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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Redesenho de adaptadores de rede no padrão SUP. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação Os produtos produzidos sob a marca “adaptador de energia” são uma fonte de alimentação de transformador de baixa tensão na forma de um plugue de alimentação ampliado com uma saída CC para o conector por meio de um cabo flexível. Eles vêm com tensão de saída estabilizada ou sem estabilização (são mais simples e baratos), com ou sem elementos para carregar a bateria, com uma tensão de saída ou várias, e também diferem em potência, peso e design. Os adaptadores de rede estão equipados com muitos dispositivos eletrônicos de pequena massa, mas com autonomia limitada (ou seja, com consumo significativo de corrente de baterias ou baterias recarregáveis, por exemplo, calculadoras e gravadores de voz, receptores e câmeras de vídeo, etc.). Esta configuração aumenta o preço do produto, dimensões e peso. Portanto, os dispositivos eletrônicos de baixo custo não são equipados com adaptadores de rede e os adaptadores são vendidos no mercado como produtos separados. Proponho uma simples alteração do adaptador de rede universal. É desejável que tenha boa capacidade de carga (até 1 A de corrente), conectores multipadrão e chave de polaridade. O adaptador universal do tipo FIRST (produção austríaca) com potência de 18 W e corrente de carga máxima de até 1 A atende mais plenamente a esses desejos. Possui as seis tensões de rede mais “populares” na faixa de 1,5.. .12 V e está equipado com um conector DC multipadrão (um cruzamento de quatro plugues concêntricos e um conector “Coroa”), bem como uma chave de polaridade de tensão de saída integrada nos eletrodos dos plugues. Este sistema requer atenção especial ao conectar dispositivos energizados, mas é geralmente aceito. A Figura 1 mostra um diagrama esquemático de um adaptador típico (linhas finas indicam o circuito original).
A modificação é a seguinte: um canal comutado é introduzido de acordo com o circuito de comutação do transistor. Quando o conector X2 é fechado por meio de um plugue, a saída X1 liga a tensão. A chave SA1 pode alterar a polaridade da tensão de saída (a mesma que a chave SA2 no circuito adaptador). Estruturalmente, os interruptores SA1 e SA2 são instalados lado a lado em uma placa de circuito impresso padrão (com rotação do SA2 e reorganização da seção da placa: retire o LED da placa, faça furos para ambos os interruptores na área livre e conecte seus terminais com fios flexíveis). LEDs (um padrão, outro para uma chave adicional) juntamente com resistores limitadores de corrente de 1 kOhm são transferidos para o volume acima do transformador. Os cabos de X1 e X3 saem do adaptador pelas paredes laterais abaixo (presumimos que o adaptador esteja conectado à tomada com o painel do interruptor voltado para baixo). O soquete de entrada X2 do tipo GK-2 é fixado na parede inferior do volume do transformador. O transistor VT1 é um poderoso componente integrado do tipo KT825 (para correntes de até 1 A com corrente de controle de 20 mA, um transistor é suficiente). O transistor na caixa TO220 deve ser instalado em um pequeno radiador (50 cm2) e colocado no volume da caixa próximo ao transformador. Se o transistor estiver em uma caixa de metal, ele poderá ser instalado sem radiador na parede superior do compartimento do transformador (externo). Neste caso, os terminais de 4 mm da base e do emissor entram na caixa, na qual é soldado o resistor R2, e dois parafusos M4 (um lóbulo do coletor é colocado sob uma das porcas). O resistor R1 é colocado em um tubo de PVC (“cambraia”) em um fio que vai da base VT1 ao pino 1 do soquete X2. É aconselhável selecionar o capacitor C1 para suprimir possíveis surtos e ondulações, interferências e interferências amplificadas pelo transistor VT1. Ele pode ser colocado na placa principal próximo ao retificador, com os fios da chave SA1 conectados diretamente ao capacitor C1. Também é necessário aumentar a capacidade do capacitor padrão C2 para pelo menos 4000 µF. O transistor KT825 pode ser substituído por dois, por exemplo, um poderoso KT818 ou KT837 e um KT502 ou KT209 de baixa potência, conectados de acordo com um circuito de transistor composto. Se o volume permitir a instalação de um porta-fusível de baixa tensão para uma corrente de 1-2 A, é aconselhável instalá-lo. Não vale a pena introduzir um estabilizador de tensão no adaptador, pois é melhor estabilizar a tensão diretamente no dispositivo alimentado (isso é melhor para eliminar interferências e interferências). No conector X2, utilize um plugue condutor SUP-zh (ver “RA” 2/99) para ligar o canal com chave sem controle externo. É possível introduzir um canal comutado para fornecer energia CC com controle remoto fechando a entrada para um fio comum em muitas outras fontes de energia. Se o dispositivo que precisa ser ligado remotamente tiver uma fonte de alimentação embutida, a mesma chave poderá ser incorporada diretamente no dispositivo e, para controlá-lo, instale um soquete de entrada do tipo GK-2 no corpo do dispositivo. Ao mesmo tempo, será possível a gestão interna. O canal não comutado na modificação do adaptador descrita acima é deixado para alimentar alguns dispositivos de controle com autonomia limitada. No uso prático de tal switch (baseado em um adaptador de rede) como parte de um complexo de automação discreto construído no padrão SUP (por exemplo, ao implementar um despertador com um rádio ou gravador ligado) usando um "Bright" tipo relógio (ver "RA" 3/99, p.24), ele ligará quando o despertador tocar por 1 minuto. Para ligar o dispositivo controlado usando o adaptador proposto por um longo período quando o despertador tocar, você deve usar um controle remoto com trava (ver "RA" 5/99, p. 38). Para implementar um modo de desligamento (temporizador, por exemplo), um inversor de transistor de efeito de campo deve ser conectado entre o controle remoto com trava e as chaves de entrada e saída da fonte de alimentação (ver "PA" 5/99, p. 40). Desta forma, é possível construir sistemas e dispositivos de automação muito complexos, submetendo os produtos originais a alterações mínimas. No entanto, a comutação usando energia CC nem sempre é aplicável (especialmente se o dispositivo controlado tiver um circuito de alimentação complexo com múltiplas tensões). Portanto, é necessário um interruptor de alimentação com tensão de rede alternada, que também é implementado com base em um adaptador de rede como uma base de design conveniente. Submetemos o segundo adaptador a uma modificação mais complexa associada a uma mudança na função do produto original. A partir do adaptador “Electronics D2-11” (parte do kit da microcalculadora “Electronics MK-60”) obtemos uma chave triac de rede universal para corrente alternada (Fig. 2).
Uma característica distintiva do produto resultante é o isolamento galvânico completo da rede de corrente alternada e um design original (pequenas dimensões e peso, conexão ao dispositivo de controle através de um plugue SYUP-v no cabo sem instalação de soquete GK-2). Chamei essa chave de chave, porque a tensão da rede aparece na saída X3 (soquete Rн) apenas durante um curto-circuito de controle na entrada X1. Ao refazer, utilizamos o máximo possível os elementos e peças do adaptador original (destacados em linhas finas na Fig. 2), a saber: uma caixa com plugue de alimentação, um retificador (diodos e capacitor) e um transformador. Em sua forma original, o adaptador de rede "Electronics D2-11" tem uso limitado, possui tensão de saída de 3 V em corrente de até 50 mA (pode alimentar um receptor VHF, mas o player não "puxa" mais ). Então, vamos abrir o adaptador e começar a retrabalhá-lo. A caixa do adaptador de rede é um plugue de rede ampliado com dimensões de 75x48x36 mm (sem pinos) e consiste em duas metades, fixadas com um parafuso auto-roscante, apertando as metades da caixa na área dos pinos. Na outra extremidade existem ganchos de interligação. As metades do corpo são iguais em volume e diferem nas partes correspondentes (ombros, pinos de encosto, buchas, etc.). Chamaremos a parte onde é aparafusado o parafuso auto-roscante na parte inferior ou base de montagem, e nela faremos toda a instalação da chave (Fig. 3a). A outra metade, na qual a cabeça do parafuso fica visível, será chamada de tampa e será submetida a modificações mínimas (basicamente, selecionaremos um semicírculo para montagem do LED HL1 na área de encontro das metades perfurando conjuntamente o corpo montado com broca de 5,2 mm de diâmetro para LEDs do tipo AL307, AL336).
