Tengo que construir el circuito que se muestra a continuación como tarea, es una fuente de alimentación con conmutación de energía frecuente; pero el esquema está incompleto ... Debería agregar otro circuito que controle el convertidor de polaridad de voltaje (Cuatro transistores). El circuito genera pulsos de corriente de alta frecuencia.
¿Alguien tiene una idea?
El punto de partida que tomaría con este circuito es dividir el diagrama en bloques funcionales (o subsistemas). Leyendo el circuito desde ENTRADA - > - SALIDA (De izquierda a derecha como se dibuja)
Bloque 1.
En el lado izquierdo tenemos 4 DIODOS dispuestos en una configuración de puente rectificador convencional (onda completa) que convierte la entrada de CA en DC (con baches). C1 es el condensador de suavizado que elimina los golpes (con suerte) y R es una resistencia de circuito real o "implícita" para limitar la corriente de carga inicial al condensador. La salida a través de C1 es (o debería ser) DC suave. ~ (constante de tiempo de carga (Segundos) = R (ohmios) x C (Faradios)) - hasta ahora este es un circuito muy estándar y no requiere más cambios.
Bloque 2
Los cuatro transistores NPN (T1 - > - T4) y la bobina PRIMARIA del transformador.
Los transistores son básicamente PARES conmutados.
Cuando se encienden T1 y T4, una corriente fluirá a través de la BOBINA PRIMARIA (N1) de modo que la conexión TOP sea POSITIVA y la conexión BOTTOM sea NEGATIVA, es decir, el flujo de corriente convencional es TOP (+) a BOTTOM (-).
Cuando T2 y T3 se encienden, la parte inferior de la bobina se vuelve POSITIVA y la conexión SUPERIOR se vuelve NEGATIVA. es decir, el flujo de corriente es INFERIOR (+) a TOP (-) produciendo así una Corriente Alterna (AC) a través de la bobina primaria al cambiar la dirección del DC.
Lo que está FALTANDO de este bloque es el sistema de control electrónico para encender cada par de transistores ENCENDIDO y APAGADO, lo que garantiza que EN NINGÚN TIEMPO estén TODOS los transistores encendidos (desagradable las cosas sucederán y el humo azul mágico que hace que todos los dispositivos electrónicos funcionen se escapará y nunca volverá a funcionar.
Bloque 3
La división SECUNDARIA del transformador con 2 DIODOS, un INDUCTOR (L) y un CAPACITOR de suavizado C2.
Este es un circuito estándar para la rectificación y el alisado de FULLWAVE desde un transformador de toma central. No requiere ninguna adición o modificación. El inductor es muy bueno para eliminar picos que serán generados por la acción de conmutación de los transistores.
Hacia una solución.
Habiendo analizado el circuito de esta manera, solo BLOQUE 2 necesita circuitos adicionales.
En el caso más simple, esto consistiría en un oscilador SQUAREWAVE (ciclo de trabajo del 50%) con salidas COMPLIMENTARIAS. por ejemplo, un simple 555 astable seguido de un circuito de 'dividir por 2' como un flip flop tipo JK o D. El 555 funcionaría a DOS VECES la frecuencia de conmutación. . El divisor establecerá el ciclo de trabajo en 1: 1 (ON a OFF)
También agregaría CUATRO diodos de amortiguación a través de los transistores (C-E) (los diodos se conectaron de manera "incorrecta" para evitar el daño del transistor desde la parte trasera de la EMF cuando la corriente aunque el inductor primario está apagado).
Desde la salida 'Q' del divisor, conecte las bases de T1 y T4 a través de resistencias separadas. Desde la salida 'NO Q' conecte las bases de T2 y T3 a través de resistencias separadas.
Esta es una solución de circuito muy teórica y simplista: no se tiene en cuenta la interconexión correcta de las señales de control, el tiempo de la señal, el tipo, el control de realimentación, etc. La entrada de conmutación es solo una simple onda cuadrada.
EDIT 1 (información adicional)
Protegiendo los transistores del controlador de la parte posterior e.m.f. cuando se cambia una carga inductiva.
La activación de la carga no es un problema, ya que el inductor hará que la corriente aumente lentamente (constante de tiempo L / R). El problema ocurre cuando el transistor se apaga: el campo magnético del inductor se colapsa e induce un voltaje muy alto (E proporcional a dB / dT) en la dirección inversa (retroceso e.m.f). El resultado es que este voltaje aparece a través del transistor en la dirección incorrecta y lo destruye rápidamente. Un diodo conectado a través del transistor en dirección inversa al flujo normal de corriente actuará como un cortocircuito y limitará la tensión inversa a través del transistor a aproximadamente 0.7V.
Lo que tienes es un convertidor de puente completo en el lenguaje de la fuente de alimentación.
T1 y T4 se activan juntos, seguidos de T2 y T3, que excitan el devanado primario con polaridad opuesta. El secundario es un simple rectificador de toma central que, junto con el filtro LC, le proporciona salida de CC.
En el modo continuo, la salida es una función de la tensión de entrada, el transformador gira la relación y el ciclo de trabajo en el que conduce el puente:
\ $ V_ {out} = \ dfrac {N_s} {N_p} \ cdot V_ {in} \ cdot D \ $
donde \ $ N_s \ $ es el número de giros secundarios por sección de devanado (la mitad del total de giros), \ $ N_p \ $ es el número de giros primarios y \ $ D \ $ es el ciclo de trabajo.
Por ejemplo, a una entrada de 400 V, una relación de 14: 1: 1 y un ciclo de trabajo del 45%,
\ $ V_ {out} = \ dfrac {1} {14} \ cdot 400V \ cdot 0.45 = 12.857V \ $ (asumiendo diodos ideales, etc.)
Esta topología está controlada por la modulación de ancho de pulso: una tensión de error en el secundario se compara con una tensión de referencia, lo que produce un cambio en el ciclo de trabajo que intenta poner a cero la tensión de error. Hay muchos circuitos integrados de control que implementan un esquema completo de control de convertidor de puente.
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