Еще 15-20 лет назад 9-вольтовые батареи "Крона" широко использовались для питания портативных приемников, пультов дистанционного управления и прочей портативной электроники. Сейчас данная аппаратура чаще всего питается от трехвольтовых источников (два "пальчиковых" элемента), а "Кроны" используются только в электроизмерительных приборах, дальномерах, индикаторах радиоактивности, портативных металлоискателях и прочих измерительных приборах. К сожалению, сейчас промышленность не выпускает сетевых адаптеров на 9 В для питания этих приборов. Во всяком случае, мне такие адаптеры не встречались. Да и сами приборы с девятивольтовым питанием не имеют гнезд для подключения внешнего источника. Поэтому для сетевого питания, например, мультиметра, необходим малогабаритный источник размерами сопоставимыми с размерами "Кроны".
Микросхема LNK501 представляет собой генератор импульсного источника питания и специально предназначена для построения малогабаритных импульсных блоков питания небольшой мощности. Она выпускается в 8-выводном DIP корпусе (LNK501P) и 8-вы-водном SMD-корпусе (LNK501G). Оба варианта позволяют собрать миниатюрный источник. Кстати, корпуса на самом деле 7-выводные, так как 6-й вывод отсутствует (пропуск), но отсчет выводов идет так, как будто 6-й вывод есть.
Микросхема LNK501 содержит широтно-импульсный контроллер с выходом на МОП-транзисторе. Схема контроллера совместно с МОП-транзистором представляет собой схему, включаемую последовательно нагрузке. Нагрузкой является первичная обмотка импульсного трансформатора Т1. На вывод 5 подключен сток выходного транзистора и цепь питания схемы генератора на соединенные вместе выводы 7. 1, 2, 3, 4 - исток выходного транзистора. Вывод 8 используется для управления генератором. Частота генерации фиксированная, равная 42 кГц. Частота заполнения импульсов зависит от тока через вывод 8. Зависимость широты импульсов от тока обратная. Микросхема может работать в пределах питающего постоянного напряжения (поступающего от первичного выпрямителя) от 90 до 700 В.
Принципиальная схема "сетевой Кроны" показана на рисунке. Этот источник выдает стабильное постоянное напряжение 9 В при токе 100 мА, то есть способен заменить типовую "Крону" даже со значительным запасом то току.
Переменное напряжение от электросети поступает на выпрямительный мост на диодах VD1-VD4. Резистор R1 служит для ограничения броска тока на зарядку С1 и С2 при включении питания. Выпрямленное напряжение сглаживается цепью C1-L1-C2 и далее поступает на вывод 5 А1.
Нагрузкой выходного транзистора А1 служит обмотка 1 трансформатора Т1. Когда выходной транзистор А1 открыт, через обмотку 1 Т1 протекает нарастающий ток и магнитопровод накапливает энергию. При этом диоды VD5 и VD6 закрыты, поскольку находятся под обратным напряжением. После закрывания выходного транзистора напряжение в обмотках меняет полярность. Диоды VD5 и VD6 открываются, передавая напряжение на нагрузку.
Выпрямитель на VD5-R3-C5 служит для получения микросхемой информации о вторичном напряжении. Величина напряжения на вторичной обмотке схемой определяется по величине выпрямленного напряжения первичной обмотки. В период закрытого состояния транзистора А1 полуволной напряжения на первичной обмотке Т1 конденсатор С5 заряжается до 50...60 В. Это напряжение и служит измерительным, по которому схема ШИ А1 вычисляет необходимую широту импульсов. измерительное через цепь R2-C3 поступает на вывод 8 А1. Резистор R2 вместе с внутренним сопротивлением вывода 8 А1 образует делитель напряжения. Подгонять выходное напряжение можно подбором сопротивления R2.
