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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de alimentação em um transformador unificado TH46-220-50. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação O componente mais trabalhoso de uma fonte de alimentação de rede clássica é, como você sabe, um transformador abaixador. Para facilitar a repetição da fonte de alimentação oferecida à atenção dos leitores, utiliza um transformador unificado pronto TN46-220-50 (transformador incandescente do 46º tamanho padrão para tensão de rede de 220 V, 50 Hz). A presença de quatro enrolamentos secundários permitiu obter o mesmo número de valores fixos de tensão alternada e contínua na saída da unidade. A unidade está bem protegida contra sobrecargas tanto da rede quanto do lado da carga; há indicação de conexão à rede, presença de carga e estado do fusível de auto-reinicialização. Para reparo e ajuste de diversas estruturas, geralmente são utilizadas fontes de alimentação de laboratório (PSUs) com tensão CC estabilizada de saída ajustável. Mas tais fontes de alimentação criam condições operacionais de “estufa” para o dispositivo conectado à sua saída, enquanto após a instalação ou reparo ele pode ser operado com uma fonte de alimentação cuja tensão de saída não esteja estabilizada. Para aproximar os resultados dos testes das condições reais de operação, por exemplo, de um UMZCH fabricado, estabilizador de tensão, carregador, é desejável poder verificar seu desempenho a partir de uma fonte de alimentação com tensão de saída não estabilizada.
O diagrama esquemático de uma fonte de alimentação monocanal para diversas tensões de saída fixas de corrente contínua e alternada é mostrado na Fig. 1. A base do dispositivo é um transformador abaixador “incandescente” unificado TN46-220-50 (T1), que possui quatro enrolamentos secundários, cada um dos quais é projetado para uma tensão de saída de 6,3 V a uma corrente de carga de 2,3 A. Esses enrolamentos podem ser conectados em série e em paralelo, neste caso eles são conectados em série. A tensão da rede é fornecida ao enrolamento primário (pinos 1, 5) do transformador T1 através dos contatos fechados da chave SB1, fusível FU1, fusível térmico automático FU2 e indutor de dois enrolamentos L1. O filtro LC C1L1C2 e o varistor RU1 reduzem o impacto negativo do ruído de impulso, tanto proveniente da rede como criado por esta fonte de alimentação quando ela é ligada/desligada. Uma unidade indicadora de presença de carga é conectada em série com o enrolamento primário, feito nos elementos VD1-VD8, R1, R2, HL1. O LED HL1 brilha intensamente quando uma carga que consome mais de 25 W é conectada à saída da fonte de alimentação. A tensão de saída da fonte de alimentação é selecionada pela chave SA2: 6,3; 7,6; 12,6; 18,9 e 25,2 V são os valores de tensão alternada em uma corrente de carga de cerca de 2,3 A e uma tensão de rede de 220 V. O switch SA1 pode reduzi-los em cerca de 1,3 V, o que é conveniente se devido a subcarga ou aumento da tensão da rede, houver é o aumento da tensão nos enrolamentos secundários do transformador. Através do fusível de polímero de reinicialização automática FU3, a tensão CA é fornecida ao soquete XS1, ao qual uma carga projetada para alimentação CA pode ser conectada. As tomadas XS2, XS3 e a ficha XP2 são alimentadas com tensão CC proveniente da saída da ponte retificadora VD9. Os capacitores C7, C8 suavizam as ondulações da tensão retificada, C3-C6, os diodos shunt da ponte, suprimem o chamado fundo multiplicativo. O LED HL3 é um indicador de energia, alimentado por uma corrente relativamente estável de cerca de 12...15 mA, que forma um nó nos transistores VT1, VT2 e nos resistores R4-R6. O capacitor C9 evita a autoexcitação dos transistores. O brilho do LED HL4 depende da tensão de saída definida. Além das funções de exibição, esses nós são necessários para descarregar rapidamente os capacitores C7, C8 após comutar SA2 para uma tensão de saída mais baixa. O LED HL2 acende quando o fusível de reinicialização automática FU3 dispara.
O conjunto de filtro de rede e indicação de presença de carga é montado em uma placa de montagem de 66x42 mm (Fig. 2). A placa 74x59 mm (Fig. 3) contém unidades de indicação HL2-HL4 e um fusível de auto-reinicialização. A seção transversal dos fios de cobre através dos quais a corrente de carga flui deve ser de pelo menos 1,2 mm2. Todas as partes do dispositivo estão alojadas em uma caixa metálica com dimensões de 107x128x128 mm; uma vista do layout das unidades é mostrada na Fig. 4.
