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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de alimentação de ferro de solda de baixa tensão de 18 W. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação O artigo apresentado aos nossos leitores descreve uma unidade de pulso com tensão nominal de saída de 6 V para alimentar uma carga de até 18 W. É possível mudar rapidamente para uma tensão de saída de 5 V. Na versão original, a unidade é utilizada para alimentar um ferro de solda de baixa tensão, mas pode ser utilizada para qualquer carga de potência adequada, projetada para uma tensão de 5 ou 6 V. Atualmente, a microeletrônica se tornou tão difundida em equipamentos domésticos e industriais que os ferros de soldar de 220 V não são mais adequados não apenas para consertá-los, mas também para trabalhos de rádio amador. Você deve usar “miniferros de solda” de baixa potência e baixa tensão de alimentação. Via de regra, para trabalhar com eles são utilizadas fontes de alimentação de transformadores clássicos, de tamanho e peso substanciais. Mas a tendência moderna de utilização de fontes de alimentação chaveadas flyback (SMPS) para alimentação de equipamentos domésticos (e não só) e o surgimento de uma ampla gama de microcircuitos para isso possibilitam a montagem de uma unidade leve e de pequeno porte. A opção de fonte de alimentação proposta foi projetada para funcionar com ferros de soldar com tensão nominal de 6 V e potência de até 18 W. O dispositivo proporciona uma redução gradual na tensão de alimentação do ferro de solda para 5 V, o que corresponde a uma redução na potência do ferro de solda em até 70%. A pequena capacidade de passagem do SMPS permite que ele seja utilizado para trabalhar com elementos suscetíveis à eletricidade estática. Principais características técnicas
Na Fig. A Figura 1 mostra um diagrama de um conversor de energia para um ferro de solda. O elemento principal do dispositivo é um microcircuito TOP223Y especializado. O projeto de tal SMPS é descrito em detalhes no artigo [1].
O dispositivo é montado em uma placa de circuito impresso feita de folha de fibra de vidro em um dos lados com espessura de 1,5...2 mm. Seu desenho é mostrado na Fig. 2. Para reduzir o tamanho, o dispositivo utiliza capacitores de óxido importados. Os capacitores C1, C5 são cerâmicos ou de filme para tensão nominal DC de pelo menos 400 V ou tensão alternada de pelo menos 250 V, os demais são cerâmicos para tensão de pelo menos 50 V. Resistores R1, R2, R4, R8, diodos VD3, VD4 são instalados perpendicularmente à placa. Para aumentar a confiabilidade, os condutores impressos dos circuitos de saída (do enrolamento III do transformador T1 até a saída - no desenho da placa de circuito impresso são um pouco mais largos que os demais) recomendo “reforçá-los” com uma camada aumentada de solda durante o estanhamento .
Os elementos R4 e C8 foram reservados conforme recomendação do fabricante para o caso de partida instável do conversor, mas não houve necessidade deles. O retificador de saída usa um diodo Schottky duplo em um pacote TO-220. O indutor do filtro de saída L2 é enrolado em um núcleo magnético de ferrite em forma de haltere medindo 9x12 mm de uma fonte de alimentação defeituosa de um computador pessoal com um fio PEV-2 de 0,5 mm até ser preenchido. Recomendações para possível substituição de peças usadas também podem ser encontradas no artigo [1]. O chip conversor DA1 e o diodo VD5 são instalados em dissipadores de calor feitos de folha de cobre com 1 mm de espessura. Graças à flexibilidade do material, foi possível produzir dissipadores de calor com relativa facilidade e superfície de resfriamento máxima. As formas e tamanhos dos dissipadores de calor podem ser avaliadas pela aparência da placa do dispositivo mostrada na Fig. 3. O produto acabado é mostrado na Fig. 4.
