Сетевой Гальванический элемент 373, 220/1,5 вольт

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Тема разработки сетевых источников питания, заменяющих гальванические элементы в их габаритах, по-прежнему интересует наших читателей. В "Радио" уже были описаны подобные устройства: "сетевая "Крона" и т. д. Автор публикуемой статьи предлагает вариант блока питания напряжением 1,5 В в габаритах элемента 373, который он использует для питания электронно-механических часов "Слава".

К источнику, предназначенному для питания часов "Слава", предъявляются следующие требования:

1. Малые габариты. Он должен помещаться в батарейном отсеке, рассчитанном на элемент 373. Размеры вилки для подключения к сети - не более стандартной сетевой, так как возможно подключение к сдвоенной розетке или к многорозеточному удлинителю.

2. Электробезопасность. Блок должен обеспечивать гальваническую развязку выходной цепи от сети 220 В. так как в часах присутствуют металлические детали - ручки перевода часовых стрелок и стрелки будильника. Попадание на них фазы сетевого напряжения недопустимо.

3. Нагрузочная способность. Блок должен обеспечивать ход часов во время работы звонка будильника.

Описано много вариантов подобного блока питания [1-3]. Недостатком этих устройств является то, что удовлетворение какого-либо одного из выше перечисленных требований происходит в ущерб другим. Например, повышение нагрузочной способности достигается за счет увеличения габаритов, или наоборот.

Предлагаемое устройство отличается тем. что в нем сочетаются все указанные требования. Основа блока питания - высокочастотный преобразователь с самовозбуждением с частотой переключения 80 кГц, благодаря чему значительно уменьшены размеры разделительного трансформатора.

Схема блока питания показана на рис. 1.

Напряжение сети 220 В через гасящий конденсатор С1 поступает на выпрямительный диодный мост VD1. Пульсации выпрямленного напряжения фильтрует конденсатор С2. Стабилитрон VD2 обеспечивает стабилизацию входного напряжения на уровне +24 В. Этим напряжением питают высокочастотный преобразователь. Он выполнен на транзисторах VT1, VT2, трансформаторе Т1, резисторах R2, R3 и конденсаторе C3. Трансформатор имеет две входные обмотки: коллекторную (I), базовую (II) и одну выходную обмотку (III).

Транзисторы включены по схеме с общим эмиттером. Делитель напряжения R2R3 служит для запуска преобразователя при включении питания. В этом случае на резисторе R2, шунтированном конденсатором C3, появляется небольшое отрицательное напряжение, которое приложено к базам транзисторов, вызывая открывание какого-либо из них. Конденсатор C3 ускоряет процесс переключения. Например, сначала начинает открываться транзистор VT1, и его коллекторный ток увеличивается. В базовой полуобмотке этого транзистора изменение коллекторного тока индуцирует напряжение, благодаря которому транзистор полностью открывается.

В базовой полуобмотке транзистора VT2 наводится напряжение положительной полярности, и этот транзистор остается в закрытом состоянии. Так продолжается до тех пор, пока индукция в магнитопроводе трансформатора не достигает насыщения. Это значит, что изменение индукции (магнитного потока) прекращается и, следовательно, в базовой обмотке напряжение равно нулю, транзистор VT1 закрывается, а транзистор VT2 открывается. Этот процесс повторяется.

На вторичной обмотке трансформатора формируется переменное напряжение прямоугольной формы. Частота переключения зависит от напряжения питания, параметров трансформатора и транзисторов [4].

Прямоугольное переменное напряжение с выходной обмотки III выпрямляет диодный мост VD3. Выпрямленное напряжение сглаживает фильтрующий конденсатор С4 и стабилизирует интегральный стабилизатор DA1. Необходимость выходного стабилизатора обусловлена тем, что ток нагрузки блока питания изменяется в несколько сотен раз. Выходное напряжение при этом должно быть в пределах 1.3... 1.5 В [5]. В выходном стабилизаторе применена микросхема КР142ЕН12А с минимальным выходным напряжением 1.2 В.

Основные характеристики источника

• Входное напряжени, В......220
• Нестабильность входного напряжения, %......10
• Выходное напряжение, В......1,5
• Габариты, мм......033x61

Устройство собрано на двухсторонней печатной плате, чертеж которой показан на рис. 2.

Выводы элементов подпаяны непосредственно к печатным проводникам. Исключение составляет место подпайки стабилитрона VD2. выводы которого вставляют в два отверстия и пропаивают с обеих сторон. Это необходимо для электрического соединения сторон печатной платы, с одной из которых расположены конденсатор С1, резистор R1 и диодный мост VD1. На обратной стороне печатной платы размещены остальные элементы.

Максимальная мощность, рассеиваемая микросхемой DA1, не превышает 0.25 Вт и выделяется в течение примерно 4,5 мин (время работы будильника без остановки) Следовательно, дополнительный теплоотвод для стабилизатора не нужен, более того, "родной" теплоотвод микросхемы для уменьшения габаритов спиливают.

В устройстве применены малогабаритные транзисторы 2Т664А9 [6]. предназначенные для поверхностного монтажа, с максимально допустимым напряжением коллектор-эмиттер 100 В. что вполне удовлетворяет условиям их работы (допустимое напряжение коллектор-эмиттер транзисторов должно быть не менее 2.2Uпит 53 В).

