В статье рассказано о маломощном блоке питания с импульсным стабилизатором напряжения на специализированной микросхеме МС34063. В сравнении с линейными стабилизаторами импульсные обладают большим КПД, меньшими массой и габаритными размерами, но вместе с этим имеют и некоторые недостатки, один из основных — повышенный уровень пульсаций выходного напряжения.
Предлагаемый блок питания можно использовать для питания различных бытовых устройств многофункциональных телефонных аппаратов, игровых приставок, плейеров, квартирных звонков и т. д., где использование импульсного стабилизатора сделает сетевой блок питания не лишь более экономичным, но и значительно облегчит его температурный режим. Он обеспечивает выходное напряжение 3,3…9 В при токе до 0,5 А. Амплитуда пульсаций выходного напряжения не превышает 30 мВ при максимальном токе нагрузки. Импульсный стабилизатор блока питания имеет защиту от перегрузки по току и от появления на выходе повышенного напряжения. Этот стабилизатор может быть использован как при конструировании новых источников питания, так и для замены линейных стабилизаторов в ранее изготовленных, например, с применением популярных в прошлом трансформаторов ТВК-110ЛМ, ТВК-110Л2 от лампово-полупроводниковых телевизоров. Во вновь изготавливаемых блоках питания использование импульсного стабилизатора напряжения позволит применить понижающий трансформатор с меньшими мощностью и габаритными размерами. Схема блока питания показана на рис.1.
Напряжение сети через плавкую вставку FU2 и кнопочный выключатель SB1 поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора Т1. Снимаемое с его вторичной обмотки напряжение переменного тока через самовосстанавливающийся предохранитель FU1 поступает на мостовой диодный выпрямитель VD1. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживает конденсатор СЗ. Конденсаторы С1, С2, С4-С6 подавляют импульсные помехи, поступающие из сети, и предотвращают проникновение таких помех в сеть от импульсного стабилизатора. Он выполнен на специализированной интегральной микросхеме МС34063АР, которая включена по стандартной схеме понижающего стабилизированного преобразователя напряжения. Эта микросхема работоспособна при входном напряжении до 40 В и максимальном токе выходного транзистора до 1,5 А. При этом собственный потребляемый ток составляет 4…8 мА. Микросхема содержит узел защиты от перегрузки и короткого замыкания в цепи нагрузки. Резистор R1 выполняет функции датчика тока для этого узла. Частоту преобразования задают конденсатором С7. Выходное напряжение зависит от соотношения сопротивлений резисторов R4 и последовательно соединенных резисторов R2, R3 и его можно изменять в районе 3,3…9 переменным резистором R2. Дроссель L1 — накопительный, 2-хзвенный фильтр низких частот на дросселях L2, L3 и конденсаторах С8-С13 сглаживают пульсации выходного напряжения. Светодиод HL1 сигнализирует о его наличии. Стабилитрон VD3 (напряжение стабилизации 11 В) защищает нагрузку от повреждения высоким напряжением при неисправности стабилизатора. При превышении выходным напряжением 11 В ток через стабилитрон резко возрастает и самовосстанавливающийся предохранитель FU1 скачкообразно переходит в состояние высокого сопротивления и ограничивает протекающий ток.
Все детали, кроме трансформатора Т1, держателя плавкой вставки FU2 и выключателя SB1, размещены на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис.2.
Если вы модернизируете готовый блок питания, то, возможно, подойдет уже используемый сетевой понижающий трансформатор, необходимо лишь, чтобы он обеспечивал напряжение на вторичной обмотке 12…20 В и выходную мощность 8…10 Вт.
Постоянные резисторы — С1-14, С2-23, С1-4, МЛТ, МОН, переменный — СПЗ-9, подойдут СП4-1, ППБ-1А. Применять переменные резисторы серии СП-1 нежелательно из-за невысокой надежности. Оксидные конденсаторы — К50-35 или импортные аналоги, остальные — керамические К10-17, КМ-5. Самовосстанавливающийся предохранитель FU1 — MF-R050, LP60-050. Диодный мост D3SBA10 можно заменить на любой из КЦ422, DB101 — DB107, RB151-RB157 или на четыре диода, например, 1N4001-1N4007. Диод 1N5819 заменим диодами 1N5817, 1N5818, четырьмя такими диодами можно заменить диодный мост, при этом экономичность блока питания повысится. Взамен стабилитрона 1N5348 подойдут защитные диоды 1,5КЕ10, 1,5КЕ11. Светодиод может быть любого цвета свечения (немигающий) серий КИПД21, КИПД40, L-53.
Все дроссели намотаны проводом ПЭВ-2 0,56, L1, L2 содержат по 40 витков провода на магнитопроводе типоразмера К17,5×8,2×5 мм из феррита 2000НМ. Перед намоткой магнитопроводы обматывают лакотканью или в три слоя липкой лентой (скотчем). Дроссель L3 содержит 6 витков сложенного вдвое провода, намотанного на магнитопроводе диаметром 10 мм и длиной 11 мм из феррита 600НН или 400НН (от магнитной антенны переносного радиоприемника). Если микросхема DA1 будет значительно разогреваться, то для облегчения ее теплового режима работы и, следовательно, повышения надежности устройства в целом желательно приклеить небольшой теплоотвод из медной или латунной пластины размерами 60×4,5×0,5 мм. Ее изгибают буквой «П» и приклеивают к нижней части корпуса микросхемы клеем АлСил-5 или «Радиал». Склеиваемые поверхности предварительно подготавливают в соответствии с инструкцией по использованию клея.
При входном напряжении преобразователя 12 В, выходном напряжении 5 и выходном токе 0,5 А потребляемый от выпрямителя ток не превышает 0,27 А. Это подтверждает, что КПД импульсного стабилизатора выше аналогичного на микросхеме КР142ЕН5А. Если необходим источник питания с фиксированным выходным напряжением, переменный резистор на плате заменяют проволочной перемычкой, а требуемое сопротивление резистора R3 находят из выражения Uвых = 1,25(1+R4/R3). При этом стабилитрон (или защитный диод) следует установить с напряжением стабилизации на 1…2 В больше выходного напряжения.
Радио №10, 2008г.
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
DA1
DC/DC импульсный конвертерMC34063A1
VD1
Диодный мостD3SBA101
VD2
Диод Шоттки1N58191
VD3
Диод1N53481
С1, С2, С4, С5, С10, С11, С13
Конденсатор0.22 мкФ7
С3
Электролитический конденсатор2200 мкФ 35 В1
С6
Конденсатор0.1 мкФ1
С7
Конденсатор470 пФ1
С8, С9, С12
Электролитический конденсатор330 мкФ 16 В3
R1
Резистор0.2 Ом1
1 ВтR2
Переменный резистор1.5 кОм1
R3
Резистор560 Ом1
R4
Резистор3.6 кОм1
R5
Резистор8.2 кОм1
HL1
СветодиодDB-433BG1
FU1
Предохранитель0.5 А1
FU2
Предохранитель0.16 А1
L1, L2
Катушка индуктивности300 мкГн2
L3
Катушка индуктивности1
T1
Трансформатор1
SB1
Выключатель1
XP1
Вилка сетевая1
Добавить все