У статті описаний простий стабілізований імпульсний джерело живлення (ІІП), який можна розмістити в корпусі розмірами із сірникову коробку. Пристрій відрізняється підвищеною питомою потужністю, хорошою повторюваністю і не боїться перевантажень по струму.
Основні технічні характеристики:
- напруга живильної мережі змінного струму, В.....220±20%;
- частота живлячої напруги, Гц.....40...400;
- споживана потужність при відсутності навантаження, Вт, не більше.....0,31;
- частота перетворення, кГц.....115...140;
- номінальна вихідна напруга, В.....9;
- максимальна вихідна потужність, Вт.....10;
- максимальний ККД, %.....88;
- питома потужність, Вт/дм3.....300;
- маса (без корпусу), м, не більше.....28.
Описи мініатюрних ІІП неодноразово були опубліковані на сторінках журналу "Радіо". Як правило, це пристрої з невеликою вихідною потужністю. Один з таких ІІП [1] віддавав в навантаження потужність до 0,63 Вт, будучи при цьому одним з найпотужніших джерел серед тих, що містилися в сірникову коробку або в габарити батареї "Крона" [2]. Крім того, ці джерела володіли малим ККД, зазвичай не перевищують 35%.
Пропонований обратноходовый ІІП також можна помістити в сірникову коробку, але його вихідна потужність в 15 разів, а ККД в 2,5 рази більше, ніж у аналога [1]. Досягти таких високих енергетичних показників вдалося завдяки застосуванню спеціалізованої мікросхеми сімейства TNY255P TinySwitch фірми Power integrations [3, с. 479, 480] ІІП стабілізує вихідна напруга, має захист від перевантаження і короткого замикання в навантаженні шляхом пропуску імпульсів, а використовується мікросхема містить вузли захисту від перегріву. Більш детальну інформацію про параметри і характеристики цієї мікросхеми TNY255P можна отримати на сайті.
Схема ІІП показана на рис. 1.
Рис. 1
Запобіжник FU1 захищає елементи від аварійних ситуацій. Терморезистор RK1 обмежує імпульс зарядного струму конденсатора С2 до безпечного для діодного моста VD1 значення, а разом з конденсатором С1 утворює RC-фільтр, службовець для зменшення імпульсних перешкод, проникаючих із ІІП в мережу. Діодний міст VD1 випрямляє мережеве напруга, конденсатор С2 - згладжуючий. Викиди напруги первинної обмотки трансформатора Т1 зменшує демпфуюча ланцюг R1C5VD2. Конденсатор С4 є фільтром живлення, від якого живляться внутрішні елементи мікросхеми DA1, його номінальна ємність може бути в межах 0,1...4,7 мкф.
Вихідний випрямляч зібраний на діоді Шотткі VD3, пульсації вихідної напруги згладжує LC-фільтр C6C7L1C8. Елементи R2, R3, VD4 і U1 забезпечують спільно з мікросхемою DA1 стабілізацію вихідної напруги при зміні струму навантаження і мережевої напруги. Ланцюг індикації включення виконана на світлодіоді HL1 і струмообмежувальних резисторі R4.
Застосовані постійні резистори МЛТ, С2-23, Р1-4, підлаштування - 3329Н-1 фірми Bourns або вітчизняний аналог СПЗ-19а, оксидні конденсатори - імпортні, С1, С3 і С5 - керамічні високовольтні CD2200Z5V, DEBB33D222KA2B, С4, С7, С8 - К10-506. Терморезистор серії NTC (з від'ємним. ТКС) - SCK-103. Мікросхема TNY255P замінима на TNY255G, TNY256P або TNY256G. діод HER208 - на HER106, HER107, HER206, HER207, 1N4937, FR306 або BY399, діод 1N5822 - на SR360, 31DQ04, 31DQ06, 90SQ045. Стабілітрон КС 170А можна замінити на стабілітрони КС162А, КС175А, а оптопару РС817 - на LTV817, РС816, LTV816. Світлодіод - будь мініатюрний, бажано синього або зеленого кольору світіння. Запобіжник FU1 - конструктивний, він утворений на платі друкованим провідником, його можна замінити відрізком мідного обмотувального проводу, наприклад ПЕВ-2 діаметром 0,03 мм.
Для виготовлення трансформатора застосований броньовий магнітопровід. Б18 (без подстроечника) з фериту 2000НМ. Первинна обмотка містить 182 витка проводу діаметром 0,11 мм, а вторинна складається з 20 витків дроту діаметром 0,6 мм. Між обмотками слід прокласти два шари лавсановій або лакотканевой стрічки, просочити їх парафіном, щоб зменшити акустичний шум. між чашками магнітопровода необхідно зробити зазор 0,16...0,23 мм, для чого можна використовувати прокладку з фторопласту, склотканини або в крайньому випадку картону. Дросель намотаний на магнітопроводі типорозміру К10х6х2 з фериту 2000НМ і містить 16 витків дроту діаметром 0,6 мм при вихідному струмі до 200...300 мА і 3-4 витка дроту діаметром 0,8 мм при струмі до 1,1 А. Гострі краї магнітопровода необхідно попередньо притупити наждачним папером і шаром обмотати лакотканевой стрічки. Для намотування трансформатора та дроселі слід застосовувати провід марок ПЕВ-2, ПЭТВМ, ПЭТВ-1, ПЭТВ-2, ПЕТ-200-1.
Креслення друкованої плати наведено на рис. 2, вона виготовлена з односторонньо фольгованого склотекстоліти товщиною 1...1,5 мм Мікросхему встановлюють у панель, чашки магнітопровода стискають між собою і кріплять до плати двома латунними гвинтами, закрученими з протилежних сторін в латунну втулку. Всі резистори і діоди монтують перпендикулярно до плати.
Рис. 2
Зовнішній вид зібраної плати показаний на рис. 3. Після перевірки і налагодження її поміщають в корпус з ізоляційного матеріалу. Налагодження ІІП зводиться до точної установки вихідного напруги підлаштування резистором R3.
Рис. 3
Література
1. Москатов Е. Імпульсний ІП в сірниковій коробці. - Радіо, 2005, № 6, с. 26, 27.
2. Солонін Ст. Мережевий в габаритах "Крони". - Радіо, 1999, № 2, с. 37, 44.
3. Мікросхеми для імпульсних джерел живлення та їх застосування. 2-е видання, виправлене і доповнене. - М: Видавничий будинок Додэка-XXI, 2001.
4. TNV253/254/255. - <http://www.allcomponents.ru/pdf/powerint/tny255p.pdf>.
Автор: Е. Москатов, р. Таганрог Ростовської обл.