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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de alimentação de comutação simples 5 volts 4 amp. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação O artigo descreve uma fonte de alimentação de rede simples e barata com uma tensão de saída de 5 V e uma corrente de carga de até 4 A. A fonte de energia é um conversor de tensão flyback de terminação única com autoexcitação. Uma característica distintiva do dispositivo proposto é a ausência de microcircuitos especializados, simplicidade e baixo custo de fabricação.
O diagrama do dispositivo é mostrado na Figura 1. A fonte de alimentação contém um retificador de rede VD1-VD4, um filtro de supressão de interferência L1C1-C3, um conversor baseado em um transistor chaveador VT1 e um transformador de pulso T1, um retificador de saída VD8 com um filtro C9C10L2 e uma unidade de estabilização feita no estabilizador DA1 e optoacoplador U1.
O dispositivo funciona da seguinte maneira. Após ligar a fonte de alimentação, o transistor chaveador VT1 abre ligeiramente e a corrente começa a fluir através do enrolamento primário do transformador de pulso T1. No enrolamento de realimentação II do transformador, é induzido um EMF, que através do circuito de realimentação positiva - resistor R9, diodo VD5, capacitor C5 é fornecido à porta do transistor de efeito de campo VT1. Como resultado, um processo semelhante a uma avalanche se desenvolve, levando à abertura completa do transistor chaveador. O acúmulo de energia começa no transformador T1. A corrente através do transistor chaveador VT1 aumenta linearmente, e a tensão do sensor de corrente - resistor R10 através do diodo VD6 e capacitor C7 afeta a base do fototransistor do optoacoplador U1.1, abrindo-o levemente, o que causa a tensão no porta do transistor de efeito de campo diminua. O processo reverso começa, levando ao fechamento do transistor chaveador VT1. Neste momento o diodo VD8 abre e a energia acumulada no transformador T1 é transferida para o capacitor do filtro de saída C9. Quando a tensão de saída por algum motivo excede o valor nominal, o estabilizador DA1 abre e a corrente começa a fluir através dele e do diodo emissor conectado em série do optoacoplador U1.2. A radiação do diodo leva a uma abertura mais precoce do transistor optoacoplador, como resultado da diminuição do tempo de ativação do transistor de comutação, menos energia é armazenada no transformador e, consequentemente, a tensão de saída diminui. Se a tensão de saída cair, a corrente através do diodo emissor do optoacoplador diminui e o transistor optoacoplador fecha. Como resultado, o tempo de ativação do transistor de comutação aumenta, mais energia é armazenada no transformador e a tensão de saída é restaurada. O resistor R3 é necessário para reduzir o efeito da corrente escura do transistor optoacoplador e melhorar a estabilidade térmica de todo o dispositivo. O capacitor C7 aumenta a estabilidade da fonte de alimentação. O circuito C6R8 força os processos de comutação do transistor VT1 e aumenta a eficiência do dispositivo. De acordo com o esquema acima, foram fabricadas várias dezenas de fontes de alimentação com potência de saída de 15 ... 25 W. No local do transistor chaveador VT1, podem ser usados transistores de campo e bipolares, por exemplo, séries 2T828, 2T839, KT872, KP707, Buz90, etc. O transistor Optron 4N35 é substituído por qualquer uma das séries AOT110, AOT126, AOT128, e KR142NA19A - estabilizador TL431 - TL90 - TL4 35 . Porém, os melhores resultados foram obtidos com elementos importados (BUZ431, XNUMXNXNUMX, TLXNUMX). Todos os resistores da fonte de alimentação são para montagem em superfície tamanho padrão 1206 com potência de 0,25 W, capacitores C1 - C3, C8 - K10-47v para tensão de 500 V, C5-C7 são para montagem em superfície tamanho padrão 0805, o resto são quaisquer óxidos. O transformador T1 é enrolado em dois núcleos magnéticos de anel dobrados K19x11x6,7 feitos de permalloy MP 140. O enrolamento primário contém 180 voltas de fio PEV-2 0,35, enrolamento II - 8 voltas de fio PEV-2 0,2, enrolamento III para a saída tensão 5V - 7 voltas de cinco condutores PEV-2 0,56. A ordem dos enrolamentos corresponde à sua numeração, e as voltas de cada enrolamento devem ser distribuídas uniformemente ao longo de todo o perímetro do circuito magnético. Os indutores L1 e L2 são feitos em núcleos magnéticos de anel K15x7x6,7 feitos de permalloy MP140. O primeiro contém dois enrolamentos de 30 voltas cada, enrolados com fio PEV-2 0,2 em diferentes metades do circuito magnético, o segundo é enrolado com fio PEV-2 0,8 em uma camada ao longo de todo o comprimento do circuito magnético, tanto quanto encaixa. Para reduzir a ondulação da tensão de saída, o ponto comum dos capacitores C2 e C3 deve primeiro ser conectado ao terminal negativo do capacitor C10, e depois às demais partes - enrolamento III do transformador T1, terminal negativo do capacitor C9, resistor R12 e terminal 2 do estabilizador DA1. O dispositivo é montado em uma placa de circuito impresso medindo 80x60 mm. De um lado da placa estão condutores impressos e elementos de montagem em superfície, além de um transistor chaveador VT1 e um diodo VD8, que são pressionados contra uma placa dissipadora de calor de alumínio das mesmas dimensões, e do outro - todo o resto. É melhor ligar o dispositivo pela primeira vez a partir de uma fonte de alimentação limitadora de corrente, por exemplo, B5-50, e a tensão de operação deve ser aplicada imediatamente e não aumentada gradualmente. O estabelecimento do dispositivo consiste em ajustar a tensão de saída pelo divisor R11R12 e, se necessário, definir o limite para limitar a potência de saída (o início de uma queda acentuada na tensão de saída com o aumento da corrente de carga) pelo sensor de corrente R10. Para obter uma tensão de saída diferente, você precisa alterar proporcionalmente o número de voltas do enrolamento III do transformador T1 e a razão de divisão do divisor R11R12. Ao operar o dispositivo, deve-se lembrar que sua saída negativa está conectada galvanicamente à rede. Autor: M. Dytskov, Zhukov; Publicação: cxem.net
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