Электропитание
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Стабилизатор напряжения для сетевого адаптераРаспечатать: Стабилизатор напряжения для сетевого адаптера

Стабилизатор напряжения для сетевого адаптера



Различные устройства радиолюбительского и промышленного изготовления, потребляющие небольшой ток, целесообразнее питать от маломощных источников энергии, которые обычно имеют небольшие габариты, более экономичны и имеют более простую конструкцию, чем большие, мощные и универсальные лабораторные блоки питания.

После модернизации электробритвы, описанной в статье "Доработка электробритвы VT-1378BK" ("Радио", 2017, № 7, с. 51), остался невостребованным адаптер YH-G350300350D, использовавшийся для её питания от сети ~230 В. Он выполнен в виде сетевой вилки и, согласно паспорту, имеет вы ходное постоянное напряжение 3,2 В при токе нагрузки до 350 мА. Однако проведённые измерения показали, что в зависимости от нагрузки напряжение на выходе адаптера изменяется от 3 до 8 В. Это не позволяло использовать его для питания других устройств, требовавших более стабильного напряжения. Поэтому было решено оснастить этот адаптер несложным компенсационным стабилизатором выходного напряжения.

Принципиальная схема доработанного адаптера представлена на рис. 1. Прежде он состоял только из понижающего трансформатора T1, диодов VD1-VD4, образующих выпрямительный мост, и конденсатора C3, сглаживающего пульсации выпрямленного напряжения. В мосте я заменил кремниевые диоды 1 N4007 на диоды Шотки SR104P, что уменьшило потери напряжения на выпрямителе. Параллельно диодам добавил устраняющие помехи конденсаторы C1, C2, C6 и C7. Ёмкость конденсатора C3 увеличил с 470 до 1000 мкФ. Последовательно с обмоткой I трансформатора T1 установил предохранительный резистор R1 и терморезистор RK1 с положительным ТКС, служащий самовосстанавливающимся предохранителем.

Принципиальная схема доработанного адаптера

Рис. 1. Принципиальная схема доработанного адаптера

В добавленном в адаптер компенсационном стабилизаторе напряжения на транзисторах VT1 -VT3 функцию источника образцового напряжения выполняет светодиод HL1, одновременно служащий индикатором наличия выходного напряжения. Если по каким-либо причинам напряжение на выходе адаптера стремится к увеличению, транзистор VT1 открывается сильнее, это приводит к росту тока коллектора транзистора VT2 и увеличению напряжения на резисторе R4. Напряжение между затвором и истоком полевого транзистора VT3 уменьшается, в результате чего растёт сопротивление его канала сток-исток и понижается выходное напряжение стабилизатора. Конденсатор C8 препятствует самовозбуждению стабилизатора.

При разомкнутых контактах выключателя SA1 и токе нагрузки до 0,5 А выходное напряжение стабилизатора около 3 В, а при замкнутых оно возрастает до 5 В, но допустимый ток нагрузки уменьшается до 0,25 А. Измерения проведены при пониженном до 210 В напряжении в сети. Максимальным допустимым считался ток, при котором на выходе стабилизатора появлялись заметные пульсации напряжения с частотой 100 Гц.

Этот стабилизатор можно использовать и в других источниках питания при условии, что пиковое напряжение на его входе не будет превышать 20 В, а ток нагрузки 2 А. Падение напряжения на канале сток-исток транзистора VT3 при этом токе должно быть не более 40 мВ. Ток покоя стабилизатора при выходном напряжении 3 В - около 3 мА. С увеличением тока нагрузки с 0 до 2 А выходное напряжение уменьшается приблизительно на 10 мВ.

Диоды выпрямительного моста и конденсаторы C1, C2, C6, C7 установлены на печатной плате дорабатываемого адаптера, размеры которой в рассматриваемом случае 33x18 мм. Стабилизатор собран на дополнительной монтажной плате размерами 24x20 мм (рис. 2). Его детали соединены выводами и навесными проводами. Эта плата размещена в корпусе адаптера, как показано на рис. 3. Фотоснимок устройства в сборе - на рис. 4.

Монтажная плата адаптера

Рис. 2. Монтажная плата адаптера

Размещение платы в корпусе адаптера

Рис. 3. Размещение платы в корпусе адаптера

Устройства в сборе

Рис. 4. Устройства в сборе

Резистор R1 - импортный невозгораемый или разрывной. В качестве RK1 применена шайба сопротивлением 15 Ом при комнатной температуре от терморезистора СТ15-2А (рис. 5). Такие терморезисторы применялись в узлах размагничивания маски кинескопа телевизоров серии УСЦТ В данном случае терморезистор служит самовос-станавливающимся предохранителем.

