Устройство электропитания низковольтное

September 30, 2011 by admin Комментировать »

Данное УЭП разработано для оснащения рабочего места радиолюбителя, создающего свои электронные бытовые изделия на ППП и ИС широкого применения. Устройство имеет двухполярный стабилизатор, низковольтное выходное напряжение 2,5—3 В и 5—6 В. Применяется УЭП в различной бытовой и промышленной РЭА и приборах в качестве встроенного функционального узла, обеспечивающего электропитанием узлы, блоки и каскады схем на ИМС и ППГ1. Устройство может быть изготовлено в виде самостоятельного прибора и работать как законченное изделие, которое поможет радиолюбителю при отборе и проверке транзисторов, выпрямительных диодов, ИС, БИС и других ЭРЭ в домашней мастерской. Стабилизированные выходные напряжения 2,4 и 5 В можно использовать для зарядки и перезарядки аккумуляторов и аккумуляторных батарей малой и средней емкости, контролируя процесс зарядки по ИП, который необходимо включить по обычной схеме на выходе устройства. Например, можно производить зарядку таких аккумуляторных элементов, как СЦ-21, СЦ-32, Д-0,1, Д-0,25, НК, КН, широко используемых в современной РЭА, детских игрушках, переносных радиоприемниках и др.

Как самостоятельная сборочная единица СИП характеризуется высокими электрическими параметрами, простотой схемно-технического решения, высокой технологичностью изготовления в домашних условиях, применением комплектующих ЭРЭ, имеющихся в торговой сети, высоким коэффициентом стабилизации выходного напряжения и др.

Рассматриваемое устройство работает от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. В данном случае конструкция УЭП зависит от примененных комплектующих ЭРЭ, имеющихся в наличии. Она может быть выполнена в любом виде, но предпочтительной является конструкция унифицированных приборов, выполненных в БНК «База-3».

Принципиальная электрическая схема низковольтного УЭП с выходными напряжениями 2,4 и 5 В (номинальные значения) приведена на рис. 2.3. Как видно из схемы, в его состав входят цепи подключения к сети питания, два выпрямителя неуправляемого типа, сетевой понижающий трансформатор питания 77 и два стабилизатора напряжения.

Входное устройство мало отличается от обычных подключающих устройств. Оно состоит из электрического соединителя XI типа «вилка» с электрическим кабелем, имеющим двойную изоляцию; выключателя напряжения сети S1 и переключателя S2, который позволяет подключать устройство к сети напряжением 220 или 127 В. На входе установлен также предохранитель F1, защищающий цепи питания от коротких замыканий при неправильном монтаже. При включении устройства в сеть переменного тока и замыкании контактов переключателей загорается сигнальный светодиод VD10.

Сетевой понижающий трансформатор питания 77 самодельной конструкции изготавливается на броневом магнитопроводе ленточного типа ШЛ, имеет одну катушку с четырьмя обмотками. Первичная обмотка трансформатора рассчитана на подключение различного питающего напряжения. На выводы / и 3 подается напряжение 220 В, а на выводы 2 и 3 — напряжение 127 В. На обмотке II (выводы 4 и 5) действует напряжение переменного тока

11,3 В, на обмотке III (выводы 6 и 7) — напряжение 8,5 В, на обмотке IV (выводы 8 и 9) действует переменное напряжение 6 В, которое используется для питания индикатора.

При самодельном изготовлении сетевого трансформатора необходимо особое внимание обратить на повышение электрического сопротивления изоляции между слоями обмоточного провода и между обмотками, которое должно быть не менее 10 МОм, и полную гальваническую развязку первичной питающей сети от вторичных цепей устройства и цепей нагрузки, а также безопасность эксплуатации прибора при работе только с пониженным напряжением и во время монтажа, настройки и регулировки.

