Журнал Радио 9 номер 2000 год. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Журнал Радио 9 номер 2000 год. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ СЕТЕВОЙ "ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ 373" О. СИДОРОВИЧ, г. Львов, Украина   Тема разработки сетевых источников питания, заменяющих гальванические элементы в их габаритах, по-прежнему интересует наших читателей. В "Радио" уже были описаны подобные устройства: "сетевая "Крона" и т. д. Автор публикуемой статьи предлагает вариант блока питания напряжением 1,5 В в габаритах элемента 373, который он использует для питания электронно-механических часов "Слава".

К источнику, предназначенному для питания часов "Слава", предъявляются следующие требования:

1. Малые габариты. Он должен помещаться в батарейном отсеке, рассчитанном на элемент 373. Размеры вилки для подключения к сети - не более стандартной сетевой, так как возможно подключение к сдвоенной розетке или к многорозеточному удлинителю.
2. Электробезопасность. Блок должен обеспечивать гальваническую развязку выходной цепи от сети 220 В. так как в часах присутствуют металлические детали - ручки перевода часовых стрелок и стрелки будильника. Попадание на них фазы сетевого напряжения недопустимо.
3. Нагрузочная способность. Блок должен обеспечивать ход часов во время работы звонка будильника.

Описано много вариантов подобного блока питания [1-3]. Недостатком этих устройств является то, что удовлетворение какого-либо одного из выше перечисленных требований происходит в ущерб другим. Например, повышение нагрузочной способности достигается за счет увеличения габаритов, или наоборот.

Предлагаемое устройство отличается тем. что в нем сочетаются все указанные требования. Основа блока питания - высокочастотный преобразователь с самовозбуждением с частотой переключения 80 кГц, благодаря чему значительно уменьшены размеры разделительного трансформатора.

Схема блока питания показана на рис. 1. Напряжение сети 220 В через гасящий конденсатор С1 поступает на выпрямительный диодный мост VD1. Пульсации выпрямленного напряжения фильтрует конденсатор С2. Стабилитрон VD2 обеспечивает стабилизацию входного напряжения на уровне +24 В. Этим напряжением питают высокочастотный преобразователь. Он выполнен на транзисторах VT1, VT2, трансформаторе Т1, резисторах R2, R3 и конденсаторе С3. Трансформатор имеет две входные обмотки: коллекторную (I), базовую (II) и одну выходную обмотку (III).

Транзисторы включены по схеме с общим эмиттером. Делитель напряжения R2R3 служит для запуска преобразователя при включении питания. В этом случае на резисторе R2. шунтированном конденсатором СЗ. появляется небольшое отрицательное напряжение, которое приложено к базам транзисторов, вызывая открывание какого-либо из них. Конденсатор С3 ускоряет процесс переключения. Например, сначала начинает открываться транзистор VT1, и его коллекторный ток увеличивается. В базовой полуобмотке этого транзистора изменение коллекторного тока индуцирует напряжение, благодаря которому транзистор полностью открывается.

В базовой полуобмотке транзистора VT2 наводится напряжение положительной полярности, и этот транзистор остается в закрытом состоянии. Так продолжается до тех пор, пока индукция в магнитопроводе трансформатора не достигает насыщения. Это значит, что изменение индукции (магнитного потока) прекращается и, следовательно, в базовой обмотке напряжение равно нулю, транзистор VT1 закрывается, а транзистор VT2 открывается. Этот процесс повторяется.

На вторичной обмотке трансформатора формируется переменное напряжение прямоугольной формы. Частота переключения зависит от напряжения питания, параметров трансформатора и транзисторов [4].

Прямоугольное переменное напряжение с выходной обмотки III выпрямляет диодный мост VD3. Выпрямленное напряжение сглаживает фильтрующий конденсатор С4 и стабилизирует интегральный стабилизатор DA1. Необходимость выходного стабилизатора обусловлена тем, что ток нагрузки блока питания изменяется в несколько сотен раз. Выходное напряжение при этом должно быть в пределах 1.3... 1.5 В [5]. В выходном стабилизаторе применена микросхема КР142ЕН12А с минимальным выходным напряжением 1.2 В.

