60Hz 클럭용 전력 변환기. 계획, 설명

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60Hz 클럭 전력 변환기

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일부 수입 가전제품에는 60Hz 공급 전압이 필요합니다. 예를 들어 클록에서 이 주파수는 마스터 오실레이터의 기준으로 사용됩니다. 정상적인 작동을 보장하기 위해 기사 작성자는 간단한 변환기를 사용하여 원하는 주파수의 공급 전압을 얻을 것을 제안합니다.

문제가 발생했습니다. 미국의 지인이 가져온 알람 시계와 라디오 수신기가 포함된 아름다운 데스크탑 전자 시계에는 110V 60Hz의 전원 공급 장치가 필요합니다. 이미 러시아에서 구입했지만 "입력: 220V 50Hz. 출력: 110V 60Hz"라는 문구가 있는 제조업체를 알 수 없는 어댑터를 통해 네트워크에 연결하면 시계가 작동하지만 시간당 10분 정도 지연됩니다. 라디오가 제대로 작동하고 있습니다. 무엇을 해야 할까요?

"개방"은 시계가 주전원을 기준 주파수 신호의 소스로 사용하고 어댑터에는 변압기와 스위치 외에는 아무것도 없음을 보여줍니다. 네트워크 빈도에 따라 시계는 시간당 60분이 아니라 50분만 "계산"됩니다.

문제를 해결하기 위해 다음과 같은 방법이 확인되었습니다. 60Hz 생성기를 클록에 구축하거나 전압뿐만 아니라 전력 주파수에 대한 변환기를 만드는 것입니다. 시계 회로가 부족하고 다른 사람의 것을 망치는 것을 꺼리는 점을 고려하여 특히 가장 밝은 시간 표시와 최대 수신기 볼륨을 사용하더라도 1.5W 이하가 필요했기 때문에 두 번째 방법을 선택해야 했습니다.

개발 된 장치의 구성표가 그림에 나와 있습니다.

60Hz 클럭 전력 변환기

변환은 두 단계로 수행됩니다. 먼저 220V의 주전원 전압이 다이오드 브리지 VD1-VD4에 의해 정류된 다음 얻은 DC 전압에서 60Hz의 교류 주파수가 형성됩니다. 마스터 발진기는 발진기 자체와 바이너리 주파수 분배기를 포함하는 "클럭" 칩 K176IE5(DDI)에 조립됩니다. 32768Hz의 석영 공진기가 포함된 표준 포함에서 5Hz 주파수의 펄스는 이 마이크로 회로의 핀 1에서 수신됩니다. 60Hz로 높이려면 석영 공진기의 주파수를 같은 양(32768 * 60 \u1966080d 983040Hz)만큼 높여야 합니다. 30720 또는 4Hz의 주파수에서 공진기를 사용할 수도 있습니다. 출력 신호가 각각 마이크로 회로의 핀 1 또는 XNUMX에서 제거되는 경우.

VD5 제너 다이오드와 R5 저항의 가장 간단한 파라메트릭 안정기를 통해 DDI 칩에 공급됩니다.

60Hz 주파수의 수신된 직사각형 신호는 트랜지스터 VT1의 전자 키를 제어합니다. 순차 푸시풀 회로에 포함된 VT2. 첫 번째 반주기에서 DDI 출력의 전압 레벨이 높을 때 소켓 XS1 부하에 연결된 전류는 커패시터 C2 및 C3의 연결점에서 저항 R2를 통해 커패시터 C9의 음극 단자로 흐릅니다. 다이오드 VU6 및 개방형 트랜지스터 VT2. 이 때 트랜지스터 VT1은 다이오드 VD0,6에 해당하는 이미 터 접합에 약 6V의 폐쇄 전압이 적용되므로 닫히고 커패시터 C3은 충전되고 C2는 방전됩니다.

두 번째 반주기에서는 출력 DD1의 전압 레벨이 낮고 트랜지스터 VT2가 닫힙니다. 그러나 트랜지스터 VT1은 기본 회로에 전류가 흐르기 때문에 열려 있습니다. 커패시터 C7 양단의 저항 R6에 적용된 전압에 의해 생성됩니다. 개방형 트랜지스터 VT3을 통해 커패시터 C1의 양극 단자에서 전류가 부하를 통해 반대 방향으로 흘러 커패시터 C2를 충전하고 C3을 방전합니다. "전압 부스트"(커패시터 C6)가 없는 경우 트랜지스터 VT1을 완전히 열려면 저항 R6 및 R7의 저항을 여러 번 줄여야 합니다. 그리고 트랜지스터 VT2. 열려 있으면 이 저항기를 통해 흐르는 전류가 추가로 로드됩니다.

