В статье описывается комбинированное устройство, объединяющее фильтр для защиты сети 220 В/50 Гц от помех, создаваемых импульсными источниками питания дешевых электронных устройств, с ночным светильником.
Большинство зарядных устройств для мобильных телефонных аппаратов, Flash-плееров, коммуникаторов, карманных компьютеров изготовлено по простейшим схемам. Как правило, в их составе можно найти лишь простейший импульсный преобразователь напряжения, выпрямитель и светодиодные индикаторы включения и зарядки.
Такие устройства обычно не имеют не лишь сетевого предохранителя, но и не содержат LC-фильтра для предотвращения проникновения создаваемых ими помех в сеть, интенсивность которых ненамного уступает помехам от энергосберегающих ламп с электронным балластом. Чтобы не засорять осветительную сеть интенсивными помехами с широким спектром частот, которые создают миниатюрные устройства питания с импульсными преобразователями напряжения, их желательно питать от сети переменного тока через помехоподавляющие LC-фильтры, без которых не обходится ни одно достаточно «серьезное» устройство с импульсным блоком питания.
Принципиальная схема достаточно эффективного сетевого фильтра показана на рис.1. Устройство представляет собой LC-фильтр с функцией защиты от бросков напряжения питания. Кроме того, устройство может использоваться как ночник, что весьма удобно, если через этот фильтр в ночное время будет работать зарядное устройство, а включенный яркий ночник не лишь осветит комнат/, но и не позволит забыть о процессе зарядки.
Сетевое напряжение переменного тока через плавкий предохранитель FU1 поступает на LC-фильтр C1L1C2, который уменьшает уровень помех, как поступающих из сети к нагрузке, так и поступающих от нагрузки в сеть. Варистор RU1 защищает нагрузку от всплесков напряжения сети. Применение этого фильтра позволяет значительно снизить вероятность повреждения импульсного зарядного устройства или импульсного блока питания от аномальных явлений в сети питания.
Светодиод HL1 своим свечением сигнализирует наличие напряжения питания. Резисторы R1, R2 ограничивают ток через светодиод HL1, а диоды VD1, VD2 предотвращают повреждение светодиода обратным током. Использование 2-х последовательно включенных резисторов и диодов необходимо для миниатюризации монтажа. Кроме того, наличие 2-х последовательно включенных относительно низковольтных диодов 1N4148 уменьшает обратный ток.
Узел ночника выполнен на балластном конденсаторе СЗ, токоограничительном резисторе R3, мостовом диодном выпрямителе VD3-VD6, защитном конденсаторе С4 и сверхъярких светодиодах HL2-HL7 белого и синего цветов свечения. Кнопкой SA1 можно в любой момент включить или выключить ночник. Конденсатор С4 нужен для того, чтобы прекратить ускоренную деградацию оптических свойств сверхъярких светодиодов из-за бросков тока, к которым подобные светодиоды чрезвычайно чувствительны.
Питание сверхъярких светодиодов пониженным током (около 6 мА) значительно уменьшает их скорость деградации. К примеру, при питании дешевых сверхъярких светодиодов током 20 мА их яркость свечения может уменьшиться вдвое уже через 500 ч эксплуатации, что для ночника неприемлемо.
Конструкция и детали.
Устройство было смонтировано в корпусе размерами 70x40x25 мм (без выступающей сетевой вилки) от зарядного устройства для сотового телефонного аппарата. Вид на монтаж и устройство в сборе показаны на рис.2.
Часть элементов установлена на монтажной плате, а оставшаяся часть закреплена в корпусе с помощью клея «БФ» и «Квинтол». Использование печатного монтажа нежелательно из-за повышенной вероятности возгорания монтажной платы при наличии на ней близкорасположенных дорожек с большой разностью потенциалов.
Резисторы можно применить любые малогабаритные, например, МЛТ, Cl-4, C2-23. В качестве резистора R3 желательно установить невозгораемый Р1-7 или аналогичный импортный сопротивлением 470…1000 Ом.
Варистор MIG10-471 можно заменить FNR-10K471, TNR10G471 К. При наличии свободного места в корпусе устройства предпочтительнее использовать более мощный варистор, например, FNR-20K471, FNR-20K431.
Конденсаторы С1-СЗ — полиэтилентерефталатные К73-17, К73-24 на рабочее напряжение не ниже 630 В. Конденсатор С4 — оксидный К50-35 или аналог.
Два кремниевых маломощных диода 1N4148 можно заменить одним КД102Б, КД209Б, КД410А, КД410Б, 1N4007. Вместо диодов КД221Б подойдут любые диоды из серий КД105, КД209, КД243, 1 N4001-1 N4007 или диодный мост, например, КЦ407А, КЦ422 с любым буквенным индексом.
Светодиод RL30-YG414S зеленого цвета свечения можно заменить любым аналогичным, например, КИПД66П2-Л. Светодиоды RL30-CB744D (4000 мКд, синий, 3 мм) и RL30-WH744D (5000 мКд, белый, 3 мм) можно заменить любыми сверхъяркими, например, RL50-WH744D, RL50-CB744D, RL80-CB744D, RL80-GH744D. При выборе светодиодов учитывайте, что светодиоды с большим диаметром линзы имеют более высокий КПД оптической системы. При пайке сверхъярких светодиодов учитывайте, что они чувствительны к перегреву, а поскольку не все такие светодиоды содержат встроенные защитные стабилитроны, то и склонны к повреждению статическим электричеством.
Дроссель L1 применен от фильтра напряжения питания импортной автомагнитолы. Можно использовать любой аналогичный подходящих размеров индуктивностью 100… 1000 мкГн, рассчитанный на ток не менее 2 А. Предохранитель может быть любым плавким или высоковольтным самовосстанавливающимся.
Собранное из исправных деталей устройство начинает работать сразу и не требует налаживания. При эксплуатации устройства следует учитывать, что все его элементы находятся под напряжением сети. К этой конструкции, с целью понижения помех, можно подключать не лишь импульсные зарядные устройства и блоки питания, но и, например, электробритвы, миксеры, многофункциональные стационарные телефонные аппараты, радиоприемники.
с. Курба, Ярославской обл.
Электрик №3-4, 2010г.