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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dos fuentes de alimentación para equipos portátiles. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación Basado en un adaptador de red de un teléfono obsoleto innecesario con función de identificación automática de llamadas, ensamblado en un microprocesador Z80A, se puede hacer una fuente de alimentación simple con un estabilizador lineal, que proporciona dos voltajes de salida estabilizados de +5 V y +8 V con un Corriente de carga total de hasta 500 mA. Se puede utilizar para alimentar dispositivos digitales y analógicos, recargar baterías de dispositivos móviles y juguetes para niños. El diagrama esquemático de dicha fuente de alimentación se muestra en la Fig. 1.
La tensión de red de 220 V CA se suministra al devanado primario del transformador de red T1 a través de los contactos cerrados del interruptor SA1 y la resistencia protectora R1 y el fusible. Del devanado secundario de este transformador se elimina una tensión de corriente alterna reducida a 11 V, que se rectifica mediante un puente rectificador montado sobre diodos Schottky VD1 - VD4. El uso de tales diodos reduce las pérdidas de energía en el diodo rectificador y aumenta el voltaje en el condensador de filtro C1 en aproximadamente 7 V. El fusible autorreintable FU2 protege el transformador reductor contra sobrecargas. Dado que la fuente de alimentación se montó en una carcasa compacta, para aumentar la confiabilidad se redujo la corriente de carga máxima para este transformador de 0,8 A a 0,5 A. Los diodos VD5, VD6 protegen los microcircuitos contra daños por voltaje inverso, que puede estar en las salidas. de microcircuitos si el voltaje en las placas del capacitor C7 disminuirá más rápido que el voltaje en la salida del estabilizador, por ejemplo, debido a un cortocircuito en la salida del rectificador o una pérdida de capacitancia del capacitor C7. El varistor RU1 protege el transformador y los diodos Schottky de sobretensiones de red. Fuente de alimentación según el diagrama de la Fig. 1 contiene dos estabilizadores lineales montados en circuitos integrados DA1 y DA2. El primero proporciona un voltaje de salida estabilizado de +5 V, el segundo, un voltaje estabilizado de +8 V. La corriente total de las cargas conectadas puede alcanzar los 0,5 A. A corrientes más altas, el fusible autorreintable de polímero FU1 se calienta y entra en un estado de alta resistencia. Con el interruptor SB1 se puede seleccionar el voltaje suministrado a la carga: +5 V o +8 V. En este caso, si SB1 está en la posición “+5 V”, el LED HL2 se enciende, si está en la posición “+8 V ”Posición, entonces HL3 se iluminará. Además, aparte de la corriente total máxima permitida de los consumidores conectados, no existen restricciones sobre el uso simultáneo de dos estabilizadores. Por ejemplo, puede instalar una toma USB en la salida del canal "+5 V" y cargar desde allí un reproductor Flash de bolsillo, una batería de teléfono móvil o una batería de cámara, y en este caso se puede utilizar el canal "+8 V". tiempo para encender la radio. Esta fuente de alimentación tiene un fusible autorregenerable con una corriente nominal de funcionamiento ligeramente superior al máximo indicado de 0,5 A. El hecho es que en una caja de tamaño pequeño con tal corriente, el transformador reductor se calienta notablemente, la temperatura en una caja compacta aumenta, lo que conduce al hecho de que el fusible autorreintable se dispara con una corriente más baja. Cuando se dispara el fusible, el LED HL1 permanece encendido, indicando la presencia de tensión de alimentación de red. Una fuente de alimentación con un voltaje de salida CC ajustable de 1 a 9 V, ensamblada según el circuito que se muestra en la Fig. 2, permite conectar una carga que consuma hasta 1,6 A.
