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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива DVD-харакири от Disney 13.03.2004 Скоро в магазинах появятся DVD диски-самоубийцы. Стоить они будут мало, но и срок их жизни - далеко не заявленные для DVD 100 лет. На упаковке будет написано: "Этот DVD самоуничтожится через 48 часов". Компания Disney планирует выпустить первую партию уже в августе этого года. Защитный слой над рабочей поверхностью диска будет сделан из специального материала фиолетового цвета, который после вскрытия упаковки начинает окисляться на воздухе. Через 48 часов процесс зайдет так далеко, что этот слой поменяет цвет на черный и перестанет пропускать луч лазера. Подразделение Disney под названием Buena Vista Home Entertainment планирует таким образом устроить прокат фильмов на DVD без лишних хлопот с возвратом дисков.

Другие интересные новости:

▪ Органическая краска из каменного века

▪ Экситоны солнечной батареи

▪ Стресс мужчины вредит будущим детям

▪ Рулевое определит усталость водителя

▪ Измерено время существования свободного нейтрона

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Веселые задачки. Подборка статей

▪ статья Сущность и характерные черты локальных войн и региональных вооруженных конфликтов. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Кто такая скопа? Подробный ответ

▪ статья Плато Путорана. Чудо природы

▪ статья Имитатор звука подскакивающего шарика. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фильтры пьезоэлектрические на ПАВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026