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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de alimentação de rádio com comutação rede-bateria. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação O autor aprimorou a fonte de alimentação de um rádio portátil descrita anteriormente na revista ("Rádio", 2002, nº 11, pp. 12, 13), introduzindo a comutação automática da fonte de alimentação e da bateria. Deve-se ter em mente que o reforço da alimentação com tal modificação só é aconselhável para equipamentos com reserva de energia suficiente para o sistema de alto-falantes. Como você sabe, o equipamento de áudio vestível atualmente popular no modo autônomo é geralmente alimentado por uma bateria embutida com uma tensão de 7,5...9 V e muito menos frequentemente - 12 V. Além disso, quase todos os UMZCHs integrados modernos usados em equipamentos vestíveis possuem uma ampla faixa de tensão de alimentação e permitem seu aumento para 14...18 V [1]. Usando esse recurso dos microcircuitos, muitas vezes é possível mais que dobrar a potência de saída musical (pico) apenas refazendo a fonte de alimentação da rede [2]. A reserva criada de potência instantânea melhora as características dinâmicas do amplificador. Na alimentação do rádio [2] com tensão de alimentação não estabilizada superior ao UMZCH, o estabilizador é fornecido apenas para alimentar os cascatas de baixa potência do dispositivo. A transição do modo de rede para o modo de bateria foi realizada por meio de um botão de pressão. A principal desvantagem do dispositivo está associada a esta chave: se o botão for movido acidentalmente para a posição “Bateria” durante a operação da rede elétrica, um aumento de tensão é fornecido aos estágios preliminares do rádio, o que pode levar à falha do universal amplificador e receptor. Esta desvantagem é completamente eliminada no dispositivo, cujo diagrama é mostrado na figura. Aqui, em vez de uma chave manual "Rede-Bateria", foi introduzida a comutação eletrônica automática, eliminando o fornecimento de tensão aumentada aos estágios preliminares do rádio.
No modo Bateria, o switch não consome corrente; no modo “Rede”, seu consumo de corrente não ultrapassa 20 mA. A transição para o modo “Rede” ocorre a uma tensão de 11,5 V, e a transição para o modo “Bateria” ocorre a 11 V. O switch está embutido na fonte de alimentação do rádio. A parte inserida é destacada no diagrama com uma linha tracejada e pontilhada. É um relé de tensão sensível e econômico, além de um estabilizador de tensão integrado DA1. A tensão não estabilizada no capacitor C1 é monitorada pelo transistor de efeito de campo VT1. O limitador de corrente do relé K2 é montado no transistor VT1. O LED HL1 indica a mudança para o modo “Rede”. Ao operar com bateria, quando a tensão no capacitor C1, mesmo com baterias novas, não ultrapassa 10 V, o transistor VT1 é fechado - a tensão positiva em sua porta, especificada pelo divisor R1R2, está abaixo do limite. O relé K1 está desenergizado, seu contato K 1.1 está na posição superior conforme diagrama. O estabilizador DA1 é desligado na entrada pelo contato K1.1, e na saída pelo diodo de desacoplamento VD2, que evita a descarga da bateria através da resistência de saída do estabilizador. Neste estado, o dispositivo praticamente não consome corrente, o que é especialmente importante no modo bateria. Quando o cabo de rede é conectado ao conector AC INPUT, a bateria é desconectada por um contato adicional do conector e a tensão aumenta até o nível de potência do UMZCH. Aumentar a tensão na porta do transistor VT1 irá abri-la. Uma corrente limitada pelo transistor VT1 fluirá através do enrolamento do relé K2, mas suficiente para o funcionamento do relé. Os contatos K1.1 incluirão o estabilizador DA1 no circuito de alimentação. Agora a tensão de alimentação dos estágios preliminares será limitada ao nível requerido (9 V) e ainda mais estabilizada. O UMZCH é alimentado por tensão aumentada da fonte de alimentação, modificada de acordo com as recomendações em [2]. Ao mesmo tempo, o LED HL1 acenderá, indicando o modo “Rede”. Quando você desconecta o conector do cabo de