Пропонований компактний блок живлення (БЖ) зібраний на інтегральній мікросхемі L4960 фірми SGS-Thomson Microelectronics, представляє собою регульований імпульсний стабілізатор напруги постійного струму, який забезпечує вихідний струм до 2,5 А при вихідному напрузі 5...40 Ст. Мікросхема має вбудований захист від перевищення температури, перевантаження по струму і короткого замикання в ланцюзі навантаження. Цей блок призначений для живлення різних електронних пристроїв, що споживають потужність до 25 Вт.
Принципова схема пристрою представлена на рис. 1. Мережева напруга 220 В через плавкий запобіжник FU1, контакти вимикача SA1 і протизавадний фільтр надходить C4L1L2C5 на первинну обмотку понижуючого трансформатора Т1 Вимикач SA1 має вбудований індикатор - газорозрядну лампу. Резистор R1 подовжує термін служби лампи вимикача і зменшує її нагрівання.
Напруга вторинної обмотки трансформатора через самовідновлюється запобіжник FU2 надходить на мостовий випрямляч на діодах Шотткі VD4-VD7. Застосування таких діодів знижує втрати потужності на випрямлячі і, відповідно, нагрів його елементів, а також приблизно на 1 збільшує випрямлена напруга на конденсаторі фільтра С3. Самовідновлюється запобіжник FU2 захищає трансформатор від перевантажень при несправності випрямляча, мікросхеми DA1, а також при "помилках" її системи захисту.
Система захисту від перевантажень деяких інтегральних імпульсних стабілізаторів, наприклад, LM2575T, LM2576T, може давати збої, якщо в як навантаження підключено потужний генератор стабільного струму або інший імпульсний стабілізатор порівнянної потужності. Варистор RU1 захищає мережевий трансформатор і діоди випрямляча від імпульсних перешкод і кидків мережевого напруги. Вихідна напруга регулюють змінним резистором R5 в інтервалі від 5 до 18 Ст. Верхнє за схемою положення движка змінного резистора відповідає мінімальній вихідній напрузі.
Робоча частота мікросхеми DA1 - близько 95 кГц. Форма напруги на виході мікросхеми (висновок 7) прямокутна, шпаруватість імпульсів залежить від вихідного, вхідного напруги і струму навантаження. Резистор R6 і діод VD1 захищає мікросхему від пошкоджень, наприклад, при різкому повороті движка змінного резистора R5 або підключенні до виходу БЖ зарядженого конденсатора великої ємності. При перевантаженні виходу стабілізатора вбудована в мікросхему захист відключає вихідна напруга і приблизно через 0,5 с намагається запуститися знову.
Дросель L3 - накопичувальний. Дволанковий фільтр С9-C12L4C17-C19L5C20-С22 знижує пульсації вихідної стабілізованої напруги. Оксидний конденсатор С9 з-за потужнострумових високочастотних пульсацій має підвищений ризик деградації, тому він зашунтирован керамічними конденсаторами С10-С12 Аналогічне рішення застосувати і до оксидному конденсатору С3.
Включає Реле К1 живлення світлодіода при HL3 струмі навантаження більше 1 А. Це дозволяє оперативно відстежити підвищений енергоспоживання, наприклад, УМЗЧ в режимі мовчання. Струм відпускання контактів реле - близько 0,6 А. Котушка реле К1 також входить до складу фільтра.
На микроамперметре РА1, стабілітроні VD8 і резистора R10, R11 виконаний вольтметр, який вимірює вихідна напруга блоку живлення. Стабілітрон VD8 і резистор R11 забезпечують "розтяжку" шкали приладу РА1.
При замкнутих контактах вимикача SA2 захист навантаження і стабілізатора забезпечується вбудованими вузлами мікросхеми DA1, а у випадку її несправності - самовосстанавливающимся запобіжник FU2. Самовідновлюється запобіжник FU3 на струм 0,75 А призначений для захисту вузлів малопотужної навантаження. Перемикач SA3 дозволяє оперативно відключити навантаження від БП і тим самим зменшити шанс пошкодити питаемую апаратуру.
Світлодіоди HL1, HL2 підсвічують шкалу приладу РА1. Світлодіод HL4 відображає наявність напруги на виході стабілізатора DA1, a HL5 - наявність напруги на навантаженні.
Блок живлення змонтований в металевому корпусі розмірами 178x160x49 мм від старої імпортної автомагнітоли. Корпус попередньо пофарбований чорним автомобільним лаком БТ-577 і підданий сушінні, спочатку протягом 12 год при кімнатній температурі, потім двічі по 40 хв при температурі 180°С і ще 12 год при кімнатній температурі. Такий режим запобігає поява бульбашок на поверхні. Сушка пофарбованого корпусу тільки при кімнатній температурі може затягнутися на півроку. Перед фарбуванням до нижньої та бокових стінках корпусу свердлять 100...200 вентиляційних отворів діаметром 3 мм
Більшість деталей конструкції розміщені на двох платах, рис. 2 і рис. 3. Монтаж виконаний навісним способом. Сильноточниє з'єднання виконані мідним монтажним проводом діаметром не менше 1 мм. Висновок 4 мікросхеми, діоди VD2, VD3, конденсатор С9 повинні під'єднуватися до загального проводу окремими провідниками. З'єднувати металевий корпус пристрою і загальний провід потрібно в точці. зазначеної на схемі символом заземлення (див рис. 1). Правильна розводка силових і сигнальних ланцюгів виключно важлива для бездоганної роботи БЖ.
Трансформатор Т1 - ТП-30-2 від переносного чорно-білого телевізора "Юність". З таким трансформатором при мережевому напрузі 220 В блок харчування забезпечує на виході напругу 12 В при струмі навантаження 2...5 А. більшому напруженні максимальний вихідний струм лінійно знижується до 0,5 А при вихідному напрузі 18 Ст. Щоб збільшити вихідний струм до 2,5 А при напрузі 18 В, слід застосувати трансформатор з габаритною потужністю не менше 60 Вт і напругою холостого ходу на вторинній обмотці 22...27 Ст. Але такий трансформатор може не вміститися в корпусі зазначених розмірів
Мікросхема L4960 встановлена на ребристий дюралюмінієва тепловідвід з загальною площею охолодження 100 см2 (одна сторона), ізольований від корпусі.
Дросель L3 намотаний на кільцевому магнітопроводі К32х20х6 з фериту 3000НМ. Обмотка містить 30 витків саморобного литцендрата, складеного з 33 відрізків дроту ПЕВ-2 0,13. Перед намотуванням в магнітопроводі необхідно зробити немагнітний зазор, для чого кільце розламують в лещатах на дві частини і склеюють моментальним суперклеєм. Після чого кільце послідовно просушують 2 год при кімнатній температурі і 6 год при температурі 60°С. Потім кільце обметують лакотканью і в два шари намотують обмотку. Між шарами потрібно прокласти один шар лакотканини. Якщо блок живлення буде розрахований на підвищену вихідну потужність (18 В, 2,5 А), то необхідно використовувати або два склеєних разом таких кільця, або магнітопровід більшого розміру. Немагнітний зазор обов'язковий. Дросель установлений у прямокутному отворі на монтажній платі і зафіксований силіконовим герметиком. Допустимо застосування будь-якого аналогічного дроселя індуктивністю 150,3...50 мкГн. Інші дроселі промислового виготовлення. L1, L2 - LCHK-007, L4, L5 - НСНК-007 на Н-подібних феритових магнітопроводах, розрахованих на струм не менше 3 А, з опором обмоток не більше 30 мОм.
Ролі К1 саморобний, 23 витка проводу ПЕВ-2 0,51 намотані на балоні геркона. КЕМ-2 Вимикач SA1 - IRS-101-1 A3 або IRS - 101-12С з вбудованою лампою тліючого розряду. Перемикач SA3 - кнопковий на струм не менше 3 А, наприклад, KDC-А04Т, SDDF-3 Аналогічні вітчизняні перемикачі. ПКН41-1-2 мають значно менший термін служби і більш грубу зворотну пружину.
Світлодіоди HL1, HL2 - RL50-WH744D білого кольору світіння (8000 мКд), їх можна замінити будь-якими з підвищеною світловіддачею. Перед їх лінзами встановлюють напівпрозору матову светорассеивающих плівку. Світлодіоди HL3 - RL30-RD314S червоного, HU - RL30-YG414S зеленого, HL5 -RL30-жовтого HY214S кольорів свічення можна замінити аналогічними, наприклад, з серії КИПД66.
Діоди можна SR306 замінити на SR360, MBR360, 31DQ06 Замість діода UF4004 підійде будь-який з серій 1N400x, UF400x, КД247, КД243, КД209. Стабілітрон BZV55C-3V6 замінимо на 1N4729A, TZMC3V6, G2S3.6.
Змінний резистор R5 - імпортний малогабаритний з лінійною характеристикою залежності опору від надає перевагу повороту. Корпус змінного резистора з'єднаний із загальним (мінусових) дротом, але повинен бути ізольований від корпусу конструкції. Сигнальний провід, що йде від змінного резистора, R6 повинен бути екранований. Інші резистори - будь-якого типу загального застосування відповідної потужності. Варистор RU1 - MYG10-471 можна замінити аналогічним дисковим FNR-10K471. FNR-14K471 TNR10G471. Конденсатори C1, C2 - керамічні на номінальну напругу не нижче 50 Ст. Конденсатори С10-С12, С17, С21, С22 - керамічні на номінальну напругу не нижче 25 Ст. Конденсатори С13-С16 - керамічні або плівкові на номінальну напругу не нижче 50 Ст. Конденсатори С6, С7 - плівкові. Оксидні конденсатори - імпортні аналоги К50-68. Конденсатори С4, С5 - імпортні керамічні на номінальну напругу не нижче 400 В змінного струму або 630 В постійного струму. Від якості цих конденсаторів в значній мірі залежить безпека експлуатації БЖ. Можна застосувати конденсатори К15-5 на робочу напругу не нижче 1600 В
Мікроамперметр РА1 - М68501, від вітчизняного магнітофона. Варіант шкали приладу розмірами 40x20 мм показаний на рис. 4.
Шкала намальована в простий для освоєння програми Nero Cover Designer - графічному векторному редакторі з пакету програм Ahead Nero версії 8. Градуювання шкали виробляють в робочому положенні приладу.
Вид на компонування вузлів у корпусі БП показано на рис. 5.
Безпомилково виготовлений з справних деталей блок живлення починає працювати одразу і майже не вимагає налагодження. При необхідності підбором резистора R2 встановлюють верхню межу вихідної напруги і підбором резистора R10 - необхідну чутливість вольтметра.
Невеликий рівень електромагнітних випромінювань БП і пульсацій напруги на його виході дозволив автору поставити на цей БЖ живиться від нього ж саморобний кишеньковий двуконтурний. УКВ радіоприймач, зібраний у першій половині 90-х на мікросхемі К174ХА34. Радіоприйом здійснюється в залізобетонному будинку на вбудовану телескопічну антену без яких-небудь перешкод і скрипів з відстані 30 км від радіовежі.
Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославської обл.