O botão liga / desliga está localizado na tampa superior, os LEDs são montados em uma pequena placa separada e colados na tampa. O LED HL2 é verde, HL1 é vermelho. O LED HL2 sinaliza a presença de tensão de saída, e HL1 é ligado pela chave SA2 quando esta está colocada no modo de tensão de saída reduzida. O dispositivo utiliza produtos prontos: indutor L1 - protetor contra surtos PMCU-0330 0,4 A 300 V ou caseiro, conforme sugerido no artigo [1]. Chave SA2 - B1550 (SS8) slide 50 V importada para duas posições horizontais. Conector de alimentação (não mostrado no diagrama) - plugue RF-180S no bloco, angular de dois pinos 250 V/2,5 A, conector de saída (não mostrado no diagrama) - DS-210. Chave de alimentação SA1 - SC719 (SMRS-101), 250 V/1 A ou similar. O chip TOP223Y pode ser substituído com aumento de potência pelo TOP224-6, sem alterações no circuito, a única diferença é que o design ficará mais caro. O transformador conversor é montado sobre um núcleo magnético em forma de W W6x6 com dimensões 24x24x6 mm com uma estrutura de baixo perfil feita de ferrite, presumivelmente com permeabilidade de 1500...2000. O conjunto de moldura e circuito magnético foi adquirido em uma loja, onde, além do preço, nada foi descoberto. A linha de microcircuitos TOP22X possui proteção interna contra sobrecorrente devido a um resistor limitador de corrente integrado, portanto os parâmetros do transformador fabricado (principalmente a indutância do enrolamento primário) são de suma importância. Enrolar o transformador “às cegas” não deu os resultados desejados. Tive que adquirir instrumentos para medição de indutância, após o que o problema de determinação do número de voltas do enrolamento primário desapareceu. Usando as recomendações do artigo [1] para TOP223Y e o circuito magnético especificado, decidi o valor da indutância - 1300 μH. Como se sabe, a indutância de uma bobina com núcleo magnético (em microhenry) é calculada pela fórmula L = (N/K)2, onde N é o número de voltas; K é o parâmetro do circuito magnético. A seguir, determinamos experimentalmente os parâmetros de um circuito magnético adequado. Para calcular K, enrolamos um enrolamento de teste na carcaça, por exemplo 50 voltas, e montamos o transformador com gaxetas nos núcleos externos de 0,2 mm de espessura feitas de material não magnético, por exemplo textolite. Às vezes, os núcleos magnéticos já possuem uma lacuna pronta, então não é necessária uma lacuna adicional. Após a montagem do transformador, medimos a indutância do enrolamento e determinamos o coeficiente K do circuito magnético existente. Então, de acordo com a fórmula N = K√L Calculamos o número necessário de voltas do enrolamento primário. Na minha versão, o enrolamento primário contém 92 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,3 mm. Enrolamento II - 13 voltas do mesmo fio. O enrolamento de saída contém sete voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,5 mm, enroladas em três núcleos. O cumprimento do faseamento dos enrolamentos é obrigatório. O início do enrolamento é indicado por um ponto no diagrama. Todos os enrolamentos são isolados entre si por dupla camada de fita isolante de poliéster TEA 5K5, que pode ser substituída por tecido envernizado ou outro material com espessura total de 0,1 mm. Após a montagem final, certifique-se de medir a indutância do enrolamento primário. A fonte de alimentação é montada em um gabinete BOX-KA12 com dimensões de 90x65x35 mm. Furos são feitos na carcaça para resfriamento. Se as peças estiverem em boas condições de funcionamento e não houver erros de instalação, não é necessário configurar um SMPS. Ao ligá-lo pela primeira vez, deve-se usar uma lâmpada incandescente com potência de 1-40 W em vez do fusível FU60. Isso o salvará de possíveis problemas. Pela minha própria experiência, descobri que o não cumprimento do faseamento do enrolamento primário e do enrolamento II garante a desativação do microcircuito TOP223Y. Se o faseamento do enrolamento de saída não for observado, o dispositivo “não segura” a carga. , a proteção de corrente interna no microcircuito TOP223Y é acionada Se necessário, para substituir e selecionar o núcleo magnético, consulte o artigo [5]. Ao conectar a placa por conta própria, você deve levar em consideração as recomendações do fabricante. A topologia da placa de circuito impresso dos SMPS modernos em altas frequências de conversão possui características próprias. Estes, assim como os parâmetros dos microcircuitos da série TOP22X, podem ser encontrados em [6]. Literatura
Autor: S. Chernov
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