Fonte de alimentação com modo de comutação aprimorado em caixa de fósforos de 9 volts, 1,1 amperes. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O artigo descreve uma fonte de alimentação de comutação estabilizada simples (SMPS), que pode ser colocada em uma caixa do tamanho de uma caixa de fósforos. O dispositivo é caracterizado por maior densidade de potência, boa repetibilidade e não tem medo de sobrecorrente.

Descrições de SMPS em miniatura foram publicadas repetidamente na Internet. Via de regra, são dispositivos com baixa potência. Por exemplo, o antecessor do “SMPS em caixa de fósforos” fornecia potência de até 0,63 W à carga, sendo uma das fontes mais potentes entre aquelas que eram colocadas em uma caixa de fósforos ou nas dimensões de uma bateria Krona. Além disso, essas fontes apresentavam baixa eficiência, geralmente não ultrapassando 35%.

O SMPS flyback proposto também pode ser colocado em uma caixa de fósforos, mas sua potência de saída é 15 vezes maior e sua eficiência é 2,5 vezes maior que a da primeira opção. Esse alto desempenho energético foi alcançado graças ao uso de um microcircuito TNY255P especializado da família TinySwitch da Power Integrations. O SMPS estabiliza a tensão de saída, possui proteção contra sobrecarga e curto-circuito na carga por passagem de pulsos, e o microcircuito utilizado contém unidades de proteção contra superaquecimento.

Principais características técnicas

Tensão de alimentação CA, V ....................220±20%
Frequência da tensão de alimentação, Hz ............................................. ....... .......40...400
Consumo de energia sem carga, W, não superior a ...0,31
Frequência de conversão, kHz......................................... ..... ...................115...140
Tensão nominal de saída, V............................................. ...... ...9
Potência máxima de saída, W............................................. ...... ..10
Eficiência máxima, %............................................... ..... ................................88
Potência específica, W/dm3......................................... ....... ....................... 300
Peso (sem caixa), g, não mais .................................... .... ...............28

Arroz. 1 (clique para ampliar)

O diagrama SMPS é mostrado em arroz 1. O fusível FU1 protege os elementos contra situações de emergência. O termistor RK1 limita o pulso de corrente de carga do capacitor C2 a um valor seguro para a ponte de diodos VD1 e, junto com o capacitor C1, forma um filtro RC, que serve para reduzir o ruído de impulso que penetra do SMPS na rede. A ponte de diodo VD1 retifica a tensão da rede, o capacitor C2 é de suavização. Os surtos de tensão no enrolamento primário do transformador T1 são reduzidos pelo circuito de amortecimento R1C5VD2. O capacitor C4 é um filtro de potência a partir do qual são alimentados os elementos internos do microcircuito DA1, sua capacitância nominal pode estar na faixa de 0,1...4,7 μF.

O retificador de saída é montado em um diodo Schottky VD3, a ondulação da tensão de saída é suavizada pelo filtro LC C6C7L1C8. Os elementos R2, R3, VD4 e U1, juntamente com o microcircuito DA1, proporcionam estabilização da tensão de saída quando a corrente de carga e a tensão da rede mudam. O circuito de indicação de ligação é feito usando o LED HL1 e o resistor limitador de corrente R4.

Foram utilizados resistores fixos MLT, C2-23, P1-4, trimmer - 3329N-1 da Bourns ou o análogo doméstico SPZ-19a, capacitores de óxido - importados, C1, C3 e C5 - cerâmica de alta tensão CD2200Z5V, DEBB33D222KA2B, C4, C7, C8 - K10-506. Termistor série NTC (com TCS negativo) - SCK-103. Chip TNY255P é substituível por TNY255G, TNY256P ou TNY256G, diodo HER208 - com HER106, HER107, HER206, HER207, 1N4937, FR306 ou BY399, diodo 1N5822 - com SR360, 31DQ04, 31DQ06, 90SQ045 170. O diodo zener KS162A pode ser substituído por diodos zener KS175A, KS817A, e o optoacoplador RS817 pode ser substituído por LTV816, RS816, LTV1. LED - qualquer miniatura, de preferência azul ou verde. O fusível FU2 é estrutural, é formado na placa por um condutor impresso, podendo ser substituído por um pedaço de fio enrolado de cobre, por exemplo PEV-0,03, com diâmetro de XNUMX mm.

Para a fabricação do transformador foi utilizado um núcleo magnético blindado B18 (sem trimmer) feito de ferrite 2000NM. O enrolamento primário contém 182 voltas de fio com diâmetro de 0,11 mm, e o enrolamento secundário consiste em 20 voltas de fio com diâmetro de 0,6 mm. Entre os enrolamentos devem ser colocadas duas camadas de lavsan ou fita de tecido envernizado e impregnadas com parafina para reduzir o ruído acústico. Entre os copos do circuito magnético é necessário fazer um vão de 0,16...0,23 mm, para o qual pode-se utilizar uma gaxeta de fluoroplástico, fibra de vidro ou, em casos extremos, papelão. O indutor é enrolado em um núcleo magnético de tamanho padrão K10x6x2 feito de ferrite 2000NM e contém 16 voltas de fio com diâmetro de 0,6 mm com corrente de saída de até 200...300 mA e 3...4 voltas de fio com diâmetro de 0,8 mm e corrente de até 1,1 A. As arestas vivas do circuito magnético devem primeiro ser lixadas com lixa e envolvidas com uma camada de fita laca. Para enrolar o transformador e o indutor devem ser utilizados fios das marcas PEV-2, PETVM, PETV-1, PETV-2, PET-200-1.

Fig. 2

O desenho da PCB é mostrado em arroz 2, é feito de laminado de fibra de vidro unilateral com espessura de 1...1,5 mm. O microcircuito é instalado no painel, os copos do circuito magnético são comprimidos entre si e fixados à placa com dois parafusos de latão aparafusados ​​​​em lados opostos em uma bucha de latão. Todos os resistores e diodos são montados perpendicularmente à placa. A aparência da placa montada é mostrada em arroz 3. Após verificação e ajuste, ele é colocado em uma caixa de material isolante.

Fig. 2

Configurar um SMPS se resume a definir com precisão a tensão de saída usando o resistor de ajuste R3.

Autor: E. Moskatov, Taganrog, região de Rostov

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