Em vez do transformador unificado TH46-220-50, você pode usar TH46-220-50K, TN-46-127/220-50. A chave SA1 é uma chave seletora TP-1 ou similar, ambos os grupos de contatos são conectados em paralelo, SA2 é uma chave tipo biscoito de cinco posições, grupos livres de contatos também são conectados em paralelo aos utilizados. O interruptor de tensão de rede SB1 - KV3 pode ser substituído por qualquer um projetado para comutação de tensão de rede de 250 V (ESB99902S, ESB76937S, KDC-A04, JPW-2104, PKN-41-1-2, etc.). O fusível auto-restaurador de polímero LP60-300 (FU3) pode ser substituído por MF-R300, LP30-300. A cópia usada pelo autor disparou em cerca de dois minutos a uma corrente de carga de 2,8 A. A corrente de retenção é de cerca de 200 mA a uma tensão de 12,6 V (em tensões mais altas é menor). Não deve ser usado um fusível de reinicialização automática com tensão máxima de operação inferior a 30 V. Na ausência de um fusível auto-restaurador adequado, em vez do indicado no diagrama, instale o cartucho fusível FU1 com corrente de operação de 0,5 ou 0,63 A. Fusível térmico (relé térmico) DY-03G (FU2) - de aspirador defeituoso, onde foi incluído no circuito de proteção do motor elétrico contra superaquecimento (com acionamento manual após acionamento). É fixado ao núcleo magnético do transformador de forma que a placa bimetálica fique o mais próximo possível dele (durante a instalação, certifique-se de que nada restrinja sua livre movimentação). Um possível substituto para esta unidade é TM-XD-3CQC, ECH-009, SW03175, T23A090ASR2-20, SW03183, T23B090ASR2-20 e outros similares, acionados a uma temperatura de cerca de +80 °C. A ponte de diodos KBU8K está equipada com um dissipador de calor de duralumínio com dimensões de 62x50x4 mm, que é fixado a uma tampa de aço perfurada em forma de U (Fig. 4). Pode ser substituído por qualquer outro com corrente retificada média de 8 A (KBU8A-KBU8M, RS801-RS807, BR81-BR88, BR101-BR108, etc.). A escolha de uma ponte relativamente potente é determinada pela necessidade de suportar sobrecarga até que o fusível de auto-reinicialização FU3 dispare. Possível substituição de diodos 1N4007 - qualquer um dos 1N4001 - 1 N4006, UF4001 - UF4007, EGP20A, 1N4933GP-1N4937GP, bem como séries domésticas KD208, KD209, KD243, KD247, diodos 1N4148 - 1 N914, 1 SS244, K D510, KD521, KD103 . Em vez do transistor KT646B, qualquer uma das séries KT646, KT645, KT3102, KT315, SS9014, 2SC9014, BC547 servirá. O transistor KT815B pode ser substituído por qualquer uma das séries KT815, KT817, KT961, KT683, 2SC2331, 2SC2383. Em vez do LED vermelho-verde de cristal duplo L-57EGW, você pode usar qualquer uma das séries L-937, L-117 e em vez dos LEDs L-1503CB/ID (cor vermelha) e L-1503CB/YD ( amarelo), qualquer uso geral de luz contínua é adequado, por exemplo, série KIPD36, KIPD66. Resistores fixos - C2-23, C2-33, C1-4, C1-14, RPM ou análogos com dissipação de potência adequada, varistor RU1 - INR14D471 ou qualquer outro com classificação de tensão constante de 470 V (por exemplo, FNR-20K471, FNR-14K471, TVR20-471). Durante a instalação, um tubo termorretrátil é colocado nele. Capacitor C1 - cerâmica de alta tensão com tensão alternada nominal de pelo menos 250 V ou 1000 V constante, C2 - filme com valores nominais dos mesmos tipos de tensão, respectivamente, não inferiores a 250 e 630 V, C3-C6 - filme de pequeno porte (soldado aos terminais da ponte de diodo VD9) , C9 - cerâmica de pequeno porte. Os capacitores C7, C8 são capacitores de óxido importados com tensão nominal de pelo menos 50 V. Se a capacitância total deles e dos capacitores de bloqueio na entrada de energia da carga for de cerca de 10000 μF ou mais, isso pode levar a um maior desgaste nos contatos de alterna SA1 e SA2, portanto tente não alterar a tensão de saída com a carga conectada. Indutor de enrolamento duplo L1 - produção industrial. Qualquer semelhante com uma indutância de 100 μH e uma resistência total do enrolamento de até 6 Ohms servirá. Como durante a montagem do dispositivo esse indutor acabou próximo aos terminais do enrolamento secundário do transformador T1, foi colocado nele um tubo termorretrátil. A aparência do dispositivo montado é mostrada na Fig. 5. As paredes frontal, traseira e inferior da caixa que as conecta são feitas de folhas de poliestireno com 3 mm de espessura e reforçadas adicionalmente com reforços. Ao colar, lembre-se que o poliestireno dissolvido em acetona ou dicloroetano pode demorar vários meses para endurecer. As paredes superior e lateral do gabinete são formadas por um suporte em forma de U dobrado em chapa de aço (foi utilizada uma parte com orifícios de ventilação de um retroprojetor “escolar”). O peso da fonte de alimentação é de cerca de 1,7 kg.
O dispositivo, montado perfeitamente a partir de peças reparáveis, começa a funcionar imediatamente após ser conectado à rede. O resistor R2 é selecionado de forma que quando não há carga e a tensão da rede é de 240 V, o LED HL1 brilha quase imperceptivelmente. Sem carga e com tensão de rede de 240 V, a fonte de alimentação consome apenas cerca de 30 mA da rede, o que é muito bom para transformadores deste projeto. Durante o teste do dispositivo, descobriu-se que quando a chave SA2 está na posição “25,2 V” e uma corrente de carga de 2,3 A (a potência fornecida à carga é de cerca de 58 W), após 2...3 horas de contínuo operação o transformador aquece tanto que o fusível térmico FU2 desarma. Conclui-se que a potência real de longo prazo do transformador é menor, por isso é desejável que durante a operação de longo prazo a corrente de carga não exceda 2 A. Por um curto período de tempo (alguns segundos no total a cada 5 minutos) a corrente de carga pode chegar a 4 A. Junto com a fonte de alimentação descrita, você pode operar um estabilizador de tensão de comutação, descrito no artigo do autor “Estabilizador de tensão de pulso no chip MC34165P” (Rádio, 2014, No. 4, pp. 28- 30). Autor: A. Butov
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