Alimentatore switching avanzato in una scatola di fiammiferi, 220/9 volt 10 watt. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'articolo descrive un semplice alimentatore switching stabilizzato (SMPS), che può essere riposto in una custodia delle dimensioni di una scatola di fiammiferi. Il dispositivo è caratterizzato da una maggiore densità di potenza, una buona ripetibilità e non teme la sovracorrente.

Principali caratteristiche tecniche:

• Tensione di rete AC, V.....220±20%;
• frequenza della tensione di alimentazione, Hz.....40...400;
• potenza assorbita a vuoto, W, non superiore a ..... 0,31;
• frequenza di conversione, kHz.....115...140;
• tensione di uscita nominale, V.....9;
• potenza massima in uscita W.....10;
• massima efficienza, %.....88;
• potenza specifica W/dm3.....300;
• peso (senza custodia), g, non più di.....28.

Le descrizioni degli SMPS in miniatura sono state più volte pubblicate sulle pagine della rivista Radio. Di norma, si tratta di dispositivi con una potenza di uscita ridotta. Uno di questi SMPS [1] dava potenza fino a 0,63 W al carico, essendo una delle sorgenti più potenti tra quelle che venivano collocate in una scatola di fiammiferi o nelle dimensioni della batteria Krona [2]. Inoltre, queste fonti avevano una bassa efficienza, solitamente non superiore al 35%.

L'SMPS flyback proposto può anche essere collocato in una scatola di fiammiferi, ma la sua potenza di uscita è 15 volte e l'efficienza è 2,5 volte superiore a quella della sua controparte [1]. È stato possibile ottenere prestazioni energetiche così elevate grazie all'utilizzo di un microcircuito specializzato TNY255P della famiglia TinySwitch di Power Integrations [3, p. 479, 480] L'SMPS stabilizza la tensione di uscita, ha protezione da sovraccarico e cortocircuito nel carico saltando gli impulsi e il microcircuito utilizzato contiene nodi di protezione da surriscaldamento. Informazioni più dettagliate sui parametri e le caratteristiche di questo chip TNY255P sono disponibili sul sito Web.

Lo schema SMPS è mostrato in fig. uno.

Riso. 1 (clicca per ingrandire)

Il fusibile FU1 protegge gli elementi dalle emergenze. Il termistore RK1 limita l'impulso della corrente di carica del condensatore C2 a un valore sicuro per il ponte a diodi VD1 e insieme al condensatore C1 forma un filtro RC che serve a ridurre il rumore impulsivo che penetra dall'SMPS alla rete. Il ponte a diodi VD1 rettifica la tensione di rete, il condensatore C2 è un livellatore. I picchi di tensione dell'avvolgimento primario del trasformatore T1 sono ridotti dal circuito di smorzamento R1C5VD2. Il condensatore C4 è un filtro di potenza da cui vengono alimentati gli elementi interni del microcircuito DA1, la sua capacità nominale può essere compresa tra 0,1 e 4,7 microfarad.

Il raddrizzatore di uscita è assemblato su un diodo Schottky VD3, l'ondulazione della tensione di uscita è attenuata dal filtro LC C6C7L1C8. Gli elementi R2, R3, VD4 e U1 forniscono, insieme al chip DA1, la stabilizzazione della tensione di uscita quando la corrente di carico e la tensione di rete cambiano. Il circuito di indicazione di accensione è realizzato sul LED HL1 e sul resistore limitatore di corrente R4.

Resistori fissi MLT, C2-23, P1-4, resistori di sintonizzazione - 3329H-1 di Bourns o l'analogo domestico di SPZ-19a, condensatori di ossido - importati, C1, C3 e C5 - ceramica ad alta tensione CD2200Z5V, DEBB33D222KA2B, C4, C7, C8 - K10-506. Termistore serie NTC (con negativo. TKS) - SCK-103. Il chip TNY255P è intercambiabile con TNY255G, TNY256P o TNY256G. diodo HER208 - su HER106, HER107, HER206, HER207, 1N4937, FR306 o BY399, diodo 1N5822 - su SR360, 31DQ04, 31DQ06, 90SQ045. Il diodo zener KS 170A può essere sostituito con diodi zener KS162A, KS175A e l'accoppiatore ottico PC817 può essere sostituito con LTV817, PC816, LTV816. LED: qualsiasi bagliore in miniatura, preferibilmente blu o verde. Il fusibile FU1 è costruttivo, è formato sulla scheda da un conduttore stampato, può essere sostituito con un pezzo di filo di avvolgimento in rame, ad esempio PEV-2, con un diametro di 0,03 mm.

Per la fabbricazione del trasformatore è stato utilizzato un circuito magnetico corazzato. B18 (senza trimmer) da ferrite 2000NM. L'avvolgimento primario contiene 182 spire di filo con un diametro di 0,11 mm e il secondario è costituito da 20 spire di filo con un diametro di 0,6 mm. Tra gli avvolgimenti vanno posati due strati di lavsan o nastro di tessuto verniciato, imbevuto di paraffina per ridurre il rumore acustico. tra le coppe del circuito magnetico è necessario realizzare uno spazio di 0,16 ... 0,23 mm, per il quale è possibile utilizzare una guarnizione in fluoroplastica, fibra di vetro o, in casi estremi, cartone. L'induttore è avvolto su un circuito magnetico di dimensioni K10x6x2 in ferrite 2000NM e contiene 16 giri di filo con un diametro di 0,6 mm con una corrente di uscita fino a 200 ... 300 mA e 3-4 giri di filo con un diametro di 0,8 mm con una corrente fino a 1,1 A. Spigoli vivi il nucleo magnetico deve essere prima smussato con carta vetrata e avvolto con uno strato di nastro adesivo. Per l'avvolgimento del trasformatore e dell'induttore, è necessario utilizzare fili dei marchi PEV-2, PETVM, PETV-1, PETV-2, PET-200-1.

Il disegno del PCB è mostrato in fig. 2, è realizzato in fibra di vetro a lamina unilaterale con uno spessore di 1 ... 1,5 mm. Il microcircuito è installato nel pannello, le coppe del circuito magnetico sono schiacciate insieme e fissate alla scheda con due viti di ottone avvitate da parti opposte in una boccola di ottone. Tutti i resistori e i diodi sono montati perpendicolarmente alla scheda.

Fig. 2

L'aspetto della scheda assemblata è mostrato in fig. 3. Dopo il controllo e la regolazione, viene riposto in un alloggiamento in materiale isolante. Stabilire un SMPS si riduce all'impostazione accurata della tensione di uscita con un resistore di regolazione R3.

Fig. 3

Letteratura

1. Moskatov E. Pulse IP in una scatola di fiammiferi. - Radio, 2005, n. 6, pag. 26, 27.
2. Solonin V. Rete nelle dimensioni della "Krona". - Radio, 1999, n. 2, pag. 37, 44.
3. Microcircuiti per la commutazione di alimentatori e loro applicazione. 2a edizione riveduta e ampliata. - M.: casa editrice Dodeka-XXI, 2001.
4.TNV253/254/255. - .

Autore: E. Moskatov, Taganrog, regione di Rostov

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