Моточные данные сетевого понижающего трансформатора питания Т1 самодельной конструкции приведены в табл. 2.8. В УЭП вместо самодельного трансформатора может быть использован покупной унифицированный трансформатор типа ТС-20-7 или из ряда ТА, ТН, ТПП, например ТПП285-127/220-50.

Таблица 2.8. Моточные данные

сетевого понижающего трансформатора в низковольтном УЭП

Обозначение трансформатора на схеме и тип конструкции

Магнитопро- вод, марка стали и толщина, мм

Обмотка

Выводы

Марка и диаметр провода, мм

Число витков

Сопротивление постоянному току, Ом (предельное отклонение ±15%)

77, бро

ШЛ16X32;

I

1—2

ПЭВ-2; 0,31

660

12,5

невой, с од

3312; 0,35;

 

2—3

ПЭВ-2; 0,31

900

17,1

ной катуш

витой

Эк

 

 

кой, зали

ленточный

 

ПЭВ-2; 0,21 .

 

 

той в

 

ран

0

1 СЛОЙ

форму

 

II

4—5

ПЭВ-2; 0,72

80

0,55

 

 

III

6—7

ПЭВ-2; 0,38

60

1,4

 

 

IV

8—9

ПЭВ-2; 0,38

44

М

Основные выпрямительные устройства, собранные по схеме Греца, относятся к однофазным двухполупериод- ным схемам с мостовым включением выпрямительных диодов. Первый и второй выпрямители собраны на диодах VDI—VD4 и VD5—VD8 средней мощности. На выходе выпрямителей включены емкостные фильтры, собранные на электролитических конденсаторах С/ и С2. Выпрямители, работающие на емкостные фильтры, характеризуются повышенной частотой пульсации выпрямленного напряжения постоянного тока, повышенным коэффициентом использования габаритной мощности трансформатора 77, пониженным обратным напряжением, действующим на выпрямительных диодах, повышенным падением напряжения на диодных мостах, невозможностью установки выпрямительных однотипных диодов на одном металлическом радиаторе охлаждения без изоляционных прокладок. Радиолюбители, заинтересованные в теории и расчетных формулах трансформаторов и выпрямительных устройств, могут воспользоваться информацией, взятой из научно-технической литературы [14, 17]. Емкостные фильтры С/ и С2 сглаживают пульсации выпрямленного напряжения.

После выпрямления и сглаживания пульсаций соответствующее постоянное напряжение поступает на два аналогичных стабилизатора напряжения компенсационного типа. Эти стабилизаторы имеют в своем составе РЭ, УС и УПТ и работают совместно, образуя двухполярный стабилизатор постоянного напряжения, выполненный на транзисторах VT1—VT6 и стабилитронах VD9—VD11. Регулирующие элементы собраны на составных транзисторах VT1, VT3 и VT2, VT4. Опорное напряжение вырабатывается стабилитроном VD13. Управляющими элементами являются транзисторы VT5 и VT6. Как следует из схемы, РЭ включен в схему последовательно с нагрузкой. Источник опорного напряжения и делитель, составленный из резисторов, образуют измерительный элемент двухпо- лярного стабилизатора.

При изменении входного выпрямленного напряжения постоянного тока или тока нагрузки в измерительном элементе выделяется сигнал рассогласования, который усиливается УПТ и подается на вход РЭ стабилизатора, изменяя его сопротивление по постоянному току таким образом, что выходное напряжение на нагрузке сохраняется постоянным с высокой точностью. Измерительный элемент выделяет сигнал переменной составляющей выпрямленного напряжения и сглаживает ее регулирующим элементом. Выходное стабилизированное напряжение от 2,4 до 3 В устанавливается регулировочным резистором R9, а напряжение от 5 до 6 В — регулировочным резистором /?//.