В левой части платы сделан паз для установки винта М4, к которому привинчивают контакт "минус". Винт выбирают с плоской цилиндрической головкой. На него надевают лепесток. Затем винт устанавливают на плату со стороны конденсатора С1. Головку винта вместе с надетым лепестком устанавливают в паз. Конец лепестка загибают с противоположной стороны платы и припаивают к "минусовому" печатному проводнику. Корпус конденсатора С1 со стороны платы следует надежно заизолировать лакотканью или изоляционной лентой, особенно тщательно со стороны головки винта. Микросхему DA1 также изолируют от элементов, находящихся со стороны первичной обмотки трансформатора (гальванически связанных с сетью) и конструктивно расположенных вблизи микросхемы. Трансформатор приклеивают к плате клеем БФ4.

Корпус блока питания изготовлен из промышленной насадки, предназначенной для того, чтобы по габаритам превратить элемент 343 в 373. Минусовый контакт блока изготовляют из металла по чертежу на рис. 3. С помощью внешней резьбы осуществляется механическое соединение ("защелкиванием") минусового контакта и привинченной к нему платы с корпусом блока.

В устройстве применены конденсаторы: С1 - К73-17 на напряжение не менее 400 В; С2 - К53-1 А; C3. С5 - К10-17-16. С4 - К52-1. Вместо транзисторов 2Т664А9 можно использовать транзисторы КТ208Л или КТ208М. вместо диодного моста КД906А - диоды КД510А. Трансформатор наматывают на ферритовом кольце К 10x6x2 марки 2000НМ1. Коллекторная обмотка содержит 2x90 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0.1 мм, базовая - 2x15 витков того же провода. Вторичная обмотка состоит из 20 витков провода ПЭВ-2 0,27. Ее тщательно изолируют от первичных обмоток несколькими слоями лакоткани.

Налаживание блока питания сводится к правильной фазировке базовых обмоток (II) и подборке резистора R5 делителя стабилизатора.

Для защиты диодного моста VD1 от бросков тока при включении целесообразно в разрыв нижнего по схеме сетевого провода включить резистор сопротивлением 100 Ом, мощностью 0,5 Вт.

Литература

1. Нечаев И. Блок питания для электронно-механических часов. - Радио. 1990. № 6. с. 76.
2. Верхало Ю. Блок питания для "Славы". - Радио. 1992. № 1, с. 67.
3. Коширский Ю. Сетевая батарейка. - Моделист-конструктор. 1995, № 7. с. 10.
4. Иванов-Цыганов А. И. Электропреобразовательные устройства РЭС. -М.: Высшая школа, 1991.
5. ГОСТ 27752-88Е. Часы электронно-механические, кварцевые, настольные, настенные и часы-будильники.
6. Перельман Б. Л.. Петухов В. М. Новые транзисторы. - М.: Солон, 1994.

Автор: О.Сидорович, г.Львов, Украина

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

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 Система обнаружения и нейтрализации опасных для Земли астероидов 30.04.2022 Китай планирует в ближайшие годы создать систему для защиты Земли от столкновения с астероидами, представляющими угрозу для планеты. Об этом сообщил заместитель главы Китайского национального космического управления (CNSA) У Яньхуа. "К концу 14-й пятилетки, в 2025-2026 годах мы постараемся начать испытания технологии мониторинга астероидов, которые представляют угрозу для Земли. С ее помощью мы осуществим столкновение (с астероидом), которое приведет к изменению его орбиты", - сказал чиновник в интервью Центральному телевидению КНР (CCTV). По его словам, в рамках будущего проекта предполагается создать эффективную систему наземного и космического базирования для каталогизации, мониторинга и оповещения об астероидах, представляющих опасность для планеты. Также китайские специалисты поставили задачу развивать технологии, которые позволят предотвратить столкновение с опасными космическими объектами. "Благодаря этому человечество будет по-настоящему противодействовать угрозе, которую астероиды представляют для Земли", - отметил заместитель главы CCTV. По данным NASA, в Солнечной системе насчитывается более 1,11 млн идентифицированных астероидов, но на самом деле их гораздо больше. Столкновения с астероидами являются одним из самых серьезных стихийных бедствий, поскольку уровень разрушений, которые они могут вызвать, превосходит любой другой. Ущерб, который может нанести столкновение с астероидом, зависит от ряда факторов, особенно от его размеров. Специалисты NASA считают, что для Земли серьезную проблему представляют астероиды диаметром 140 м и более. Согласно исследованиям Института науки Дэвидсона, образовательного подразделения Института Вейцмана в Реховоте (Израиль), астероид диаметром более 140 м в случае столкновения с Землей выделит, по крайней мере, в тысячу раз больше энергии, чем от взрыва первой атомной бомбы. Однако даже небольшие астероиды могут нанести значительный ущерб.

Другие интересные новости:

▪ Музыка тела

▪ Микросхема MAX9701 - усилитель мощности звукового сигнала класса D

▪ Технология письма в жидкости

▪ Сверхкороткофокусный проектор Casio XJ-UT310WN

▪ Модули DDR4 NVDIMM емкостью до 16 Гбайт

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство аудио. Подборка статей

▪ статья Имеющий уши, да услышит. Крылатое выражение

▪ статья Чем отличаются девственники и девственницы от своих сверстников? Подробный ответ

▪ статья Промоушен-менеджер. Должностная инструкция

▪ статья Инструмент электрика. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Выпрямитель для питания логических микросхем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025