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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de alimentación para soldador de bajo voltaje con una potencia de 18 W. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación El artículo presentado a nuestros lectores describe una unidad de impulsos con una tensión de salida nominal de 6 V para alimentar una carga de hasta 18 W. Es posible cambiar rápidamente a un voltaje de salida de 5 V. En la versión original, la unidad se usa para alimentar un soldador de bajo voltaje, pero se puede usar para cualquier carga de potencia adecuada, diseñada para un voltaje de 5 V. o 6v. Actualmente, la microelectrónica se ha generalizado tanto en equipos domésticos e industriales que los soldadores de 220 V ya no son adecuados no solo para repararlos, sino también para trabajos de radioaficionado. Hay que utilizar “minisoldadores” de bajo consumo y con baja tensión de alimentación. Como regla general, para trabajar con ellos se utilizan fuentes de alimentación de transformadores clásicas, que tienen un tamaño y peso considerables. Pero la tendencia moderna hacia el uso de fuentes de alimentación conmutadas de retorno (SMPS) para el suministro de energía en equipos domésticos (y no solo) y la aparición de una amplia gama de microcircuitos para esto permiten ensamblar una unidad liviana y de pequeño tamaño. La opción de fuente de alimentación propuesta está diseñada para funcionar con soldadores con un voltaje nominal de 6 V y una potencia de hasta 18 W. El dispositivo proporciona una reducción gradual de la tensión de alimentación del soldador a 5 V, lo que corresponde a una reducción de la potencia del soldador de hasta un 70%. La pequeña capacidad de paso del SMPS permite utilizarlo para trabajar con elementos susceptibles a la electricidad estática. Principales características técnicas
En la Fig. La Figura 1 muestra un diagrama de un convertidor de potencia para un soldador. El elemento principal del dispositivo es un microcircuito especializado TOP223Y. El diseño de dicho SMPS se describe en detalle en el artículo [1].
El dispositivo se monta sobre una placa de circuito impreso hecha por un lado de una lámina de fibra de vidrio con un espesor de 1,5...2 mm. Su dibujo se muestra en la Fig. 2. Para reducir el tamaño, el dispositivo utiliza condensadores de óxido importados. Los condensadores C1, C5 son cerámicos o de película para una tensión nominal de CC de al menos 400 V o una tensión alterna de al menos 250 V, el resto son cerámicos para una tensión de al menos 50 V. Resistencias R1, R2, R4, R8, diodos VD3, VD4 se instalan perpendiculares al tablero. Para aumentar la confiabilidad, los conductores impresos de los circuitos de salida (desde el devanado III del transformador T1 hasta la salida; en el dibujo de la placa de circuito impreso son un poco más anchos que los demás), recomiendo "fortalecerlos" con una mayor capa de soldadura durante el estañado. .
Los elementos R4 y C8 se reservaron según las recomendaciones del fabricante para el caso de arranque inestable del convertidor, pero no fueron necesarios. El rectificador de salida utiliza un diodo Schottky dual en un encapsulado TO-220. El estrangulador del filtro de salida L2 se enrolla en un núcleo magnético de ferrita en forma de mancuerna de 9x12 mm desde una fuente de alimentación defectuosa de una computadora personal con un cable PEV-2 de 0,5 mm hasta que se llena. Las recomendaciones para una posible sustitución de piezas usadas también se pueden encontrar en el artículo [1]. El chip convertidor DA1 y el diodo VD5 se instalan sobre disipadores de calor fabricados con chapa de cobre de 1 mm de espesor. Gracias a la flexibilidad del material, fue posible fabricar con relativa facilidad disipadores de calor con una superficie de refrigeración máxima. Las formas y tamaños de los disipadores de calor se pueden juzgar por la apariencia de la placa del dispositivo que se muestra en la Fig. 3. El producto terminado se muestra en la Fig. 4.