Таким образом достигается стабилизация выходного напряжения на С4. Но. изменение тока обратной связи, полученного путем выпрямления напряжения с первичной обмотки в режиме малой нагрузки мало зависит от реального напряжения на выпрямителе вторичной обмотки. В результате, при номинальном выходном напряжении 9 В на холостом ходу (и при малых токах потребления) напряжение вскакивает почти вдвое. и быстро снижается в диапазоне тока от нуля до 20...30 мА. При дальнейшем увеличении тока нагрузки снижение напряжения уже не так заметно, хотя тоже имеет место, так как при токе 100 мА уже будет ниже 9 В.
Эти изменения будут очень существенны при питании портативных приборов с ЖК-индикаторами, потребляющими минимальные токи. Поэтому чтобы обеспечить стабильность конечного выходного напряжения, в схеме предпринят комплекс мер. Во-первых, выход вторичного выпрямителя подгружен светодиодом HL1, который не дает блоку питания работать в режиме холостого хода. Наличие данного светодиода вводит блок питания на относительно стабильный режим с напряжением на выходе выпрямителя 11...13 В. Во-вторых, после выпрямителя включен интегральный стабилизатор А2, который уже полученное выходное напряжение поддерживает на стабильном уровне 9 В.
Кстати, данный источник можно переделать и на другое выходное напряжение, например, на 5, используя соответствующий стабилизатор на месте А2 либо сделать регулируемое выходное напряжение, используя на месте А2 интегральный стабилизатор с регулировкой выходного напряжения.
Трансформатор Т1 намотан на каркасе с сердечником EF12.6 фирмы EPCOS. Первичная обмотка - 130 витков провода ПЭВ 0,09. Затем прослойка из фтороппастовой пленки (в качестве нее используется изоляция от провода МГТФ) Вторичная обмотка - 25 витков провода ПЭВ 0,25. Каркас трансформатора очень маленький, поэтому обмотку нужно вести плотно виток к витку, но не перетягивать провод, чтобы не нарушить изоляцию.
Дроссель L1 - готовый малогабаритный индуктивностью 100-500 мкГн.
Диоды мостового выпрямителя VD1-VD4 можно заменить другими, с максимальным обратным напряжением не менее 500 В и током не ниже 0,3 А, например, 1N4007, или использовать выпрямительный мост типа DB105, DB106, DB107 (это даже предпочтительней с точки зрения минимизации).
Диод 1N4937 можно заменить на КД127А, КД247Г или другой кремниевый с временем обратного восстановления не более 250 нс, на обратное напряжение не ниже 600 В.
Диод 1N5819 можно заменить на КД106 КД247А КД247Е или другой с временем обратного восстановления не более 500 нс и обратным напряжением не ниже 40 В.
Схема вторичного стабилизатора может быть решена иначе. При небольших токах нагрузки можно использовать параметрический стабилизатор на стабилитроне и резисторе, или же сделать однотранзисторный параметрический стабилизатор по типовой схеме.
Корпусом блока питания служит корпус от израсходованной батареи типа "Крона". Нужно удалить все содержимое, хорошенько очистить корпус от окислов, и покрыть его изнутри хорошим слоем изоляции, в качестве которой можно использовать эпоксидный лак. Контактную панельку предварительно удаляют и используют ее при монтаже блока. Посредине этой панельки между контактами можно сделать небольшое отверстие, через которое будет виден светодиод.
Монтаж блока питания сделан объемным способом "на воздухе", плотно. но так чтобы сетевые цепи не были в опасной близости со вторичными. В процессе монтажа придерживайтесь геометрических размеров "Кроны", так чтобы получившийся "комок" свободно в помещался в ее корпусе. Затем "комок" проверяют в работе и налаживают, если это необходимо. После этого его помещают в корпус от "Кроны" и запивают эпоксидной смолой или каким-то изолирующим герметиком. После того как заливка окончательно застынет, блок готов к работе.
Блок устанавливают в батарейный отсек прибора вместо "Кроны". Потребуется в крышке батарейного отсека пропилить паз для вывода сетевого шнура наружу.
Автор: Мохов А.А.