A seguir, desparafuse o parafuso auto-roscante e retire a tampa da caixa, enquanto o transformador deve permanecer na base com os terminais para cima, e a placa de circuito impresso do retificador é soldada aos terminais do enrolamento secundário (Fig. 3b). Agora é necessário retirar a placa de circuito impresso dos terminais do transformador usando um ferro de solda com sucção de solda ou uma agulha médica com corte afiado, e limpar os furos para que durante a montagem a placa possa ser facilmente colocada nos terminais do transformador. A placa de circuito impresso padrão sofre uma pequena modificação: movemos um dos diodos da ponte que estava ao longo da placa e colocamos dois ou dois diodos em paralelo para aproximar o capacitor C1 do transformador e liberar espaço para instalação do triac VS1. No diagrama de instalação também utilizamos um cabo padrão, cujo plugue padrão é substituído por um plugue SYUP-v (ver "RA" 2/99, p. 22). O capacitor C1 precisa ser isolado (envolva a caixa com fita adesiva em várias camadas ou use um importado com isolamento da caixa e dimensões menores). Agora vamos remover as peças desnecessárias: um diodo zener KS136A e um resistor de 1,5 kOhm e limpar os furos. A terceira peça extra é o papelão em forma de U que acompanha o cordão. Para fixar o cabo com mais segurança, instalar o LED HL1 e o triac VS1 (no caso TO-220), é necessário fazer uma placa de circuito impresso adicional medindo 25x40 mm (a placa principal tem o mesmo tamanho). Esta placa é mostrada na Fig. 3a (vista traseira). Para melhorar a qualidade, aconselho fazer furos na seguinte sequência: furo para o LED (mencionado acima), furos de montagem para a placa com diâmetro de 2,5 mm, primeiro usar uma broca fina na caixa e depois furar a peça de trabalho no diâmetro especificado. Montamos a placa adicional com o gabinete usando parafusos de 8 mm de comprimento, e entre a placa e o gabinete é necessário instalar arruelas espaçadoras de 1,3 mm de espessura (deve haver um espaço entre o gabinete e a placa). Fazemos furos para os cabos do LED (1,2 mm de diâmetro) e um furo para passagem do cabo (4 mm de diâmetro) no eixo da junta (Fig. 3a vista traseira). Fazemos por último o furo para montagem do triac VS1 (3,2 mm de diâmetro) e selecionamos para ele um parafuso M3 de cabeça baixa (este parafuso deve ficar escondido sob a tampa da caixa). Durante os procedimentos descritos, não se esqueça de verificar a posição da extremidade superior da placa adicional e, se necessário, limar para que na instalação da placa padrão sua junta fique paralela à junta do corpo. Na placa adicional com tinta nitro aplicamos: 1) no centro um retângulo para um triac de 14 mm de largura em toda a altura da placa (na instalação do triac soldamos um pequeno radiador de cobre com 0,5 mm de espessura e 25x25 mm em tamanho com dobra em ambos os lados); 2) ao redor dos furos de montagem da placa da almofada 6x6 mm, na qual você precisa soldar as porcas M2,5; 3) um pouco mais alto, mas não na borda superior, duas almofadas para os cabos do LED (as almofadas estão espaçadas de 5 mm dos orifícios dos cabos para evitar o superaquecimento do LED durante a soldagem); 4) ao longo das bordas da placa (a uma distância de 3 mm da borda superior) existem 4 almofadas de contato de 3x3 mm para montagem de elementos de circuito. Depois disso, a placa pode ser gravada. Instalamos o fusível FU1 no compartimento na área dos pinos do plugue de alimentação (Fig. 3). Instalamos um inserto cerâmico de 15 mm de comprimento em um suporte caseiro, soldado em uma placa de 10x20 mm com almofadas de contato nas bordas (a placa pode ser gravada junto com uma adicional). Selecionamos um soquete para a saída X3. Esta é uma tomada de aparelho de dois soquetes com uma distância entre os soquetes de 19 mm e um orifício de montagem no meio. Instalei a tomada dentro do gabinete, mas nem todos os tipos de tomadas permitem essa instalação. Além disso, é aconselhável montar um diagrama antes de instalar o soquete para garantir que o soquete se encaixe no local especificado. Vejamos o diagrama da Fig. A chave triac consiste em quatro componentes principais: 2) um conjunto de chave com estabilização da corrente do LED do optoacoplador é montado no transistor VT1 e nos resistores R1 e R1, ao qual é adicionado um indicador de energia no LED HL2 (o mesmo conjunto inclui um cabo de alimentação de controle com plugue X1); 1) um conjunto retificador de baixa tensão montado em elementos adaptadores - diodos VD2...VD1, capacitor C4 e transformador T1; 1) unidade de comutação de potência no tiristor VS3 (inclui plugue de alimentação X1, fusível FU2, soquete X1, resistor R3); 3) Conjunto de chave CA com isolamento galvânico em optoacoplador U4 tipo AOU-1. As designações dos terminais do optoacoplador A, B, C, D são feitas para oferecer opções de design para substituição desta unidade (caso não tenha sido possível obter o optoacoplador). Na primeira versão, substituímos o optoacoplador triac por dois populares optoacopladores tiristores do tipo AOU-160V, enquanto conectamos os LEDs em série e os tiristores no modo paralelo back-to-back (Fig. 103a).
Na segunda opção, utilizamos um optoacoplador com saída de transistor, adicionamos um amplificador de corrente no transistor VT1, resistor R1 e ponte de diodos VD1-VD4 (Fig. 4b). Se os optoacopladores, em geral, não puderem ser obtidos, então esta unidade pode ser implementada em um relé eletromagnético, de preferência uma chave reed tipo RES-55 (Fig. 4, c). Você pode usar uma chave reed do tipo KEM-2A enrolando um enrolamento com resistência de pelo menos 4 Ohms em uma estrutura com comprimento igual ao comprimento da chave reed e altura da mandíbula de 500 mm. Em vez de um optoacoplador com triac, você pode usar um optoacoplador de potência moderno da série 5P19. O uso dessas opções exigirá um aumento de volume, enquanto o soquete X3 terá que ser removido do gabinete e a placa padrão terá que ser refeita. Como resultado do trabalho realizado, é obtido um interruptor de alimentação CA universal, muito conveniente e seguro. Para concluir, algumas palavras sobre segurança. O circuito e o design fornecem uma série de medidas para garantir a proteção contra choques elétricos (isolamento galvânico duplo completo) e segurança contra incêndio durante sobrecargas (fusível de 2 A). No entanto, a instalação foi realizada de forma limitada, pelo que deve ser dada especial atenção e cuidado às questões de isolamento e à escolha dos materiais e elementos estruturais (os optoacopladores só devem ser utilizados com uma tensão de isolamento superior a 500 V) . Caso haja dúvidas quanto à qualidade dos produtos (por exemplo, um transformador), eles devem ser verificados em laboratório elétrico com tensão de teste de 1500 V. O mesmo deve ser feito com a estrutura acabada (verificar o isolamento entre o baixo -peças de tensão e alta tensão). Lembre-se que sua vida depende disso! Autor: Yu.P. Sarazh
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