Электропитание

Нашли ошибку? Сообщите нам ... Комментировать: Блок питания на базе БП2-1 Распечатать: Блок питания на базе БП2-1

Блок питания на базе БП2-1



Для питания низковольтных устройств, потребляющих небольшой ток, целесообразно использовать маломощные блоки питания, которые, в отличие от относительно мощных универсальных "лабораторных" блоков, обычно более экономичны и компактны. Для облегчения изготовления таких источников питания за основу можно брать различные адаптеры питания, выпускавшиеся ещё в прошлом веке. Основное отличие таких сетевых адаптеров от большинства более современных - высокое качество изготовления понижающего трансформатора, имеющего малый ток холостого хода и малый нагрев магнитопровода и обмоток.

У меня имелся выпущенный в 1977 г. блок питания БП2-1, предназначенный для микрокалькуляторов Б3-09, Б3-23, Б3-24Г, Б3-26, Б3-37. Он имеет выходное неста-билизированное напряжение 5,4 В при токе нагрузки до 90 мА и корпус "сетевая вилка" размерами 74x48x60 мм. Блок не содержит ничего, кроме понижающего трансформатора, диодного выпрямительного моста и сглаживающего конденсатора. Применение современной элементной базы позволило дополнить блок стабилизатором напряжения и значительно улучшить его эксплуатационные характеристики.

Схема блока после переделки показана на рис. 1. Из имевшихся в нём деталей оставлены лишь корпус с вилкой XP1 и трансформатор T1. Выходное стабилизированное напряжение нового блока равно 5 В при токе нагрузки до 150 мА. Амплитуда пульсаций - менее 1 мВ. В режиме холостого хода блок потребляет от сети ток около 9 мА. При замыкании выхода этот ток возрастает до 21 мА, а выходной ток достигает 500 мА. В таком состоянии блок может находиться длительное время. При изменении тока нагрузки от 0 до 150 мА выходное напряжение уменьшается на 10 мВ. При токе нагрузки 200 мА амплитуда пульсаций выходного напряжения достигла 0,15 В.

Схема блока после переделки

Рис. 1. Схема блока после переделки

 

Сетевое напряжение теперь поступает на обмотку I трансформатора T1 через лампу накаливания EL1. При замыкании выхода блока напряжение на её выводах - около 2,8 В, а нить накаливания слабо светится. С обмотки II трансформатора T1 переменное напряжение около 6,8 В поступает на мостовой выпрямитель на диодах Шотки VD1-VD4. Использование их вместо обычных кремниевых диодов уменьшает потери напряжения в выпрямителе. Конденсатор C5 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения.

Компенсационный стабилизатор напряжения на транзисторах VT1-VT3 настроен на выходное напряжение 5 В. Это даёт возможность подключать к блоку рассчитанные на питание постоянным напряжением 4,5...6,3 В маломощные устройства - малога-
баритные радиоприёмники, детские светозвуковые игрушки, микрокалькуляторы, измерительные приборы, многие самоделки.

Мощный полевой транзистор VT2 с каналом типа n открыт напряжением, поступающим на его затвор через резистор R2. Чем больше напряжение между затвором и истоком, тем меньше сопротивление канала сток-исток этого транзистора. Если напряжение на выходе стабилизатора стремится увеличиться, например, в результате уменьшения тока нагрузки или повышения сетевого напряжение, ток базы транзистора VT3 растёт, этот транзистор открывается сильнее, вместе с ним сильнее открывается и транзистор VT1, что уменьшает открывающее транзистор VT2 напряжение. Сопротивление его канала сток- исток растёт, что приводит к уменьшению напряжения на выходе блока. Этим стабилизируется выходное напряжение.

Конденсатор C7 предотвращает самовозбуждение стабилизатора, стабилитрон VD5 задаёт образцовое напряжение, с которым транзистор VT3 сравнивает напряжение на выходе резистивного делителя R3R4. Чем меньше сопротивление резистора R3, тем выше стабилизированное напряжение на выходе блока. Светодиод HL1 сигнализирует о наличии выходного напряжения.

Почти все детали установлены на старой печатной плате блока, как показано на рис. 2. С неё предварительно удалены все печатные проводники. Монтаж выполнен навесным. После проверки работоспособности и налаживания плату покрывают с обеих сторон в несколько слоёв влагозащитным лаком (ХВ-784, "Cramolin Urethane").

