Для обеспечения энергией задающих генераторов импульсных источников питания, измерительных приборов, а также некоторых других маломощных нагрузок можно использовать предложенное в статье устройство.
Основные технические характеристики:
- Переменное напряжение питающей сети, В......220 +20% -45%
- Частота сетевого напряжения, Гц......48...380
- Стабилизированное постоянное выходное напряжение, В......20
- Максимально допустимый ток нагрузки, мА......50
- Нестабильность постоянного выходного напряжения, %......2
- Амплитуда пульсации выходного напряжения, мВ......25
Устройство выполнено всего на семи компонентах, причем основную роль играет специализированная микросхема HV-2405E фирмы "Harris Semiconductor" [1, с. 25-31]. Функционально микросхема HV-2405Е состоит из двух систем -предварительного импульсного стабилизатора и оконечного линейного стабилизатора напряжения. Принципиальная схема источника питания, позиционируемая как типовая, приведена на рис. 1. Данный однокристальный источник питания не обладает гальванической развязкой по напряжению входных и выходных цепей, но имеет цепь защиты от короткого замыкания в нагрузке методом ограничения тока.
Назначение и возможные замены компонентов
Термистор RK1 предотвращает пробой микросхемы DA1 током заряда конденсатора С1. В источнике питания был использован малогабаритный термистор марки MZ21-N151RM, который можно поменять на приборы марок MZ21-N101RM, MZ21Р121RM, MZ21Р181RM или подобный.
Конструктивный предохранитель FU1 защищает питающую сеть от перегрузки в случае аварии. Предохранитель выполнен из отрезка медной проволоки диаметром примерно 0,05 мм.
Электролитический конденсатор С1 в течение одной части периода сетевого напряжения накапливает энергию, а в течение другой части периода накопленной энергией питает оконечный линейный стабилизатор напряжения. От величины емкости этого конденсатора зависит максимальный ток, который способен отдать в нагрузку источник питания. Конденсатор может быть взят любой марки и фирмы-производителя, но обязательно малогабаритный.
Керамический конденсатор С2 обеспечивает задержку включения микросхемы DA1 в течение длительности времени переходных процессов. Для частоты питающей сети в 50 Гц или 60 Гц рекомендована величина емкости конденсатора в 150 пФ. Конденсатор С2 можно применить любого типа с номинальным напряжением 40 В. Восьмивыводная микросхема DA1, заключенная в типовой корпус DIP-8, осуществляет преобразование переменного входного напряжения в постоянное выходное напряжение и осуществляет стабилизацию последнего. Диапазон рабочих температур микросхемы HV3-2405E-5 составляет 0°С... +75°С, а микросхемы HV3-2405E-9 достигает -40°С ... +85°С. Кристалл микросхемы может быть разогрет до температуры в +150°С.
Назначение выводов микросхемы таково:
Электролитический конденсатор C3 выполняет функцию емкостного фильтра, сглаживающего пульсации выходного напряжения источника питания. Чем больше будет его емкость, тем станет меньше пульсация выходного напряжения.
Сопротивление резистора R1, включенного в цепь обратной связи, определяет величину постоянного выходного напряжения. Резистор может быть использован марки МЛТ, С2-22, С2-23 или аналогичной. Величина тока, протекающего через резистор, составляет примерно 1 мА.
Конструкция
Монтаж источника питания может быть выполнен навесным способом. К радиокомпонентам следует припаять выводы длииой не менее 10 см из гибкого провода в качественной изоляции, которые следует ориентировать в одну сторону. Марка провода может быть, к примеру, МГТФ. Провода сразу следует облудить и пометить, чтобы в дальнейшем не возникло вопросов относительно их соединения с компонентами источника питания. После сборка и подтверждения работоспособности изделие окунают в эпоксидный компаунд и обволакивают несколькими слоями стеклоткани. Затем заготовку помещают внутрь специально заготовленного металлического портновского наперстка таким образом, чтобы гибкие выводы выходили из него. При этом наперсток выполняет функции корпуса и электромагнитного экрана. Окончательно заливают содержимое наперстка эпоксидным компаундом так, чтобы стеклоткань была полностью закрыта полимером. Для того чтобы вышли пузырьки воздуха, наперсток осторожно покачивают.
По истечении суток компаунд затвердеет, и источник питания можно будет использовать по назначению. Следует заметить, что после заливки наперстка источник питания станет не ремонтопригоден. То есть все операции по регулировке должны быть проведены до сборки изделия в единое целое.
Настройка и регулировка
Источник питания не требует проведения настройки, если выполнен в точном соответствии с принципиальной схемой и изготовлен из исправных деталей. В случае необходимости корректировки выходного напряжения следует изменить сопротивление резистора R1. Так, для получения выходного напряжения величиной в 18 В сопротивление резистора R1 должно составлять 13 кОм, для 15 В - 10кОм,для 12 В - 6,8кОм, а для 9 В - 3,9 кОм.
Литература
Автор: Евгений Москатов г. Таганрог, http://moskatov.narod.ru