Fonte de alimentação de comutação avançada em uma caixa de fósforos, 220/9 volts 10 watts. 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.

Principais características técnicas:

• Tensão de rede 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 de saída nominal, V.....9;
• potência máxima de saída W.....10;
• eficiência máxima, %.....88;
• potência específica W/dm3.....300;
• peso (sem caixa), g, não mais que.....28.

Descrições de SMPS em miniatura foram publicadas repetidamente nas páginas da revista Radio. Via de regra, são dispositivos com baixa potência. Um desses SMPS [1] fornecia potência de até 0,63 W à carga, sendo uma das fontes mais potentes entre aquelas que poderiam ser colocadas em uma caixa de fósforos ou nas dimensões de uma bateria Krona [2]. Além disso, essas fontes apresentavam baixa eficiência, geralmente não ultrapassando 35%.

O flyback SMPS 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 de seu análogo [1]. Foi possível alcançar um desempenho energético tão alto graças ao uso de um microcircuito especializado TNY255P da família TinySwitch da Power Integrations [3, p. 479, 480] 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. Informações mais detalhadas sobre os parâmetros e características deste microcircuito TNY255P podem ser obtidas no site.

O esquema SMPS é mostrado na fig. 1.

Arroz. 1 (clique para ampliar)

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 capacidade nominal pode estar na faixa de 0,1...4,7 μF.

O retificador de saída é montado usando um diodo Schottky VD3; as ondulações na tensão de saída são suavizadas por um 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 TKS negativo) - SCK-103. O chip TNY255P pode ser substituído por TNY255G, TNY256P ou TNY256G. diodo HER208 - em HER106, HER107, HER206, HER207, 1N4937, FR306 ou BY399, diodo 1N5822 - em SR360, 31DQ04, 31DQ06, 90SQ045. O diodo zener KS 170A pode ser substituído por diodos zener KS162A, KS175A, e o optoacoplador RS817 pode ser substituído por LTV817, RS816, LTV816. LED - qualquer miniatura, de preferência azul ou verde. O fusível FU1 é estrutural, é formado na placa por um condutor impresso, podendo ser substituído por um pedaço de fio enrolado de cobre, por exemplo PEV-2, com diâmetro de 0,03 mm.

Um circuito magnético blindado é usado para fabricar o transformador. B18 (sem aparador) em 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 com corrente de até 1,1 A. Bordas vivas O circuito magnético deve primeiro ser lixado com lixa e envolvido 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.

O desenho da placa de circuito impresso é mostrado na Fig. 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.

Fig. 2

A aparência da placa montada é mostrada na Fig. 3. Após verificação e ajuste, ele é colocado em um alojamento feito de material isolante. Configurar um SMPS se resume a definir com precisão a tensão de saída usando o resistor de ajuste R3.

Fig. 3

Literatura

1. Moskatov E. Pulse IP em uma caixa de fósforos. - Rádio, 2005, nº 6, p. 26, 27.
2. Solonin V. Rede nas dimensões da "Krona". - Rádio, 1999, n.º 2, p. 37, 44.
3. Microcircuitos para comutação de fontes de alimentação e sua aplicação. 2ª edição, corrigida e ampliada. - M.: Editora Dodeka-XXI, 2001.
4.TNV253/254/255. - .

Autor: E. Moskatov, Taganrog, região de Rostov

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