Миниатюрный импульсный блок питания 5...12 В

Предлагаемый блок предназначен для питания от сети малогабаритных радиоэлектронных устройств (карманных радиоприемников, диктофонов, часов и т.д.). выходное напряжение может быть выбрано в пределах от 5 до 12 В. Одно из достоинств блока — малые габариты: все его детали размещены в корпусе сетевой вилки.

Основные технические характеристики:

Напряжение сети частотой 50...500 Гц, В..............................100...250;

Выходное напряжение (зависит

от примененного интегрального стабилизатора), В...................5... 12;

Номинальный ток нагрузки

(при выходном напряжении 5 В), мА...............................................20;

Максимальный (при том же напряжении), мА.............................100;

Уровень пульсаций (при номинальном токе), не более, %..............1.

Принципиальная показана на рис. 5.37. Работает он следующим образом: выпрямленное диодным мостом VD1 сетевое напряжение через делитель Rl, R3, R4 подается на базу транзистора VT2, а через резистор R2 — на базу составного транзистора VT4, VT5. В течение каждого полупериода, пока напряжение в точке соединения коллекторов VT1, VT3 относительно эмиттера VT2 не превышает 100 В, он закрыт, VT4, VT5 открыты и конденсатор С1 заряжается через резисторы Rl, R10 и участок эмиттер-коллектор транзистора VT5.

Когда же напряжение в указанной точке выше 100 В, VT2 открывается и шунтирует эмиттерный переход составного транзистора. Конденсатор С1 разряжается, питая автогенератор на транзисторах VT1, VT3. Частота колебаний автогенератора — примерно 60 кГц. С вторичной обмотки трансформатора Т1 снимается напряжение около 7 В. Оно выпрямляется диодами VD2, VD3, сглаживается конденсатором С2 и стабилизируется интегральным стабилизатором DA1. Конденсатор СЗ снижает уровень высокочастотных пульсаций.

Максимальные напряжения коллектор-эмиттер транзисторов VT1, VT3 в установившемся режиме не превышают 200 В, VT4 и VT5 — 210 В. Максимальный ток транзистора VT5 при указанных на схеме номиналах элементов и статическом коэффициенте передачи тока базы Ъ2э транзисторов VT4, VT5, равном 25, не превышает 300 мА. В момент включения напряжение коллектор-эмиттер транзисторов VT4 и VT5 может превысить 300 В, а ток коллектора VT5 — 0,5 А, что приведет к их выходу из строя. Для ограничения тока коллектора VT5 в этот момент (при использовании транзисторов VT4 и VT5 с большим коэффициентом h2|3) служат резистор R10 и стабилитрон VD4.

Чтобы ограничить напряжение коллектор-эмиттер составного транзистора, между коллектором и эмиттером VT5 желательно включить варистор на напряжение около 250 В. При использовании блока для питания маломощной нагрузки (с потребляемым током не более 5...10 мА) сопротивление резисторов R6 и R7 целесообразно увеличить до 470 Ом, а емкость конденсатора С1 уменьшить до 2,2...4,7 мкФ (в этом случае блок будет меньше нагреваться и надежность его работы повысится).

Кроме КТ3130А (VT2), в устройстве можно применить любой транзистор этой серии, а также серии КТ3102 или зарубежного производства с близкими характеристиками (например, BCW60D). Транзгисторы КТ940А заменимы на КТ969А, BF469/PLP (VT1, VT3) или КТ969А, BF459 (VT4, VT5). Конденсаторы CI, С2 - импортные, возможно применение К50-35, СЗ — К10-17. Диоды VD2, VD3 — любые малогабаритные кремниевые с допустимым прямым током не менее 100 мА, обратным напряжением не менее 20 В и рабочей частотой не менее 150 кГц. Резисторы R1...R3 — С1-4 или другие с рабочим напряжением не менее 350 В, остальные — С2-33, С2-23, МЛТ, ОМЛТ или им подобные.

Трансформатор Т1 намотан на двух сложенных вместе ферритовых (2000НМ) кольцах типоразмера К10х8хЗ. Обмотки 1-2 и 4-5 содержат по 8 витков провода ПЭВ-1-0,1, обмотки 2-3 и 3-4 — по 200 витков такого же провода, обмотки 6-7 и 7-8 — по 14, 22, или 28 витков провода ПЭВ-1-0,17 (соответственно, для выходных напряжений 5, 9 или 12 В). Для межобмоточной и наружной изоляции рекомендуется использовать фторопластовую пленку или пленку ПЭТ.

В авторском варианте блок питания смонтирован в стандартной сетевой вилке диаметром 40 и высотой 27 мм. Печатная плата (рис. 5.38) изготовлена из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5 мм. Расстояние между центрами отверстий в плате под штыри сетевой вилки — 19 мм. Все резисторы, кроме R2 и R3, устанавливают перпендикулярно плате. Стабилитрон VD4 припаивают к печатным проводникам со стороны монтажа транзистора VT2. К контактным площадкам, обозначенным буквами «а» и «б», припаивают провода, идущие от штырей сетевой вилки, а к площадкам с цифрами 1...8 — выводы обмоток трансформатора Т1. Размещают его над конденсатором СЗ в свободном пространстве между транзисторами VT1, VT3 и конденсатором С2. Собранный из исправных деталей и без ошибок в монтаже блок не требует налаживания.