При монтаже, сборке и регулировке УЭП были использованы следующие комплектующие ЭРЭ: сетевой понижающий трансформатор питания 77 типа ШЛ16X32; транзисторы VT1 типа ГТ403В, VT2 — ГТ403В, VT3 — П213В, VT4 — П210, VT5 — МП16Б, VT6 — МП16Б; конденсаторы С/ типа К50-6-10В-4000 мкФ, С2 — К50-6-16В-2000 мкФ, СЗ — К40У-9-200В-0,05 мкФ, С4 — К40У-9-200В-0,05 мкФ, С5 — К50- 6-6,ЗВ-4000 мкФ, С6 — К50-6-10В-4000 мкФ; выпрямительные диоды VD1—VD4 типа Д229А, VD9 — Д9В; стабилитроны VD11 типа Д814А, VD12 — Д814А, VD13 — КС139А; резисторы RI типа МЛТ-0,25-270 Ом, R2 — МЛТ-0,25-270 Ом, R3 — МЛТ-0,25-1,1 кОм, R4 — МЛТ-0,25- 1 кОм, R5 — МЛТ-0,25-560 Ом, R6 — МЛТ-0,25-300 Ом, R7 — МЛТ- 0,25-390 Ом, R8 — МЛТ-0,25-820 Ом, R9 — СП4-2Ма-1Вт-470 Ом, R10 — МЛТ-0,5-910 Ом, R11 — СП4-2Ма-1 Вт-150 Ом, R12 — МЛТ- 0,25-330 Ом, R13 — МЛТ-0,25-560 Ом, R14 — МЛТ-2-1 кОм; предохранитель F1 типа ПМ1-1А; переключатели S1 типа П1Т-1-1, S2 — П2Т-1-1; электрические соединители XI типа «вилка» с электрическим кабелем длиной 1,5 м, Х2Х4 типа КМЗ-1; светодиод VD10 типа АЛ307А.

В УЭП могут быть использованы и другие качественные аналогичные ЭРЭ, не ухудшающие его основных электрических параметров и эксплуатационных характеристик. Например, выпрямительные диоды типа Д229Д можно заменить на диодные сборки или диоды типов КЦ402А, Д237А, Д242Б, КД202Б; электролитические конденсаторы типа К50-6 — на К50-12, К50-16, К50-20; резисторы типа МЛТ — на МТ, ВС, ВСа, С1-4, ОМЛТ.

Техническая характеристика

устройства электропитания низковольтного

Номинальное напряжение питающей сети

переменного тока, В………………………… 220 или 127

Номинальная частота питающей сети

переменного тока, Гц ……………………….. 50

Пределы изменения напряжения питающей сети

переменного тока, В………………………… 187—242 или

110—140

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, Гц ……………………….. 49—51

Выходное напряжение, В:

стабилизированное постоянного тока … 2,4—3

5—6

переменного тока………………………….. 6,3

Коэффициент нелинейных искажений питающей

сети переменного тока, %, не более……… 12

Максимальный ток нагрузки, А……………… 5

Мощность на выходе УЭП, Вт, не более …. 30

Мощность, потребляемая УЭП без нагрузки,

мВт, не более …………………………………. 25

Коэффициент стабилизации выходного

напряжения постоянного тока, не менее …. 300 Амплитуда пульсаций выходного стабилизированного напряжения, мВ,

не более………………………………………… 8

Переменная составляющая напряжения

на выходе УЭП, Вэфф, не более………………….. 0,1

Изменение напряжения на выходе УЭП

при изменении напряжения сети в пределах

от 187 до 242 В, В, не более …………………….. 0,6

Помехозащищенность УЭП с металлическим экраном при напряженности внешнего

электромагнитного поля, дБ, не менее …. 150

Кпд, %, не менее ……………………………….. 72

Условия эксплуатации: температура окружающей среды, °С:

максимальная …………………………………………  40

минимальная………………………………………… —10

относительная влажность воздуха

при температуре 20 °С, %, не более …….. 93

атмосферное давление воздуха, кПа (мм рт. ст.):

максимальное ………………………………………. 120 (900)

минимальное………………………………………… 26,7 (200)

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты