apparecchiature radio contiene diodi raddrizzatori e condensatori ad alta capacità. Al momento dell'accensione della rete, si verifica un salto di corrente impulsiva mentre i condensatori del filtro vengono caricati.
L'ampiezza dell'impulso di corrente dipende dal valore della capacità e dalla tensione all'uscita del raddrizzatore. Pertanto, con una tensione di 45 V e una capacità di 10.000 μF, la corrente di carica di un tale condensatore può essere di 12 A. In questo caso, il trasformatore e i diodi raddrizzatori funzionano brevemente in modalità cortocircuito.
Per eliminare il pericolo di guasto di questi elementi riducendo la corrente di spunto al momento dell'accensione iniziale, viene utilizzato il circuito mostrato in Figura 1. Consente inoltre di alleggerire le modalità di altri elementi nell'amplificatore durante i processi transitori.
Riso. 1. Schema schematico dell'accensione regolare di una fonte di alimentazione tramite un relè.
Nel momento iniziale, quando viene applicata l'alimentazione, i condensatori C2 e C3 verranno caricati tramite i resistori R2 e R3: limitano la corrente a un valore sicuro per le parti del raddrizzatore.
Dopo 1...2 secondi, dopo che il condensatore C1 si è caricato e la tensione sul relè K1 aumenta fino a un valore al quale funzionerà e, con i suoi contatti K1.1 e K1.2, bypasserà i resistori di limitazione R2, R3.
Il dispositivo può utilizzare qualsiasi relè con una tensione operativa inferiore a quella all'uscita del raddrizzatore e il resistore R1 è selezionato in modo tale che la tensione "in eccesso" scenda su di esso. I contatti del relè devono essere progettati per la corrente massima operativa nei circuiti di alimentazione dell'amplificatore.
Il circuito utilizza un relè RES47 RF4.500.407-00 (RF4.500.407-07 o altri) con una tensione operativa nominale di 27 V (resistenza dell'avvolgimento 650 Ohm; la corrente commutata dai contatti può arrivare fino a 3 A). Infatti, il relè funziona già a 16...17 V, e il resistore R1 è selezionato come 1 kOhm, e la tensione ai capi del relè sarà 19...20 V.
Condensatore C1 tipo K50-29-25V o K50-35-25V. Resistori R1 tipo MLT-2, R2 e R3 tipo S5-35V-10 (PEV-10) o simili. I valori dei resistori R2, R3 dipendono dalla corrente di carico e la loro resistenza può essere significativamente ridotta.
Circuito del dispositivo migliorato
Il secondo diagramma mostrato in Fig. 2, svolge lo stesso compito, ma consente di ridurre le dimensioni del dispositivo utilizzando un condensatore di temporizzazione C1 di capacità inferiore.
Il transistor VT1 attiva il relè K1 con un ritardo dopo la carica del condensatore C1 (tipo K53-1A). Il circuito consente inoltre, invece di commutare i circuiti secondari, di fornire un'alimentazione di tensione graduale all'avvolgimento primario. In questo caso è possibile utilizzare un relè con un solo gruppo di contatti.
Riso. 2. Schema circuitale migliorato per l'accensione graduale dell'alimentatore UMZCH.
Il valore della resistenza R1 (PEV-25) dipende dalla potenza del carico ed è selezionato in modo tale che la tensione nell'avvolgimento secondario del trasformatore sia pari al 70% del valore nominale quando il resistore è acceso (47...300 Ohm) . L'impostazione del circuito consiste nell'impostare il tempo di ritardo per l'accensione del relè selezionando il valore del resistore R2 e selezionando R1.
Insomma
I circuiti forniti possono essere utilizzati nella fabbricazione di un nuovo amplificatore o nella modernizzazione di quelli esistenti, compresi quelli industriali.
Rispetto ad apparecchi simili per tensione di alimentazione a due stadi riportati in varie riviste, quelli qui descritti sono i più semplici.
Fonte originale: sconosciuta.