정상 상태에서 커패시터 C2와 C3의 전압은 서로 동일하고 변환기의 출력에서 진폭 60V (반 정류)의 직사각형 모양의 주파수 150Hz의 교류 전압입니다. . 그럴 것 같습니다. 문제 해결 그러나 유효 값이 150V인 정현파의 진폭은 9V에 가깝지만 이러한 진폭의 직사각형 전압은 특정 클록에 전력을 공급하기에는 너무 많은 것으로 나타났습니다. 어느 정도 낮추어 매끄럽게 만드는 조치를 취해야 했습니다. 이를 위해 저항 R5와 커패시터 C60가 설계되었습니다. 그 커패시턴스는 클록에 존재하는 전력 변압기의 XNUMX차 권선을 사용하여 XNUMXHz의 주파수로 조정된 발진 회로를 형성하도록 선택됩니다. 결과적으로 출력 전압의 급격한 에지가 완화되고 클록에 소비되는 전류가 약간 감소합니다.

마지막 점을 더 자세히 설명해야 합니다. 모든 변압기는 일부 반응성(유도성) 전류를 소비하는 것으로 알려져 있습니다. 자기 회로의 자화로 이동합니다. XNUMX차 권선과 병렬로 커패시터를 연결함으로써 전력선에 또 다른 무효 전류를 생성합니다. 그러나 용량성, 역위상 유도성. 무효 전류가 보상되고 장치는 유효 전류만 소비합니다. 부하에 따라 다름. 이는 커패시터와 XNUMX차 권선의 리액턴스가 동일할 때 달성됩니다(공진). 물론 변압기의 자화 무효 전류는 어디에서나 사라지지 않고 현재 회로가 아니라 공급선에서 순환합니다. 변압기가 네트워크에 직접 연결되면 이러한 "사소한 것"은 중요하지 않을 수 있지만 고전력을 사용하지 않고 "라이브" 트랜지스터에 의해 전류가 제공되면 전류를 줄이는 것이 매우 유용합니다.

실제로 커패시터 C5는 avometer에 표시된 최소 전류에 따라 선택되었습니다. 네트워크 전선 중 하나가 끊어지면 직렬로 포함됩니다. 커패시터가 없으면 전류는 약 25였습니다. 그리고 용량이 0.25uF - 15mA 미만인 커패시터를 사용합니다.

변환기의 세부 사항에 대해. 트리머 커패시터 C1 세라믹 KPK-M. 시계를 조정하는 역할을 합니다. 커패시터 C4 - 모든 소형 세라믹. 마이크로 회로 근처에 직접 설치됩니다. 커패시터 C5 및 C6은 최소 160V의 전압에 대해 모든 유형이 될 수 있습니다. 필터 C2의 산화물 커패시터의 커패시턴스. C3이 지정된 것보다 많을 수 있습니다. 다이어그램에 표시된 정격 전력 이상의 모든 MLT 저항기. 최대 정류 전류가 50 ... 100 mA 이상이고 역 전압이 300 V 이상인 모든 정류기 다이오드가 적합합니다. 다른 트랜지스터도 선택할 수 있지만 허용되는 콜렉터 전류 및 전압은 KT604A.

인쇄 회로 기판의 크기와 부품 배열은 유형과 케이스 디자인에 따라 크게 달라지므로 인쇄 회로 기판의 스케치는 제공되지 않습니다. 저자는 충전기 ZU-D-0.1의 케이스에 네트워크 파일(XP1로 사용됨)을 사용하여 변환기를 조립했습니다. 하우징 끝벽 중 하나에 플랫 접점이 있는 수입 메인 플러그용 XS1 소켓을 설치해야 합니다. 약간의 개선을 거친 후에는 라디오 방송 네트워크용 소켓이 적합합니다. 케이스에는 여러 개의 통풍구가 제공되어야하며 시트 황동으로 만든 탄력있는 "별"형태로 트랜지스터에 작은 방열판을 배치하는 것이 좋습니다. 결국 XNUMX 시간 작동 중에는 트랜지스터가 작동하지만 많지는 않지만 열을 가해 보세요.

변환기 설정은 위에서 설명한 커패시터 C5의 커패시턴스를 선택하고 튜닝 커패시터 C1을 사용하여 마스터 발진기 주파수의 정확한 값을 설정하는 것으로 귀결됩니다. 디지털 주파수 측정기가 있는 경우 이를 연결하여 충분히 빠르게 수행할 수 있습니다. K12IE176 칩의 5번 핀에 연결하십시오. 그렇지 않으면 시계를 모니터링해야 합니다.

공급 네트워크와 변환기의 갈바닉 연결 및 회로에 존재하는 300V 전압을 고려하여 설치 중에 전기 안전 조치를 준수해야 합니다.

저자: V.Polyakov, 모스크바

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