Un vibrador es un dispositivo electromecánico que toma un suministro eléctrico de CC y lo convierte en pulsos que se pueden alimentar a un transformador . Es similar en propósito (aunque muy diferente en funcionamiento) al inversor de energía de estado sólido .
Antes del desarrollo de las fuentes de alimentación conmutadas y la introducción de dispositivos semiconductores que funcionan con bajo voltaje, existía el requisito de generar voltajes de aproximadamente 50 a 250 V CC a partir de la batería de un vehículo . Se utilizó un vibrador para proporcionar CC pulsante que podría convertirse a un voltaje más alto con un transformador, rectificarse y filtrarse para crear CC de voltaje más alto. Es esencialmente un relé que usa contactos normalmente cerrados para suministrar energía a la bobina del relé, rompiendo así inmediatamente la conexión, solo para reconectarse muy rápidamente a través de los contactos normalmente cerrados. Sucede tan rápido que vibra y suena como un timbre. Este mismo contacto de pulsación rápida aplica el voltaje de CC ascendente y descendente al transformador que puede aumentarlo a un voltaje más alto. [1]
El uso principal de este tipo de circuito fue para operar radios de tubo de vacío en vehículos , pero también se usó con otros dispositivos electrónicos móviles con un acumulador de 6 o 12 V , especialmente en lugares sin suministro eléctrico de red, como granjas. Estas fuentes de alimentación de vibrador se hicieron populares en la década de 1940, reemplazando los sistemas de motor-generador más voluminosos para la generación de voltajes de CA para tales aplicaciones. [2] [3] Los tubos de vacío requieren voltajes de placa que van desde aproximadamente 45 voltios a 250 voltios en dispositivos electrónicos como radios. Para radios portátiles, audífonos y equipos similares, las baterías B se fabricaron con varias clasificaciones de voltaje. Con el fin de proporcionar el voltaje necesario para una radio desde el suministro típico de CC de 6 o 12 voltios disponible en un automóvil o desde una batería de iluminación agrícola, era necesario convertir el suministro de CC constante en un CC pulsante y usar un transformador para aumentar el Voltaje.
Los vibradores a menudo experimentaban fallas mecánicas, estando en constante movimiento, como los resortes perdiendo tensión y los puntos de contacto desgastados. [3] A medida que los tubos comenzaron a ser reemplazados por sistemas eléctricos basados en transistores , la necesidad de generar voltajes tan altos comenzó a disminuir. Los vibradores mecánicos dejaron de producirse a finales del siglo XX, pero los vibradores electrónicos de estado sólido todavía se fabrican para ser compatibles con las unidades más antiguas. [4]
Usar
El vibrador era un dispositivo con contactos de interruptor montados en los extremos de tiras metálicas flexibles. En funcionamiento, estas tiras son vibradas por un electroimán , lo que hace que los contactos se abran y cierren rápidamente. Los contactos interrumpen la corriente continua de 6 o 12 V de la batería para formar una corriente de pulsos que van y vienen de 0 voltios al voltaje de la batería, generando efectivamente una onda cuadrada . A diferencia de una corriente continua constante, cuando se aplica tal corriente pulsante al devanado primario de un transformador , inducirá una corriente alterna en el devanado secundario, a un voltaje predeterminado basado en la relación de giro de los devanados. Luego, esta corriente puede rectificarse mediante un diodo termoiónico , un rectificador de óxido de cobre / selenio , o mediante un conjunto adicional de contactos mecánicos (en cuyo caso el vibrador actúa como un tipo de rectificador síncrono ). Luego, la salida rectificada se filtra, produciendo finalmente un voltaje de CC generalmente mucho más alto que el voltaje de la batería, con algunas pérdidas disipadas en forma de calor. Esta disposición es esencialmente un circuito inversor electromecánico.
Los contactos primarios del vibrador conectan y desconectan alternativamente el suministro de corriente al primario del transformador. Como es imposible que los contactos del vibrador cambien instantáneamente, el campo magnético que colapsa en el núcleo inducirá un alto voltaje en los devanados y provocará chispas en los contactos del vibrador. Esto erosionaría los contactos muy rápidamente, por lo que se agrega un condensador amortiguador con una clasificación de alto voltaje (C8 en el diagrama) a través del secundario del transformador para amortiguar los "picos" de alto voltaje no deseados.
Dado que los vibradores se desgastaban con el tiempo, por lo general estaban encerrados en una caja de "lata" de acero o aluminio con un enchufe de múltiples clavijas en la parte inferior (similar a las clavijas de contacto en los tubos de vacío), para que pudieran desenchufarse y reemplazarse rápidamente sin usando herramientas.
Los vibradores generan una cierta cantidad de ruido audible (un zumbido constante) mientras están en funcionamiento, que potencialmente podrían ser escuchados por los pasajeros en el automóvil mientras la radio está encendida. Para ayudar a contener este sonido dentro del recinto del vibrador, la superficie interior de la lata a menudo estaba revestida con un material grueso que amortigua el sonido , como goma espuma . Dado que los vibradores se enchufan típicamente a enchufes montados directamente en el chasis del radio, la vibración podría potencialmente acoplarse mecánicamente al chasis, haciendo que actúe como una caja de resonancia para el ruido. Para evitar esto, el revestimiento insonorizante dentro de la lata a veces se hizo lo suficientemente grueso como para soportar los componentes del vibrador solo por fricción. Luego, los componentes se conectaron a las clavijas del enchufe mediante cables flexibles, para aislar aún más la vibración del enchufe.
Ver también
- Convertidor de carga
- Helicóptero
- Rectificador mecanico
- Multivibrador
- Relé de lengüeta
- Fuente de alimentación de modo conmutado
Referencias
- ^ Bedford, BD; Hoft, RG (1964). Principios de los circuitos inversores . Nueva York: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-06134-4.
- ^ Principios fundamentales del diseño de fuentes de alimentación para vibradores (PDF) (Primera edición). Indianápolis, Indiana: PR Mallory & Co., Inc., marzo de 1947. p. 9.
- ^ a b "Fuentes de alimentación para vibradores" . www.radioremedered.org . Consultado el 24 de enero de 2016 .
- ^ "Radio Vibradores MikeHaganAntiqueAutoRadio.com" . www.mikehaganantiqueautoradio.com . Consultado el 24 de enero de 2016 .