Блок питания низковольтного паяльника мощностью 18 Вт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

В предлагаемой вниманию читателей статье описан импульсный блок с номинальным выходным напряжением 6 В для питания нагрузки мощностью до 18 Вт. Имеется возможность оперативного переключения на выходное напряжение 5 В. В авторском варианте блок используется для питания низковольтного паяльника, однако его можно применять для любой нагрузки соответствующей мощности, рассчитанной на напряжение 5 или 6 В.

В настоящее время микроэлектроника настолько широко распространилась в бытовой и промышленной технике, что паяльники на напряжение 220 В уже мало пригодны не только для ее ремонта, но и для радиолюбительского творчества. Приходится пользоваться "мини-паяльниками" небольшой мощности с низким напряжением питания. Как правило, для работы с ними применяют классические трансформаторные блоки питания, имеющие солидные размеры и массу. Но современное направление на использование для питания в бытовой (и не только) аппаратуре обратноходовых импульсных источников питания (ИИП) и появление для этого широкого набора микросхем позволяют собрать легкий малогабаритный блок.

Предлагаемый вариант источника питания рассчитан для работы с паяльниками с номинальным напряжением 6 В мощностью до 18 Вт. В устройстве предусмотрено ступенчатое уменьшение напряжения питания паяльника до 5 В, что соответствует снижению мощности паяльника до 70 %. Малая проходная емкость ИИП позволяет использовать его для работы с элементами, которые подвержены воздействию статического электричества.

Основные технические характеристики

• Интервал входного напряжения, В .......180...250
• Номинальная частота преобразования, кГц .......100
• Номинальное выходное напряжение, В ....... 6
• Ток нагрузки, А .......0...3

На рис. 1 представлена схема преобразователя питания для паяльника. Основной элемент устройства - специализированная микросхема TOP223Y. О проектировании подобных ИИП подробно рассказано в статье [1].

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Устройство собрано на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. Ее чертеж показан на рис. 2. Для уменьшения габаритов в устройстве применены импортные оксидные конденсаторы. Конденсаторы С1, С5 - керамические или пленочные на номинальное постоянное напряжение не менее 400 В или переменное не менее 250 В, остальные - керамические на напряжение не менее 50 В. Резисторы R1, R2, R4, R8, диоды VD3, VD4 установлены перпендикулярно плате. Для повышения надежности печатные проводники выходных цепей (от обмотки III трансформатора Т1 до выхода - на чертеже печатной платы они немного шире остальных) рекомендую "усилить" увеличенным при лужении слоем припоя.

Рис. 2

Элементы R4 и C8 были зарезервированы согласно рекомендациям фирмы-производителя для случая неустойчивого запуска преобразователя, но необходимости в них не возникло. В выходном выпрямителе применен сдвоенный диод Шотки в корпусе ТО-220. Дроссель выходного фильтра L2 намотан на ферритовом магнитопроводе "гантелевидной" формы размерами 9x12 мм от неисправного блока питания персонального компьютера проводом ПЭВ-2 0,5 мм до заполнения. С рекомендациями по возможной замене примененных деталей также можно ознакомиться в статье [1].

Микросхема преобразователя DA1 и диод VD5 установлены на теплоотводы, изготовленные из листовой меди толщиной 1 мм. Благодаря гибкости материала удалось относительно легко изготовить теплоотводы с максимальной поверхностью охлаждения. О формах и размерах теплоотводов можно судить по внешнему виду платы устройства, показанной на рис. 3. Готовый вид изделия представлен на рис. 4.

Рис. 3

Рис. 4

Выключатель питания расположен на верхней крышке, светодиоды установлены на отдельной небольшой плате и приклеены к крышке. Светодиод HL2 - зеленого цвета свечения, HL1 - красного. Светодиод HL2 сигнализирует о наличии выходного напряжения, а HL1 включается переключателем SA2 при установке последнего в режим пониженного выходного напряжения.

В устройстве применены готовые изделия: дроссель L1 - сетевой фильтр PMCU-0330 0,4 А 300 В или самодельный, как предложено в статье [1]. Переключатель SA2 - B1550 (SS8) движковый 50 В импортный на два положения горизонтального исполнения. Разъем питания (на схеме не показан) - вилка RF-180S на блок угловая двухконтактная 250 В/2,5 A, выходной разъем (на схеме не показан) - DS-210. Выключатель питания SA1 - SC719 (SMRS-101), 250 В/1 A или аналогичный. Микросхему TOP223Y можно заменить по возрастающей мощности на ТОР224-6Убез изменений в схеме, разница только в удорожании конструкции.

Трансформатор преобразователя собран на Ш-образном магнитопроводе Ш6х6 размерами 24x24x6 мм с каркасом в низкопрофильном исполнении из феррита, предположительно, проницаемостью 1500...2000. Комплект из каркаса и магнитопровода был приобретен в магазине, где, кроме цены, ничего выяснить не удалось.

