Fonte de alimentação de comutação de baixa potência, 220/9-10,5 volts 45 miliamperes. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O progresso científico e tecnológico não pára, os aparelhos e aparelhos radioeletrônicos ficam menores, perdem volume e peso, e o consumo atual também diminui. Para alimentar alguns dispositivos, basta ter uma fonte de alimentação com potência não superior a 400...500 mW, ou até menos. As fontes de alimentação baseadas em transformadores abaixadores de baixa frequência estão sendo gradualmente substituídas por SMPS. A única coisa que permanece relevante até hoje é o isolamento galvânico da carga da rede elétrica CA.

O SMPS proposto distingue-se pelo facto de ser fácil de fabricar. Ao mesmo tempo, fornece isolamento galvânico da carga da rede elétrica CA e resiste ao curto-circuito de saída. As desvantagens incluem estabilização de baixa tensão de saída, mas se necessário, esta desvantagem pode ser eliminada usando um estabilizador de tensão integrado de baixa potência da série 78Lxx ou similar.

características técnicas

• Tensão de alimentação, V......220±10%
• Frequência de conversão. kHz......20 100
• Tensão de saída, V......9...10,5
• Corrente máxima de saída, mA.......45

O diagrama do dispositivo é mostrado na Fig. 1. É baseado no chip IR2153D, que é um driver com oscilador integrado. Este microcircuito foi projetado para controlar dois transistores de efeito de campo de comutação conectados em série e construir poderosos conversores de tensão de pulso. Os estágios de saída do driver são conectados de forma que sejam alimentados em paralelo, fazendo com que operem como duas chaves meia ponte em antifase. Quando um transformador de pulso é conectado às saídas desses estágios - NO e LO (pinos 7 e 5) - obtém-se um circuito em ponte de um conversor de tensão.

Arroz. 1 (clique para ampliar)

O driver é alimentado pela rede elétrica CA através de um capacitor de amortecimento C1, um resistor limitador de corrente R2 e um retificador com diodos VD1-VD4. As ondulações da tensão retificada são suavizadas pelo capacitor C2. O resistor R1 garante a descarga do capacitor C1 após desconectar a fonte de alimentação da rede.

A tensão de alimentação é estabilizada por um diodo zener integrado de 15,6 V. A frequência de conversão é definida pelo circuito R3C3, pode ser determinada pela fórmula:

F = 1/(1,4C3(R3+75Ohm))

Com as classificações indicadas no diagrama, a frequência de conversão é de cerca de 70 kHz.

Os estágios de saída do driver DA1 fornecem uma corrente de pulso de saída de até 200 mA. o que permite conectar o enrolamento primário do transformador T1 diretamente às saídas do microcircuito. A tensão alternada do enrolamento secundário é fornecida a um retificador duplicador de tensão, montado com diodos VD5, VD6 e capacitores C4, C5. A presença de tensão de saída é indicada pelo LED HL1.

O SMPS utiliza resistores MLT, C2-23, capacitor C1 tipo K73-17 ou importado, deve ser projetado para operar em tensão alternada de no mínimo 400 V, capacitor C3 - K10-17 ou SMD, os demais são capacitores de óxido de origem nacional ou importada. Os diodos 1N4007 podem ser substituídos por 1N4005, 1N4006 ou uma ponte de diodos de baixa potência projetada para operar em rede de 220 V, por exemplo KTs407A. Os diodos Schottky 1N5819 são intercambiáveis ​​com 1N5817, 1N5818 ou diodos das séries KD510, KD521, KD522, mas neste último caso a tensão de saída diminuirá em cerca de 1 V. O LED HL1 pode ser de qualquer cor.

O transformador é enrolado em um núcleo magnético de tamanho padrão R10x6x4 (EPCOS B64290L0038-N87) feito de ferrite com permeabilidade magnética de 2200. É utilizado fio PELSHO com diâmetro de 0,12 mm. O enrolamento primário é enrolado volta a volta em uma linha - isto é aproximadamente 85 voltas (um desvio de ±10 voltas é permitido). Para aumentar a confiabilidade do isolamento, o enrolamento primário é revestido com 2...3 camadas de verniz; para isso, utiliza-se verniz acrílico automotivo em aerossol, que possui maior resistência às influências atmosféricas e mecânicas. Em seguida, o enrolamento secundário é enrolado - 30 voltas, também volta em volta em uma linha.

Não foi desenvolvida uma placa de circuito impresso para o dispositivo. Todas as peças são colocadas em um protótipo de placa de circuito impresso por meio de fiação (Fig. 2). A placa está alojada em uma caixa de plástico com dimensões de 60-35-25 mm. É necessário fazer furos na caixa para LED, cabos de rede e saída.

Fig. 2

A potência de saída da fonte de alimentação depende da capacidade do capacitor de extinção C1. A tabela mostra sua capacidade para vários valores de potência de saída.

As características de carga da fonte são mostradas na Fig. 3.

Fig. 3

Se a energia consumida pela carga for inferior ao ideal, o excesso de energia será utilizado para aquecer o chip. Após a montagem, o dispositivo não necessita de configuração e pode ser imediatamente utilizado para alimentar a carga correspondente.

Autor: Deparma A.

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