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:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Сиеста орангутанов 12.07.2025 Сон - важнейшая часть жизни животных и человека, обеспечивающая восстановление и поддержание здоровья мозга. Ученые давно интересуются тем, как дикие животные справляются с нарушениями сна и адаптируются к меняющимся условиям окружающей среды. Недавнее исследование специалистов из Института поведения животных Макса Планка и Университета Констанца впервые подробно изучило ночной и дневной сон орангутанов в естественных условиях, обнаружив интересные параллели с человеческими привычками, включая привычку к дневному отдыху - сиесте. В течение четырнадцати лет команда исследователей наблюдала за 53 взрослыми орангутанами на Суматре, на станции мониторинга Суак-Балимбинг. За это время они зафиксировали 455 дней и ночей жизни животных, что позволило получить уникальные данные о режиме сна диких приматов. Орангутаны, как и люди, строят себе "кровати" - гнезда, расположенные высоко в кронах деревьев. На создание таких гнезд они тратят около десяти минут, используя согнутые и переплетенные ветви, покрывая их "матрасом" из листьев. Это обеспечивает им безопасное и устойчивое место для ночного отдыха. Из-за особенностей ландшафта и поведения животных прямое наблюдение за сном было затруднено, поэтому ученые использовали косвенные признаки, такие как звуки шороха и тряски веток в момент укладывания в гнездо, а затем наступление тишины в течение почти 13 часов считали фазой сна. В ходе исследования выявились факторы, снижающие продолжительность ночного сна. К ним относятся присутствие других орангутанов во время строительства гнезда, пониженная температура ночью и длинные перемещения в предыдущий день. Эти условия, по словам ведущего исследователя Эшбери, напоминают человеческие ситуации: например, когда у человека в гостях друг или шумный сосед мешают выспаться. Особенно интересным оказалось наблюдение компенсаторного механизма дневного отдыха. В те дни, когда ночной сон был сокращен, орангутаны значительно увеличивали продолжительность дневного сна. За каждый час недосыпа ночью они добавляли к дневному отдыху от пяти до десяти минут. Для дневного отдыха приматы строят более простые гнезда, которые требуют меньше времени - менее двух минут. Несмотря на упрощенную конструкцию, такие гнезда надежно защищают и обеспечивают комфорт во время сиесты. Приблизительно в 41% случаев орангутаны устраивали дневной сон, который в среднем длился около 76 минут. Ученые связывают подобные механизмы компенсации сна с высокоразвитыми когнитивными способностями популяции орангутанов Суак. Эти приматы известны своим мастерством в использовании инструментов и наличием сложной культурной организации, что может требовать эффективных стратегий восстановления сил и поддержания когнитивных функций.

Другие интересные новости:

▪ Здоровье почек зависит от матери

▪ Экран для слепых

▪ Леса не спасают от избытка углекислого газа

▪ Плата расширения X-NUCLEO-IDS01A4

▪ Смартфон Lenovo Z6 Pro

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детекторы напряженности поля. Подборка статей

▪ статья Темна вода во облацех. Крылатое выражение

▪ статья Когда впервые были использованы кирпичи? Подробный ответ

▪ статья Делаем холод. Детская научная лаборатория

▪ статья Изготовление предохранителя из проволоки на любой ток. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Учет электроэнергии. Область применения, определения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025