Детали, установленные на старой печатной плате блока

Рис. 2. Детали, установленные на старой печатной плате блока

 

Трансформатор T1 (ЫТ4.702.057) был установлен изготовителем дорабатываемого блока на печатной плате неграмотно. Зазоры между печатными проводниками, идущими к обмотке I, были минимальны, к тому же между ними проходили проводники, идущие к выводам обмотки II. Это значительно повышало вероятность пробоя между проводниками по поверхности материала платы. Для устранения этого недостатка трансформатор пришлось развернуть на плате на 180о, что оказалось удобнее как для печатного, так и для навесного монтажа.

Под магнитопроводом трансформатора в плате просверлены четыре отверстия диаметром 3 мм, после чего он приклеен к плате клеем "Квинтол". Застывший клей образовал в отверстиях своеобразные пластиковые заклёпки, прочно удерживающие трансформатор. При изготовлении устройства в другом корпусе в качестве T1 можно применить трансформатор ТПК-2-6В.

Все резисторы могут быть любого типа малогабаритные мощностью 0,05...0,125 Вт. Для удобства регулировки выходного напряжения рекомендуется установить на плату резистор R3 немного большего, чем указано на схеме, сопротивления, а выходное напряжение подогнать, подключая параллельно R3 ещё один резистор. Оксидные конденсаторы - импортные малогабаритные. Остальные конденсаторы - керамические.

Конденсаторы C1-C4 припаяны непосредственно к выводам диодов, как показано на рис. 3. Конденсаторы Сб и C11 припаяны между выводами оксидных конденсаторов. Конденсатор С10 находится в корпусе штекера XP2.

Конденсаторы C1-C4

Рис. 3. Конденсаторы C1-C4

 

Вместо диодов Шотки 1N5819 подойдут EC31QS04, SB140, SB150, SB160, SK140, MBRS140T3. Стабилитрон BZX55C2V4 можно заменить на BZV55C2V4, TZMC-2V4, MMSZ5221BT1, MMSZ4681T1, MMSZ2V4T1, 1N4370A, 1N5221B, 1N5985B. При отсутствии таких стабилитронов в качестве VD5 можно установить светодиод HL1 (в прямом включении). Сопротивление резистора R6 в этом случае уменьшают до 1,2 кОм, а резистор R7 не устанавливают. При этом провода, идущие к светодиоду, должны быть как можно короче. Вместо светодиода RL50-YG413, если он используется и для стабилизации напряжения, подойдёт и другой светодиод зелёного или жёлтого цвета свечения. Цвет светодиода, применяемого только для сигнализации, может быть любым.

Полевой транзистор CEP603AL работает без теплоотвода. Вместо него можно применить любой транзистор из CEB603AL, CEB6030AL, CEP6030AL, SMM40N03P, STB3020L, STP3020L, 2SK3280, FDD8896, FDU8896. Если необходимо увеличить мощность блока, необходим более мощный трансформатор T1, а транзистор VT2 должен быть снабжён теплоотводом.

Замены транзистора 2SC3330 - 2SC2458, 2SC3199, 2SC3400, 2SC3311, а транзистора 2SA1309 - 2SA143, 2SA1267, 2SA1048, 2SD1020. Лампа накаливания на 12 В, 40 мА найдена в узле подсветки органов управления импортной автомагнитолы. Вместо неё подойдёт любая с номинальным напряжением 6...24 В и током 35...50 мА. Лампу накаливания можно заменить плавкой вставкой на 50 мА.

Внешний вид собранного блока

Рис. 4. Внешний вид собранного блока

 

Выходной кабель блока БП2-1 с течением времени стал непригодным к использованию, потому что его медные жилы превратились в зелёную труху. Другие кабели от импортных сетевых адаптеров с неразборными штекерами имели общее сопротивление проводов от 1,6 до 6 Ом, что слишком много. Поэтому из проводов сечением 0,5 мм2 от компьютерного блока питания был изготовлен самодельный кабель длиной 120 см со стандартным штекером диаметром 5,5 мм. Для подключения этого блока к микрокалькулятору можно изготовить соответствующий переходник. Внешний вид собранного блока показан на рис. 4. При длительной работе блока с максимальным током нагрузки его корпус оставался холодным.

А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.


Дата публикации: 01.06.2017
Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor, САПР, CAD, electronics