Миниатюрный сетевой блок питания (5В, 200мА)
Этот блок предназначен для питания батарейного микрокалькулятора при пользовании им в стационарных условиях. Он дает возможность экономить электроэнергию аккумуляторной батареи, а при ее истощении остается единственным источником электроэнергии, который способен поддерживать микрокалькулятор в рабочем состоянии; его с успехом можно использовать при испытании и налаживании несложных самодельных конструкций, а также для стационарного питания различных маломощных электронных устройств.
Конструкция миниатюрна настолько, что свободно размещается на ладони руки. Это достигнуто в основном плотной компоновкой элементов на плате.
Блок питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Потребляемая мощность — не более 2 Вт. Стабилизированное выходное напряжение — 5 В+10 %. Максимальный ток нагрузки— 200 мА. Масса блока — не более 250 г; габариты — 70X40X40 мм.
Принципиальная схема блока питания показана на рис. 1. Входная — сетевая — часть прибора образована балластным конденсатором СІ и первичной обмоткой разделительного трансформатора Т1. На конденсаторе падает 100... 120 В, остальные 100... 120 В приложены к обмотке I трансформатора. Отдельного выключателя питания устройство не имеет. Для включения в сеть блок вставляют вилкой ХР1 в сетевую розетку. Резистор R1 необходим для снятия остаточного напряжения с конденсатора С1 после того, как блок будет вынут из розетки.
Двуполупериодный мостовой выпрямитель — диодная сборка VD1. Стабилизатор напряжения выполнен по традиционной схеме параметрического стабилизатора на стабилитроне VD2 и резисторе R2 с усилителем тока на транзисторе VT1.
Все элементы блока питания размещены на монтажной плате размерами 65X35 мм, выполненной из фольгирова иного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Ее чертеж и расположение элементов изображены на рис. 2. Штыри от сетевой вилки ХР1 крепят к плате двумя винтами. Предохранитель FU1 установлен в двух самодельных держателях, вырезанных из упругой листовой латуни и специально предусмотренными выступами, отогнутыми вниз, впаянных в плату. Трансформатор Т1 фиксирован двумя загнутыми за края платы лепестками обоймы, стягивающей магнитопровод.
Транзистор VT1 привинчивают к теплоотводу размерами 29X26 мм и толщиной 4...5 мм из дюралюминия, после чего теплоотвод двумя винтами крепят к плате, пропустив выводы транзистора в отверстия платы, и пропаивают выводы. Перед установкой транзистора на теплоотвод выводы необходимо от-формировать, как показано на рис. 3, а. С нагрузкой блок питания соединяют двупроводным кабелем в поливинилхлоридной изоляции, который припаивают непосредственно к плате.
Кроме указанных на схеме, в блоке можно использовать детали и других типов. Так, например, подойдут транзисторы КТ602БМ, КТ805БМ или КТ807, КТ815, КТ817, КТ819 с любым буквенным индексом. Конденсатор С1 — К73-17, но его можно заменить двумя МБМ емкостью каждый 1 мкФ на напряжение 160 В, включенными последовательно. Оксидные конденсаторы С2, СЗ — К50-16 или К*0-24 (220 мкФ, 16 В). Конденсатор С4 — КМ5 или К Мб. Резисторы — МЛТ, OMЛT, С2-23, С2-33. Предохранитель FU1 — ВП1-16.
Трансформатор Т1 — самодельный. Магнитопровод сечением Ш10X10 и каркас — от согласующего трансформатора кассетного магнитофона «Весна-202». Обмотка 1 содержит 4600 витков провода ПЭЛ 0,1 или ПЭВ-1 0,1, намотанных «внавал». Обмотка II содержит 250 витков провода ПЭЛ 0,3 или ПЭВ-1 0,3, намотанных виток к витку. Между обмотками необходимо проложить два слоя кальки или конденсаторной бумаги. Если требуемого трансформатора не нашлось, можно взять за основу другой с близкими характеристиками. Например, подойдут броневые магнитопроводы ПБ8Х8, ПБ8ХІ2, ПБ10Х10.