Шайба сопротивлением 15 Ом от терморезистора СТ15-2А

Рис. 5. Шайба сопротивлением 15 Ом от терморезистора СТ15-2А

Поскольку к металлизации шайбы невозможно припаять провода, их очищенные от изоляции концы намотаны с двух сторон на термоусаживаемую трубку, после чего трубка надета на шайбу, как показано на рис. 6,а, и термообработана. На выводы надеты трубки из стеклоткани или другого термостойкого изоляционного материала.

Терморезистор

Рис. 6. Терморезистор

Затем терморезистор обмотан несколькими слоями стеклоткани, пакет скреплён двумя отрезками термоусаживаемой трубки (рис. 6,б). Цель этого - уменьшение теплопотерь терморезистора в окружающую среду. В результате ток через терморезистор после срабатывания не превышает 5 мА, а температура его покрытия достигает 70...80 оС. Размещён терморезистор в нише сетевой вилки между контактными штырями, внутренняя часть которой покрыта двумя слоями плотной стеклоткани.

Описанный самодельный терморезистор можно заменить другим, предназначенным для ограничения тока терморезистором с положительным ТКС, например серии 14MQ, или высоковольтным самовосстанавливающимся предохранителем SF250-080.

Конденсаторы C1, C2, C6, C7 - керамические для поверхностного монтажа. Они припаяны между выводами соответствующих диодов. Конденсаторы C3 и C10 - оксидные алюминиевые, остальные - обычные керамические или плёночные. Если в корпусе имеется свободное место, ёмкость конденсатора C3 желательно увеличить до 4700...10000 мкФ. Можно увеличить и ёмкость конденсатора C10. Вместо диодов SR104P подойдут, например, 1 N5818, 1 N5819. Светодиод RL30N-DR314S может быть любым подходящего размера, цвета и яркости свечения.

Полевой транзистор FQB60N03L в корпусе D2PAK допустимо заменить другим N-канальным в подобном корпусе и с пороговым напряжением не более 2,5 В. К теплоотводящему фланцу транзистора припаян теплоотвод из двух медных проволок диаметром 1,6 мм и длиной 35 мм. При изготовлении стабилизатора большей мощности может потребоваться более эффективный отвод тепла. Вместо транзистора 2SC2839 подойдёт, например, транзистор серии КТ3102. Транзистор 2SA1267 можно заменить транзистором серии КТ3107 или другим структуры p-n-p.

Выключатель SA1, служащий переключателем выходного напряжения, применён малогабаритный движковый. Его металлический корпус соединён с плюсом выходного напряжения.

Если имеющийся в дорабатываемом адаптере понижающий трансформатор неисправен, вместо него в качестве T1 подойдёт готовый трансформатор ТПК2-6В или другой с указанным на схеме напряжением вторичной обмотки и габаритной мощностью не менее 2,5 Вт. Самодельный трансформатор можно намотать на Ш-образном стальном магнитопроводе с сечением центрального керна 2,7 см2. Первичная обмотка должна содержать 4300 витков лакированного провода диаметром 0,08 мм. Вторичная - 135 витков такого же провода диаметром 0,43 мм. Между обмотками прокладывают несколько слоёв фторопластовой или лавсановой ленты. Пластины магнитопровода собирают вперекрышку. После проверки работоспособности трансформатора его магнитопровод рекомендуется пропитать лаком и приклеить к корпусу адаптера клеем БФ-19.

Рядом с трансформатором в нижней и боковых стенках корпуса адаптера просверлены несколько десятков вентиляционных отверстий диаметром 2,3 мм. Выходной кабель сделан из многожильного провода 2x0,75 мм2 в ПВХ изоляции, дополнительно изолированного трубкой из такого же материала. Выходной штекер - стандартный 5,5/2,5 мм.

Налаживание устройства заключается в установке номинального выходного напряжения. При разомкнутом выключателе SA1 его устанавливают равным 3 В, подбирая сопротивление резистора R6. Затем, замкнув SA1, подборкой сопротивления резистора R8 добиваются выходного напряжения 5 В.

При напряжении в сети 230 В включённый последовательно в цепь питания адаптера мультиметр в режиме измерения переменного тока показал 8,7 мА без нагрузки, 21 мА - при токе нагрузки адаптера 0,5 А и 42 мА - при замыкании его выхода. При выходном напряжении 3 В и токе нагрузки 0,5 А температура внутри корпуса адаптера через десять часов работы поднялась на 27 оС относительно температуры окружающего воздуха.

Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.


Дата публикации: 14.08.2018

Рекомендуем к данному материалу ...


Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


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








 



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