Alimentatore switching semplice, 220/5 volt 4 ampere. Schema, descrizione

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Alimentatore switching semplice, 220/5 volt 4 ampere

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L'articolo descrive un alimentatore di rete semplice ed economico (secondo l'autore, il costo di tutti i componenti non supera i cento rubli) con una tensione di uscita di 5 V e una corrente di carico fino a 4 A.

L'alimentatore è un convertitore di tensione flyback single-ended autoeccitato. Una caratteristica distintiva del dispositivo proposto è l'assenza di microcircuiti specializzati, semplicità e basso costo nella produzione.

Principali caratteristiche tecniche

Potenza massima in uscita, W......20
Tensione di uscita, V ..... 5
Corrente di carico massima, A ...... 4
Intervallo della tensione di ingresso di rete, V......187...242
Frequenza della tensione di ingresso, Hz......50
Instabilità della tensione di uscita, %, non di più......2
Ampiezza della pulsazione, %......1
Intervallo di temperatura di esercizio, °С......-40...+70
Dimensioni, mm......80x65x20
Peso con dissipatore, g......120

Lo schema del dispositivo è mostrato in figura. L'alimentatore contiene un raddrizzatore di rete VD1-VD4, un filtro di soppressione delle interferenze L1C1-C3, un convertitore basato su un transistor di commutazione VT1 e un trasformatore di impulsi T1, un raddrizzatore di uscita VD8 con un filtro C9C10L2 e un'unità di stabilizzazione realizzata su uno stabilizzatore DA1 e un optoaccoppiatore U1.

(clicca per ingrandire)

Il dispositivo funziona come segue. Dopo aver acceso la fonte di alimentazione, il transistor di commutazione VT1 si apre leggermente e la corrente inizia a fluire attraverso l'avvolgimento primario del trasformatore di impulsi T1. Nell'avvolgimento di retroazione II del trasformatore viene indotto un EMF, che viene alimentato attraverso il circuito di feedback positivo - resistore R9, diodo VD5, condensatore C5 al gate del transistor ad effetto di campo VT1. Di conseguenza, si sviluppa un processo simile a una valanga, che porta alla completa apertura del transistor di commutazione. Inizia l'accumulo di energia nel trasformatore T1. La corrente attraverso il transistor di commutazione VT1 aumenta linearmente e la tensione dal resistore-sensore di corrente R10 attraverso il diodo VD6 e il condensatore C7 agisce sulla base del fototransistor dell'accoppiatore ottico U1.1, aprendolo leggermente, per cui il la tensione al gate del transistor ad effetto di campo diminuisce. Inizia il processo inverso, che porta alla chiusura del transistor di commutazione VT1. In questo momento, il diodo VD8 si apre e l'energia immagazzinata nel trasformatore T1 viene trasferita al condensatore del filtro di uscita C9.

Quando la tensione di uscita per qualche motivo supera il valore nominale, lo stabilizzatore DA1 si apre e la corrente inizia a fluire attraverso di esso e il diodo emettitore collegato in serie dell'accoppiatore ottico U1.2. La radiazione del diodo porta ad un'apertura anticipata del transistor dell'accoppiatore ottico, per cui il tempo di accensione del transistor di commutazione diminuisce, viene immagazzinata meno energia nel trasformatore e, di conseguenza, la tensione di uscita diminuisce.

Se la tensione di uscita diminuisce, la corrente attraverso il diodo emettitore dell'accoppiatore ottico diminuisce e il transistor dell'accoppiatore ottico si chiude. Di conseguenza, il tempo di inserzione del transistor di commutazione aumenta, più energia viene immagazzinata nel trasformatore e la tensione di uscita viene ripristinata.

Il resistore R3 è necessario per ridurre l'effetto della corrente di oscurità del transistor dell'accoppiatore ottico e migliorare la stabilità termica dell'intero dispositivo. Il condensatore C7 aumenta la stabilità dell'alimentazione. Il circuito C6R8 forza i processi di commutazione del transistor VT1 e aumenta l'efficienza del dispositivo.

Secondo lo schema sopra, sono state prodotte diverse dozzine di alimentatori con una potenza di uscita di 15 ... 25 W.

Al posto del transistor di commutazione VT1, è possibile utilizzare sia transistor ad effetto di campo che bipolari, ad esempio le serie 2T828, 2T839, KT872, KP707, BUZ90, ecc. Possiamo sostituire l'accoppiatore ottico a transistor 4N35 con uno qualsiasi degli AOT110, AOT126 , serie AOT128 e lo stabilizzatore KR142EN19A - TL431 . Tuttavia, i migliori risultati sono stati ottenuti con elementi importati (BUZ90, 4N35, TL431).

Tutti i resistori nell'alimentatore sono per montaggio superficiale, taglia 1206 con una potenza di 0,25 W, condensatori C1-C3, C8 - K10-47v per una tensione di 500 V, C5-C7 - per montaggio superficiale, taglia 0805, il resto sono qualsiasi ossido.

Il trasformatore T1 è avvolto su due circuiti magnetici ad anello K19x11x6,7 impilati insieme da permalloy MP 140. L'avvolgimento primario contiene 180 giri di filo PEV-2 0,35, avvolgimento II - 8 giri di filo PEV-2 0,2, avvolgimento III per tensione di uscita 5 V - 7 giri di cinque conduttori PEV-2 0,56. L'ordine degli avvolgimenti corrisponde alla loro numerazione e le spire di ciascun avvolgimento devono essere distribuite uniformemente su tutto il perimetro del circuito magnetico.

Gli induttori L1 e L2 sono realizzati su nuclei magnetici ad anello K15x7x6,7 in permalloy MP140. Il primo contiene due avvolgimenti di 30 spire ciascuno, avvolti con filo PEV-2 0,2 su diverse metà del circuito magnetico, il secondo è avvolto con filo PEV-2 0,8 in uno strato lungo l'intera lunghezza del circuito magnetico tanto quanto esso si adatta.

Per ridurre l'ondulazione della tensione di uscita, il punto comune dei condensatori C2 e C3 deve essere prima collegato al terminale negativo del condensatore C10, quindi alle parti rimanenti: l'avvolgimento III del trasformatore T1, il terminale negativo del condensatore C9 , resistore R12 e terminale 2 dello stabilizzatore DA1.

Il dispositivo è assemblato su un circuito stampato di dimensioni 80x60 mm. Su un lato della scheda sono presenti conduttori ed elementi stampati per il montaggio superficiale, nonché un transistor di commutazione VT1 e un diodo VD8, che vengono premuti contro una piastra dissipatrice di calore in alluminio della stessa dimensione, e dall'altro - tutto il resto .

È meglio accendere il dispositivo per la prima volta da una fonte di alimentazione a limitazione di corrente, ad esempio B5-50, e la tensione operativa deve essere applicata immediatamente e non aumentata gradualmente. La creazione del dispositivo consiste nel regolare la tensione di uscita dal divisore R11R12 e, se necessario, impostare la soglia per limitare la potenza di uscita (l'inizio di un forte calo della tensione di uscita con l'aumento della corrente di carico) dal sensore di corrente R10.

Per ottenere una tensione di uscita diversa, è necessario modificare proporzionalmente il numero di spire dell'avvolgimento III del trasformatore T1 e il rapporto di divisione del divisore R11R12.

Quando si utilizza il dispositivo, è necessario ricordare che la sua uscita negativa è collegata galvanicamente alla rete.

Autore: M.Dytskov, Zhukov, regione di Kaluga

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