После завершения монтажа элементов приступают к налаживанию блока. Оно заключается в подборке балластного конденсатора С1 и в установке оптимального режима работы стабилизатора. Оба этапа взаимозависимы, поэтому следует при налаживании соблюдать определенную последовательность действий.
Первое включение блока в сеть (без нагрузки) должно быть кратковременным — только для измерения авометром напряжения на первичной обмотке трансформатора и на балластном резисторе R2 параметрического стабилизатора. По напряжению UR2 на резисторе R2 оценивают ток Іст через стабилитрон:
Если этот ток не превышает максимально допустимого для стабилитрона, блок можно включать в сеть надолго.
Подборка конденсатора С1 необходима только тогда, когда напряжение на первичной обмотке трансформатора выходит за пределы, указанные в начале статьи. Если оно меньше, конденсатор следует заменить на другой, большей емкости, и наоборот. Следует иметь в виду, что при слишком большом напряжении на первичной обмотке будет излишне нагреваться трансформатор, а при слишком малом — напряжения, снимаемого со вторичной обмотки, может не хватить для нормальной работы блока под нагрузкой при понижении сетевого напряжения. Оптимальная емкость конденсатора С1 обычно находится в пределах 0,33—0,68 мкФ.
В процессе подборки конденсатора нужно контролировать ток через стабилитрон. Повышение этого тока сверх предельно допустимого значения может привести к перегреву стабилитрона и выходу его из строя. При ненагруженном блоке и номинальном напряжении сети ток через стабилитрон должен быть в пределах 20...30 мА.
Требуемое значение тока устанавливают подборкой резистора R2.
Если выходное напряжение блока существенно отличается от номинального, необходимо подобрать другой экземпляр стабилитрона. Для того чтобы подключение нагрузки практически не изменяло режима параметрического стабилизатора (а значит, и не изменяло выходного напряжения), нужно транзистор VT1 подобрать со статическим коэффициентом передачи тока не менее 100.
Плату помещают в кожух с наружными размерами 70Х40Х Х40 мм. Кожух состоит из двух частей — поддона и крышки, склеенных из листовой пластмассы толщиной 2...2,5 мм. Плату устанавливают в поддон и фиксируют винтом с гайкой. Затем надевают крышку и плотно надвигают декоративную обечайку из пластмассы или листового металла. Сдвигу крышки относительно поддона препятствуют короткие упоры, приклеенные к внутренней ее поверхности. Общий вид блока показан на рис.4.
Для подключения блока питания к микрокалькулятору на конце соединительного кабеля монтируют контактную колодку. Колодка по форме и размерам должна соответствовать отсеку,
в котором помещены элементы питания микрокалькулятора. Колодку можно изготовить из пластмассы — органического стекла, винипласта, плотного пенопласта — или картона. На ней укрепляют металлические контакты (с указанием полярности напряжения), к которым припаивают концы кабеля. В крышке отсека для кабеля пропиливают небольшой паз.
При необходимости включить микрокалькулятор колодку вставляют в отсек вместо элементов питания. Конструируя колодку, не забудьте принять меры, препятствующие вставлению в отсек колодки в обратной полярности.
Если же микрокалькулятор оснащен специальным гнездом для подключения внешнего источника питания, то на конце соединительного кабеля нужно смонтировать вставку соответствующей конструкции. Ее можно приобрести в магазинах, где продают микрокалькуляторы, или изготовить самостоятельно. На рис. 3, б показано устройство такой вставки для подключения блока’ питания к микрокалькулятору «Электроника БЗ-34».
Корпус вставки изготавливают из пластмассы (полистирола, органического стекла, текстолита и др.). Сначала вытачивают рабочую часть вставки и сверлят три отверстия диаметром 1,5 мм каждое на глубину 12 мм. С другого торца сверлят соосное отверстие диаметром 7 и глубиной 13 мм.
Из латунной фольги толщиной 0,2 мм на оправке диаметром 1,1 мм сворачивают три трубки длиной 15 мм. К двум трубкам припаивают концы кабеля, а на конце третьей оставляют каплю припоя, после чего трубки вставляют с тыльной стороны вставки в соответствующие отверстия и полость заливают герметиком ВГО, надежно фиксирующим трубки в корпусе вставки.
В.ЯНЦЕВ. г. Москва.