Блок питания магнитолы с коммутацией Сеть-батарея. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Автор усовершенствовал описанный ранее в журнале блок питания носимой магнитолы ("Радио", 2002, № 11, с. 12, 13), введя автоматическую коммутацию блока питания и батареи. Следует иметь в виду, что умощнение блока питания при подобной доработке целесообразно лишь для аппаратуры с достаточным запасом по мощности акустической системы.

Как известно, популярная ныне носимая аудиоаппаратура в автономном режиме обычно питается от встроенной батареи напряжением 7,5...9 В и значительно реже - 12 В. При этом практически все современные интегральные УМЗЧ, применяемые в носимой аппаратуре, имеют широкий диапазон питающего напряжения и допускают его увеличение до 14... 18 В [1]. Используя эту особенность микросхем, нередко одной лишь переделкой сетевого БП удается увеличить музыкальную (пиковую) выходную мощность более чем в два раза [2]. Создаваемый запас мгновенной мощности улучшает динамические характеристики усилителя.

В блоке питания магнитолы [2] с повышенным для УМЗЧ нестабилизированным напряжением питания стабилизатор предусмотрен лишь для питания маломощных каскадов устройства. Переход с сетевого на батарейный режим питания осуществлялся кнопочным переключателем. С этим переключателем и связан основной недостаток устройства: при случайном переводе кнопки в положение "Батарея" во время работы от сети на предварительные каскады магнитолы поступает повышенное напряжение, что может привести к выходу из строя универсального усилителя и приемника.

Этот недостаток полностью устранен в устройстве, схема которого показана на рисунке. Здесь вместо ручного переключателя "Сеть-Батарея" введена автоматическая электронная коммутация, исключающая подачу повышенного напряжения на предварительные каскады магнитолы.

(нажмите для увеличения)

В режиме "Батарея" переключатель тока не потребляет; в режиме "Сеть" его ток потребления не превышает 20 мА. Переход в режим "Сеть" происходит при напряжении 11,5 В, а переход в режим "Батарея" - при 11 В.

Коммутатор встроен в имеющийся в магнитоле блок питания. Вводимая часть выделена на схеме штрихпунктирной линией. Она представляет собой чувствительное и экономичное реле напряжения, а также интегральный стабилизатор напряжения DA1. Нестабилизированное напряжение на конденсаторе С1 отслеживает полевой транзистор VT1. На транзисторе VT2 собран ограничитель тока для реле К1. Светодиод HL1 индицирует переключение в режим "Сеть".

При работе от батареи, когда напряжение на конденсаторе С1 даже при свежих элементах питания не превышает 10 В, транзистор VT1 закрыт - положительное напряжение на его затворе, заданное делителем R1R2, ниже порогового. Реле К1 обесточено, его контакт К 1.1 находится в верхнем по схеме положении. Стабилизатор DA1 по входу отключен контактом К1.1, а по выходу - развязывающим диодом VD2, препятствующим разряду батареи через выходное сопротивление стабилизатора. В таком состоянии устройство практически не потребляет тока, что особенно важно в батарейном режиме.

При включении сетевого кабеля в разьем AC INPUT батарея отключается дополнительным контактом разьема, а напряжение увеличивается до уровня питания УМЗЧ. Повышение напряжения на затворе транзистора VT1 откроет его. Через обмотку реле К1 потечет ограниченный транзистором VT2 ток, но достаточный для срабатывания реле. Контакты К1.1 включат в цепь питания стабилизатор DA1. Теперь напряжение питания предварительных каскадов будет ограничено требуемым уровнем (9 В) и дополнительно стабилизировано. УМЗЧ питается повышенным напряжением от БП, доработанного по рекомендациям в [2]. Одновременно засветится светодиод HL1, индицируя режим "Сеть". При отключении разъема сетевого кабеля происходит переход в режим питания от батареи.

Реле РЭС55 на рабочее напряжение 12 В (паспорт 4.569.602) срабатывает при напряжении 7...8 В и токе 10... 12 мА. Без ограничителя тока через обмотку реле при максимальном напряжении питания УМЗЧ 16 В его значение достигло бы 35 мА, что нежелательно. Применить реле на напряжение срабатывания, близкое к максимальному, также нельзя - это напряжение не стабилизировано и колеблется при работе УМЗЧ. Применение стабилизатора тока на полевом транзисторе VT2 ограничивает ток потребления реле на уровне, превышающем ток срабатывания на 2...3 мА. Этого достаточно для надежной коммутации и экономичной работы в условиях нестабильности питающего напряжения. Высокая крутизна полевого транзистора VT1 обеспечила малую разницу в уровнях переключения режимов - около 0,5 В.

Диод позволяет избежать применения еще одного коммутирующего контакта реле. Прямое падение напряжения на диоде VD2 (Д302 - германиевый) не превышает 0,3 В и при использовании кремниевого диода (КД212А и аналогичных) может быть скомпенсировано подбором микросхемы DA1. Но с германиевым диодом и без подбора точность установления выходного напряжения достаточна и составляет 8,7±0,27 В.

Изготовление устройства следует начать с доработки имеющегося блока питания. Типовой трансформатор Т1 в магнитоле, как правило, маломощный; его лучше заменить тороидальным, рассчитанным на эффективное напряжение вторичной обмотки, в 1,2.. 1,3 раза меньшее допустимого напряжения питания конкретной микросхемы УМЗЧ. Некоторые рекомендации по выбору кольцевого магнитопровода для трансформатора даны в [2].

Потребляемый ток УМЗЧ после переделки возрастает, поэтому следует увеличить емкость конденсатора фильтра до 4700 мкФ (на 25 В). Повышенная емкость фильтра также способствует увеличению пиковой мощности, а запас по напряжению гарантирует надежную работу конденсатора.

Вводимую часть устройства собирают на отдельной плате соответствующих размеров рядом с основным БП. В этом устройстве можно применить также транзисторы КП305Б, КП305В, а в позиции VT2 - КП302Б или КП302Г (при отборе по начальному току стока - не менее 15 мА - и КП303Е). Реле К1 можно заменить аналогичным малогабаритным с минимальным током срабатывания и на пряжением срабатывания не более 10 В. Светодиод HL1 можно заменить другим, но он должен иметь достаточную яркость свечения при токе 1...2мА. В целях эксплуатационной надежности микросхему DA1 и микросхему УМЗЧ следует установить на небольшие теплоотводы.

Налаживание устройства сводится к установке подстроечным резистором R1 порога напряжения для переключателя "Сеть-Батарея"; ток через обмотку реле устанавливают резистором R3. Перед настройкой движки резисторов R1, R3 следует перевести соответственно в верхнее и левое по схеме положения. Далее с помощью ЛАТРа плавно увеличивают напряжение на первичной обмотке трансформатора T1, контролируя постоянное напряжение на конденсаторе С1. При уровне 11,5В добиваются открывания транзистора VT1 и срабатывания реле К1. Процесс визуально заметен по свечению светодиода HL1. Ток в обмотке реле контролируют миллиамперметром и ограничивают его на уровне примерно 15 мА подстройкой резистора R3. После этого плавно снижают первичное напряжение и проверяют выключение устройства: отпускание реле К1, видимое по погасанию светодиода HL1, должно происходить при напряжении 11... 11,2 В на конденсаторе С1. На этом настройка закончена.

БП с электронной коммутацией можно применить в различных моделях носимой аппаратуры. Надежность и удобство эксплуатации гарантированы отсутствием ручных переключателей, а увеличение мощности зависит от допустимого напряжения питания и предельной выходной мощности УМЗЧ.

Литература

1. Усилители низкой частоты - интегральные микросхемы. - М.: Патриот, 1995-
2. Пахомов А. УМЗЧ для переносной магнитолы. - Радио, 2002, № 11, с. 12, 13.

Автор: А.Пахомов, г.Зерноград, Ростовской обл.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Искусственный интеллект сможет приблизиться к возможностям человеческого мозга 04.05.2019 Исследователи из Университета Пердью (Purdue University) разработали технологию использования магнитного излучения для программирования и обучения роботов, беспилотных автомобилей и летательных средств. Она позволит искусственному интеллекту более эффективно получать и обрабатывать информацию, обобщать полученные данные и самостоятельно делать выводы об окружающих устройство объектах, выявлять их свойства и различия. "Наши нейронные сети имитируют определенные виды деятельности человеческого мозга и проводят вычисления с помощью соединений синапсов и нейронов, словно мозг человека", - отметил Каушик Рой, профессор вычислительной и электротехники Университета Пердью. Группа исследователей предложила принципиально новый обучающий алгоритм, основанный на биологических процессах регуляции силы связей между нейронами (Spike-timing-dependent plasticity), которые были обнаружены экспериментальным путем в гиппокампе лабораторной крысы. Магнитное излучение в технологии используется для управления состоянием намагниченности нейронов, которое позволяет влиять на энергоэффективность ИИ, скорость обработки и сжатия объема данных. "Мы создали более простую нейросеть, которую можно использовать для решения сложных задач и оптимизации таких процессов, как построение графиков и маршрутов", - сказал Рой.

Другие интересные новости:

▪ Беспроводный химический датчик

▪ Открыт механизм старения иммунной системы

▪ Зима - сезон вулканов

▪ Ген-допинг

▪ Пластик, способный быстро разлагаться в морской воде

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Важнейшие научные открытия. Подборка статей

▪ статья Если хочешь быть счастливым, будь им. Крылатое выражение

▪ статья Какой язык - единственный пример успешного воскрешения из мертвых? Подробный ответ

▪ статья Средства оповещения о пожаре

▪ статья Термодинамический преобразователь солнечной энергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волшебный фонарь. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025