El interruptor de encendido está ubicado en la cubierta superior, los LED están montados en una pequeña placa separada y pegados a la cubierta. El LED HL2 es verde, el HL1 es rojo. El LED HL2 señala la presencia de voltaje de salida, y HL1 se enciende mediante el interruptor SA2 cuando este último está configurado en el modo de voltaje de salida reducido. El dispositivo utiliza productos ya preparados: inductor L1 - protector contra sobretensiones PMCU-0330 0,4 A 300 V o hecho en casa, como se sugiere en el artículo [1]. Interruptor SA2 - B1550 (SS8) deslizante 50 V importado para dos posiciones horizontales. Conector de alimentación (no se muestra en el diagrama) - enchufe RF-180S en el bloque, angular de dos pines 250 V/2,5 A, conector de salida (no se muestra en el diagrama) - DS-210. Interruptor de alimentación SA1 - SC719 (SMRS-101), 250 V/1 A o similar. El chip TOP223Y se puede reemplazar con potencia creciente por TOP224-6, sin cambios en el circuito, la única diferencia es que el diseño será más caro. El transformador convertidor está montado sobre un núcleo magnético en forma de W W6x6 con dimensiones 24x24x6 mm con un marco de perfil bajo hecho de ferrita, presumiblemente con una permeabilidad de 1500...2000. El conjunto de marco y circuito magnético se compró en una tienda, donde, aparte del precio, no se pudo averiguar nada. La línea de microcircuitos TOP22X tiene protección interna contra sobrecorriente debido a una resistencia limitadora de corriente incorporada, por lo que los parámetros del transformador fabricado (principalmente la inductancia del devanado primario) son de suma importancia. Devanar el transformador “a ciegas” no dio los resultados deseados. Tuve que adquirir instrumentos para medir la inductancia, después de lo cual desapareció el problema con la determinación del número de vueltas del devanado primario. Utilizando las recomendaciones del artículo [1] para TOP223Y y el circuito magnético especificado, me decidí por el valor de inductancia: 1300 μH. Como saben, la inductancia de una bobina con núcleo magnético (en microhenrios) se calcula mediante la fórmula L = (N/K)2, donde N es el número de vueltas; K es el parámetro del circuito magnético. A continuación, determinamos experimentalmente los parámetros de un circuito magnético adecuado. Para calcular K, enrollamos un devanado de prueba en el marco, por ejemplo 50 vueltas, y ensamblamos el transformador con juntas en los núcleos exteriores de 0,2 mm de espesor de un material no magnético, por ejemplo textolita. A veces, los núcleos magnéticos ya tienen un espacio preparado, por lo que no es necesario un espacio adicional. Después de ensamblar el transformador, medimos la inductancia del devanado y determinamos el coeficiente K del circuito magnético existente. Entonces, según la fórmula N = K√L Calculamos el número requerido de vueltas del devanado primario. En mi versión, el devanado primario contiene 92 vueltas de cable PEV-2 con un diámetro de 0,3 mm. Devanado II - 13 vueltas del mismo cable. El devanado de salida contiene siete vueltas de cable PEV-2 con un diámetro de 0,5 mm, enrolladas en tres núcleos. Es obligatorio el cumplimiento de la fase de los devanados. El comienzo del devanado está indicado por un punto en el diagrama. Todos los devanados están aislados entre sí mediante una doble capa de cinta aislante de poliéster TEA 5K5, que puede sustituirse por tela barnizada u otro material con un espesor total de 0,1 mm. Después del montaje final, asegúrese de medir la inductancia del devanado primario. La fuente de alimentación se monta en una caja BOX-KA12 de dimensiones 90x65x35 mm. Se perforan agujeros en la carcasa para enfriar. Si las piezas están en buen estado de funcionamiento y no hay errores de instalación, no es necesario configurar un SMPS. Cuando lo enciendas por primera vez, deberás utilizar una lámpara incandescente con una potencia de 1-40 W en lugar del cartucho fusible FU60. Esto le salvará de posibles problemas. Según mi propia experiencia, resultó que el incumplimiento de la fase del devanado primario y el devanado II garantiza la desactivación del microcircuito TOP223Y. Si no se observa la fase del devanado de salida, el dispositivo "no sostiene" la carga , se activa la protección de corriente interna en el microcircuito TOP223Y Si es necesario, para sustituir y seleccionar el núcleo magnético, puede consultar el artículo [5]. Al cablear la placa usted mismo, debe tener en cuenta las recomendaciones del fabricante. La topología de la placa de circuito impreso de los SMPS modernos a altas frecuencias de conversión tiene sus propias características. Estos, así como los parámetros de los microcircuitos de la serie TOP22X, se pueden encontrar en [6]. Literatura
Autor: S. Chernov
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