alimentação, ele muda para o modo de energia da bateria. O relé RES55 para tensão de operação de 12 V (passaporte 4.569.602) opera com tensão de 7...8 V e corrente de 10...12 mA. Sem limitador de corrente através do enrolamento do relé com tensão máxima de alimentação UMZCH 16 V, seu valor chegaria a 35 mA, o que é indesejável. Também é impossível usar um relé com uma tensão de operação próxima do máximo - esta tensão não é estabilizada e flutua durante a operação do UMZCH. O uso de um estabilizador de corrente no transistor de efeito de campo VT2 limita o consumo de corrente do relé a um nível que excede a corrente de operação em 2...3 mA. Isso é suficiente para uma comutação confiável e operação econômica em condições de tensão de alimentação instável. A alta transcondutância do transistor de efeito de campo VT1 garantiu uma pequena diferença nos níveis de comutação de modo - cerca de 0,5 V. O diodo evita a necessidade de outro contato de comutação do relé. A queda de tensão direta no diodo VD2 (D302 - germânio) não excede 0,3 V e ao usar um diodo de silício (KD212A e similar) pode ser compensada selecionando o microcircuito DA1. Mas com um diodo de germânio e sem seleção, a precisão do ajuste da tensão de saída é suficiente e chega a 8,7 ± 0,27 V. A fabricação do dispositivo deve começar com a modificação da fonte de alimentação existente. Um transformador T1 típico em um gravador de rádio geralmente tem baixa potência; é melhor substituí-lo por um toroidal, projetado para a tensão efetiva do enrolamento secundário, 1,2.. 1,3 vezes menor que a tensão de alimentação permitida de um microcircuito UMZCH específico. Algumas recomendações para a escolha de um núcleo magnético em anel para um transformador são fornecidas em [2]. O consumo de corrente do UMZCH aumenta após a modificação, portanto a capacitância do capacitor do filtro deve ser aumentada para 4700 μF (em 25 V). O aumento da capacitância do filtro também aumenta a potência de pico e a margem de tensão garante uma operação confiável do capacitor. A parte de entrada do dispositivo é montada em uma placa separada de dimensões apropriadas próxima à fonte de alimentação principal. Neste dispositivo, você também pode usar os transistores KP305B, KP305V, e na posição VT2 - KP302B ou KP302G (quando selecionado pela corrente de dreno inicial - pelo menos 15 mA - e KP303E). O relé K1 pode ser substituído por um similar de pequeno porte com corrente operacional mínima e tensão operacional não superior a 10 V. O LED HL1 pode ser substituído por outro, mas deve ter brilho suficiente em uma corrente de 1.. 2 mA. Para confiabilidade operacional, o chip DA1 e o chip UMZCH devem ser instalados em pequenos dissipadores de calor. A configuração do dispositivo se resume a definir o limite de tensão para a chave "Rede-Bateria" usando o resistor de corte R1; a corrente através do enrolamento do relé é definida pelo resistor R3. Antes de configurar os controles deslizantes dos resistores R1, R3, eles devem ser movidos para as posições superior e esquerda conforme o diagrama, respectivamente. A seguir, utilizando LATR, a tensão no enrolamento primário do transformador T1 é aumentada gradativamente, controlando a tensão constante no capacitor C1. No nível de 11,5V, o transistor VT1 é aberto e o relé K1 é ativado. O processo é visualmente perceptível pelo brilho do LED HL1. A corrente no enrolamento do relé é controlada com um miliamperímetro e limitada a aproximadamente 15 mA ajustando o resistor R3. Depois disso, a tensão primária é reduzida gradativamente e o dispositivo é desligado: a liberação do relé K1, visível pela extinção do LED HL1, deve ocorrer na tensão de 11...11,2 V no capacitor C1. Isso conclui a configuração. Uma fonte de alimentação com comutação eletrônica pode ser usada em vários modelos de equipamentos vestíveis. A confiabilidade e facilidade de uso são garantidas pela ausência de interruptores manuais, e o aumento da potência depende da tensão de alimentação permitida e da potência máxima de saída do UMZCH. Literatura
Autor: A.Pakhomov, Zernograd, região de Rostov
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