Основные характеристики источника

Входное напряжение. В ...220
Нестабильность входного напряжения. % ....................10
Выходное напряжение. В .. 1,5
Габариты, мм............033x61

Устройство собрано на двухсторонней печатной плате, чертеж которой показан на рис. 2. Выводы элементов подпаяны непосредственно к печатным проводникам. Исключение составляет место подпайки стабилитрона VD2. выводы которого вставляют в два отверстия и пропаивают с обеих сторон. Это необходимо для электрического соединения сторон печатной платы, с одной из которых расположены конденсатор С1, резистор R1 и диодный мост VD1. На обратной стороне печатной платы размещены остальные элементы.

Максимальная мощность, рассеиваемая микросхемой DA1, не превышает 0.25 Вт и выделяется в течение примерно 4,5 мин (время работы будильника без остановки) Следовательно, дополнительный теплоотвод для стабилизатора не нужен, более того, "родной" теплоотвод микросхемы для уменьшения габаритов спиливают.

В устройстве применены малогабаритные транзисторы 2Т664А9 [6]. предназначенные для поверхностного монтажа, с максимально допустимым напряжением коллектор-эмиттер 100 В. что вполне удовлетворяет условиям их работы (допустимое напряжение коллектор-эмиттер транзисторов должно быть не менее 2.2Uпит 53 В).

В левой части платы сделан паз для установки винта М4, к которому привинчивают контакт "минус". Винт выбирают с плоской цилиндрической головкой. На него надевают лепесток. Затем винт устанавливают на плату со стороны конденсатора С1. Головку винта вместе с надетым лепестком устанавливают в паз. Конец лепестка загибают с противоположной стороны платы и припаивают к "минусовому" печатному проводнику. Корпус конденсатора С1 со стороны платы следует надежно заизолировать лакотканью или изоляционной лентой, особенно тщательно со стороны головки винта. Микросхему DA1 также изолируют от элементов, находящихся со стороны первичной обмотки трансформатора (гальванически связанных с сетью) и конструктивно расположенных вблизи микросхемы. Трансформатор приклеивают к плате клеем БФ4.

Корпус блока питания изготовлен из промышленной насадки, предназначенной для того, чтобы по габаритам превратить элемент 343 в 373. Минусовый контакт блока изготовляют из металла по чертежу на рис. 3. С помощью внешней резьбы осуществляется механическое соединение ("защелкиванием") минусового контакта и привинченной к нему платы с корпусом блока.

В устройстве применены конденсаторы: С1 - К73-17 на напряжение не менее 400 В; С2 - К53-1 А; СЗ. С5 - К10-17-16. С4 - К52-1. Вместо транзисторов 2Т664А9 можно использовать транзисторы КТ208Л или КТ208М. вместо диодного моста КД906А - диоды КД510А. Трансформатор наматывают на ферри-товом кольце К 10x6x2 марки 2000НМ1. Коллекторная обмотка содержит 2x90 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0.1 мм, базовая - 2x15 витков того же провода. Вторичная обмотка состоит из 20 витков провода ПЭВ-2 0,27. Ее тщательно изолируют от первичных обмоток несколькими слоями лакоткани.

Налаживание блока питания сводится к правильной фазировке базовых обмоток (II) и подборке резистора R5 делителя стабилизатора.

ЛИТЕРАТУРА
1. Нечаев И. Блок питания для электронно-механических часов. - Радио. 1990. ╧ 6. с. 76.
2. Верхало Ю. Блок питания для "Славы". - Радио. 1992. ╧ 1, с. 67.
3. Коширский Ю. Сетевая батарейка. - Моделист-конструктор. 1995, ╧ 7. с. 10.
4. Иванов-Цыганов А. И. Электропреобразовательные устройства РЭС. -М.: Высшая школа, 1991.
5. ГОСТ 27752-88Е. Часы электронно-механические, кварцевые, настольные, настенные и часы-будильники.
6. Перельман Б. Л.. Петухов В. М. Новые транзисторы. - М.: Солон, 1994.

От редакции. Для защиты диодного моста VD1 от бросков тока при включении целесообразно в разрыв нижнего по схеме сетевого провода включить резистор сопротивлением 100 Ом, мощностью 0,5 Вт.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 9 номер 2000 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.