La unidad cuenta con protección contra sobrecarga y cortocircuito en el circuito de carga, así como protección contra sobretensión de la red eléctrica de CA. Esta fuente de alimentación funciona de la siguiente manera. La tensión de red de CA se suministra a través del fusible FU1 al devanado primario del transformador reductor T1. La tensión de corriente alterna, reducida a 9 V, se retira de uno de los devanados secundarios del transformador y, a través de uno de los fusibles autorreparables de polímero FU2 o FU3, se suministra a un puente rectificador montado sobre diodos Schottky VD2 - VD5. Las ondulaciones de voltaje rectificadas se suavizan mediante un condensador de óxido de alta capacidad C5, después de lo cual el voltaje se suministra a un estabilizador de voltaje de compensación, implementado íntegramente en componentes discretos. El estabilizador de compensación ajustable se implementa mediante tecnología híbrida: en transistores de efecto de campo y bipolares [1]. Su característica distintiva es un voltaje de saturación muy bajo (el voltaje mínimo entre entrada y salida), que, al probar este estabilizador con una corriente de carga de 2 A, no superó los 60 mV. Esto es decenas de veces menos que los estabilizadores de compensación de tipo tradicional, por ejemplo, las populares series KR142ENxx, **78xx y significativamente menos (10...30 veces) que los microcircuitos estabilizadores de voltaje lineal con un voltaje mínimo bajo entre entrada y salida. El voltaje rectificado se suministra a la fuente de un potente transistor de efecto de campo VT2. Dado que es mucho más fácil comprar un potente transistor de efecto de campo de canal n con un voltaje de apertura de puerta-fuente de umbral bajo que uno de canal p, este transistor tuvo que instalarse en el circuito de alimentación negativo. El voltaje de apertura se suministra a la puerta de este VT2 a través de R4, conectado al positivo común del circuito de potencia. Este método de controlar un transistor de efecto de campo en un estabilizador de compensación no requiere medidas especiales para comenzar, lo que simplifica enormemente el diseño. El estabilizador de compensación funciona de la siguiente manera. A medida que aumenta el voltaje de entrada o disminuye la corriente de carga, el voltaje de salida también tiende a aumentar. Esto lleva al hecho de que VT3 se abre con más fuerza, por lo tanto, VT1 también se abrirá con más fuerza, lo que, sin pasar por el circuito de fuente de puerta VT2, reduce el voltaje de apertura de VT2, aumenta la resistencia del canal de fuente de drenaje VT2 y el voltaje de salida. del estabilizador disminuye. La tensión de salida se ajusta mediante una resistencia variable R.9. El diodo Zener VD6 con una tensión de estabilización de aproximadamente 8,2 V protege el transistor de efecto de campo contra daños. Usando el interruptor SB2, puede seleccionar el rango de voltaje de salida 1...4 V o 2,3...9 V. Cuando los contactos SB2 están abiertos, el LED rojo HL4 funciona como fuente de voltaje de referencia, el voltaje de salida se puede configurar dentro 2,3... 9 V. Cuando los contactos SB2 están cerrados, el diodo de silicio VD7 se convertirá en la fuente de voltaje de referencia y el voltaje de salida se puede configurar de 1 a 4 V. Cabe señalar que existen relativamente pocos diseños de fuentes de alimentación de laboratorio con una tensión de salida mínima de 1 V. Se fabrica un voltímetro de voltaje de salida en el microamperímetro de dial PV1. El interruptor SB1 puede seleccionar la corriente de funcionamiento de la protección. El LED verde HL3 indica que se ha disparado el fusible de rearme automático. El varistor RU1 protege el transformador reductor y el rectificador de diodo contra sobretensiones de la red. Los LED azules ultrabrillantes HL1 y HL2 indican que la fuente de alimentación está conectada a la red y también iluminan la escala del voltímetro. El estabilizador de voltaje utilizado en la fuente de alimentación (Fig. 2), con pequeñas modificaciones, se puede utilizar en fuentes de alimentación diseñadas para una carga de 10...15 A. Para hacer esto, es necesario instalar dos condensadores más iguales en paralelo con C5, usar diodos Schottky para la corriente adecuada, por ejemplo, MBR16 de 1645 amperios, montados en disipadores de calor. Por supuesto, todas las conexiones de alta corriente deben realizarse con cables "gruesos" y el transformador reductor debe tener la potencia general adecuada con un devanado secundario de alta corriente. Sobre los detalles de las estructuras. Las resistencias fijas se pueden utilizar para resistencias de uso general de tamaño pequeño de cualquier tipo, por ejemplo, C1-4, MLT, C2-23 de potencia adecuada. Resistencia de ajuste R7 (Fig. 2): cualquier de tamaño pequeño, preferiblemente de diseño cerrado. En lugar de la resistencia variable R9, se utiliza un sintonizador SP4-1 en una