Линейка микросхем TOP22Х имеет внутреннюю защиту от перегрузки по току за счет встроенного токоограничительного резистора, поэтому параметры изготовленного трансформатора (в первую очередь, индуктивность первичной обмотки) имеют первостепенное значение.

Намотка трансформатора "вслепую" желаемых результатов не дала. Пришлось обзавестись приборами для измерения индуктивности, после чего проблема с определением числа витков первичной обмотки отпала.

Пользуясь рекомендациями в статье [1] для TOP223Y и указанного магнитопровода, я определился со значением индуктивности - 1300 мкГн. Как известно, индуктивность катушки с магнитопроводом (в микрогенри) рассчитывается по формуле

L = (N/K)²,

где N - число витков; K - параметр магнитопровода.

Далее экспериментальным путем определяем параметры подходящего магнитопровода. Для вычисления К наматываем на каркас пробную обмотку, например 50 витков, и собираем трансформатор обязательно с прокладками в крайних кернах толщиной 0,2 мм из немагнитного материала, например текстолита. Иногда магнитопроводы уже имеют готовый зазор, тогда дополнительный зазор не нужен.

После сборки трансформатора измеряем индуктивность обмотки и определяем коэффициент К имеющегося магнитопровода. Затем по формуле N = K√L вычисляем необходимое число витков первичной обмотки.

В моем варианте первичная обмотка содержит 92 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм. Обмотка II - 13 витков того же провода. Выходная обмотка содержит семь витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм, намотанных в три жилы. Соблюдение фазировки обмоток обязательно. Начало обмотки на схеме обозначено точкой.

Все обмотки изолированы между собой двойным слоем полиэфирной изоляционной ленты ТЕА 5К5, которую можно заменить лакотканью или другим материалом общей толщиной 0,1 мм. После окончательной сборки обязательно следует измерить индуктивность первичной обмотки.

Блок питания собран в корпусе BOX-KA12 размерами 90x65x35 мм. Для охлаждения в корпусе просверлены отверстия.

При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже налаживание ИИП не требуется. При первом включении необходимо обязательно вместо плавкой вставки FU1 использовать лампу накаливания мощностью 40-60 Вт. Это избавит от возможных неприятностей. Из собственного опыта выяснилось, что несоблюдение фазировки первичной обмотки и обмотки II гарантированно выводит из строя микросхему TOP223Y При несоблюдении фазировки выходной обмотки устройство "не держит" нагрузку, срабатывает внутренняя защита по току в микросхеме TOP223Y

В случае необходимости для замены и подбора магнитопровода можно обратиться к статье [5].

При самостоятельной разводке платы необходимо обязательно учитывать рекомендации фирмы-производителя. Топология печатной платы современных ИИП на высоких частотах преобразования имеет свои особенности. С ними, а также с параметрами микросхем серии TOP22Х можно ознакомиться в [6].

Литература

1. Косенко С. Проектирование обратноходовых ИИП на TOPSwitch-II с помощью программы VDS. - Радио, 2006, № 3, с. 30-32.
2. Терентьев Е. Измеритель емкости и индуктивности. - Радио, 1995, № 4, с. 37.
3. Потачин И. Приставка-измеритель LC к цифровому вольтметру. - Радио, 1998, № 12, с. 31.
4. Беленецкий С. Приставка для измерения индуктивности в практике радиолюбителя. - Радио, 2005, № 5, с. 26-28.
5. Косенко С. Подбор отечественных аналогов импортных трансформаторов в обратноходовом преобразователе. - Радио, 2006, № 5, с. 31.
6. TOP221 -TOP227. TOPSwitch-II. Three-terminal Off-line PWM Switch. - URL: powerint.com/sites/default/files/product-docs/top221-227.pdf.

Автор: С. Чернов

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива Футболка сделает ЭКГ 21.09.2021 Американские ученые изобрели умную одежду, которой будет под силу в режиме "онлайн" следить за здоровьем человека. Созданному материалу удастся вести контроль за частотой сердечных сокращений носителя, а также в режиме реального времени делать ЭКГ (электрокардиограмму). "Умную" одежду можно стирать, а еще она гораздо более удобна, чем громоздкие аппараты для мониторинга сердца, и не рвется даже при интенсивных движениях. Согласно проведенным экспериментам, футболки из такого материала снимают кардиограмму намного точнее, чем обычные приборы. К "умной" футболке можно подключить Bluetooth, который будет передавать данные на смартфон.

Другие интересные новости:

▪ Видеокарта Radeon RX 7900M

▪ Ракета-носитель Vulcan

▪ Внешний RAID-накопитель NewerTech Guardian MAXimusо 5 ТБ

▪ Полет со скоростью 68 тысяч терабитометров в секунду

▪ Велотакси самообслуживания

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы первой медицинской помощи (ОПМП). Подборка статей

▪ статья Трус не играет в хоккей. Крылатое выражение

▪ статья У кого голубая кровь? Подробный ответ

▪ статья Кольза. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Малярные краски. Простые рецепты и советы

▪ статья Ветряной двигатель. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2024