carcasa semihermética. Se puede obtener una buena estabilidad del voltaje de salida con otras resistencias similares, por ejemplo, SPZ-96, SP4-2M, SGTO-1 o resistencias de alambre de pequeño tamaño. PPB-1A, PPB-ZA. Los varistores MYG10-471 se pueden reemplazar con FNR-10K471, FNR-14K471, FNR-20K431, TNR10G471. Los condensadores de óxido son análogos importados de K50-35, K50-68. El resto son cerámicos para una tensión de funcionamiento de al menos 16 V, tipo K10-17, K10-50 o en versión SMD para montaje en superficie. Los condensadores C8 - SP (Fig. 1) se instalan directamente en los terminales de los microcircuitos. En lugar de diodos con barrera Schottky 1N5819, puede instalar otros similares SM5819, MBRS140TR, MBRS140TRPBF, SR360, 1N5822. Los potentes diodos Schottky 1N5822 (Fig. 2) se pueden reemplazar por SB360, MBRS360T3, MBRD350, MBR340 de tres amperios y otros similares. Los tipos mencionados de diodos Schottky se fabrican en varios paquetes. Los diodos KD208A pueden ser sustituidos por cualquiera de las series KD209, KD243, KD247, 1N4001 - 1N4007. Los diodos 1N4148 se pueden reemplazar por 1N914, 1SS176S o cualquiera de las series KD510, KD521, KD522. En lugar del diodo Zener 1N4738A, son adecuados BZV55C-8V2, TZMC-8V2, 2S182K1, 2S182X, 2S182TS. Los LED se pueden utilizar en cualquier tipo de aplicación general, por ejemplo, en serie. KIPD21, KIPD40, KIPD66, L-1503. En lugar del chip L7805ACV, puede instalar KR142EN5 A, B, MC7805, MC32267, LM330T-5,0, LM2940T-5,0, LM9073 y otros similares [2]. En lugar del microcircuito L7808CV, son adecuados los estabilizadores integrados MC7808, UVI2940-8,0 y otros similares con un voltaje de salida de +8 V y una corriente de carga de al menos 0,5 A. Ambos microcircuitos se instalan sobre un disipador de calor común formado por una placa de duraluminio de 80x50x2 mm. Las bridas del disipador de calor de los microcircuitos están aisladas del disipador de calor con juntas de mica. Esto se hace para evitar cortocircuitos accidentales no deseados. Además, el disipador de calor, que forma parte de la pared de la carcasa, está recubierto por fuera con barniz aislante negro. Antes de pintar, la placa de metal se trata con papel de lija y se limpia con acetona. Como barniz, puedes utilizar esmalte de uñas negro o esmalte para automóviles. En lugar del transistor KT3102V, puede instalar cualquiera de las series KT3102, KT6111, SS9014, VS547, y en lugar del KT3107B, cualquiera de las series KT3107, KT6112, SS9015, VS556. Los transistores de diferentes series tienen diferencias en la distribución de pines. En lugar del transistor VT2, se utiliza un potente transistor de efecto de campo de canal N con puerta aislada del tipo IRL2505N. Un transistor de este tipo está controlado por un nivel lógico de voltaje, tiene una resistencia de canal abierto de 0,008 ohmios, una constante máxima corriente a una temperatura de 25 ° C 104 A (debe entenderse como corriente continua durante no más de 1 ms), tensión máxima drenaje-fuente 55 V, alojado en una carcasa de metal-plástico. TO-220 En este diseño, se puede reemplazar, por ejemplo, por IRL3705N, IRLZ44, o puede seleccionar uno adecuado de la tabla [3]. El transistor de efecto de campo está instalado en el disipador de calor. Al instalarlo, es necesario tomar las medidas adecuadas para protegerlo de la rotura del aislador de la puerta por la electricidad estática. La configuración de pines de los tipos mencionados de transistores de efecto de campo es estándar: puerta-drenaje-fuente. Se utiliza un microamperímetro en miniatura procedente del indicador de nivel de grabación/reproducción de una antigua grabadora doméstica. Interruptores - P2K, con fijación de posición, se conectan en paralelo grupos libres de contactos. Tipo de transformador reductor. Se puede sustituir el TP112-3-1 con una tensión de circuito abierto en el devanado secundario de aproximadamente 11 V. TP114-2, TP121-17. TPP112-6. Tipo de transformador reductor. TPP-224M: de una antigua fuente de alimentación conmutada de la computadora soviética "Electronics MS". El transformador tiene dos devanados secundarios diseñados para diferentes corrientes. Menos devanado de baja corriente con un voltaje de salida de circuito abierto de aproximadamente 5,5 V Se utiliza para alimentar LED de retroiluminación. El rectificador está conectado al devanado secundario con los pines 6, 7. Con un transformador de este tipo, la fuente de alimentación (Fig.2) es capaz de entregar voltajes de hasta 6,5 V con una corriente de carga de 1,6 A y hasta 9.10 V con una corriente de carga de 0,5 A. En lugar de un transformador de este tipo, puede utilizar un tipo unificado TPP115-6 o TPP114-6. Literatura 1. Butov A.L. Fuente de alimentación de respaldo para reproductor Flash de bolsillo. - Radioconstructor, 2009, N° 10, págs. 17 -18.
Autor: Butov A. L.
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