Маломощный блок питания на напряжения 5-6В и ток до 0,3А

Для питания усилителей для телевизионных антенн обычно используют компактные сетевые адаптеры, рассчитанные на выходное стабилизированное напряжение 12 В и постоянный ток нагрузки до0,1 А. Если у Вас накопилось несколько ненужных таких блоков питания, то часть из них можно переделать для работы на более низкие выходные напряжения, поскольку многие устройства, рассчитанные на напряжение питание 12 В, потребляют ток больше, чем 0,1 А.

Начинка сетевого адаптера модели IPS-5 состояла из понижающего трансформатора с габаритной мощностью около 4 Вт, мостового выпрямителя, собранного на маломощных диодах 1 N4148, интегрального стабилизатора LM78L12, нескольких конденсаторов, светодиода и токоограничительного резистора в его цепи.

Понижающий трансформатор в режиме холостого хода имел напряжение вторичной обмотки около 21 В, которое при токе нагрузки 0,1 А понижалось до 16 В. Сопротивление первичной обмотки сетевого трансформатора около 2 кОм, сопротивление вторичной обмотки было около 20 Ом.

Чтобы переделать этот источник питания на более низкое выходное напряжение и больший ток, было решено перемотать вторичную обмотку понижающего трансформатора. Для чего Ш-образный сердечник разбирают. Вторичная обмотка была ранее намотана проводом диаметром 0,13 мм, содержала 490 витков.

Вместо этой обмотки наматывают другую, обмоточным проводом диаметром 0,39 мм, содержит 232 витка, намотка виток к витку. Сопротивление новой вторичной обмотки получилось значительно меньше - около 3 Ом. Пластины трансформатора собирают вперекрышку. Последнюю Ш-обратную пластину бывает очень трудно вставить в каркас.

Смажьте её центральную часть с обеих сторон смазкой Литол-24, это облегчит ваши мучения. После проверки работоспособности трансформатора его сердечник пропитывают цапонлаком, сжимают со всех сторон мощными стальными бельевыми прищепками и оставляют для просушки в таком состоянии на двое суток.

Принципиальная схема блока питания

На рис. 1 представлена принципиальная схема блока питания на два выходных стабилизированных напряжения 5 и 6 В при максимальном постоянном токе нагрузки до 0,3 А.

Кратковременно потребляемый нагрузкой ток может достигать 0,4 А. Напряжение сети переменного тока 220 В поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора через защитный резистор R1 и терморезистор RT1 с положительным ТКС.

При увеличении потребляемого от сети блоком питания тока, например, из-за перегрузки выхода БП или из-за значительного увеличения сетевого напряжения, этот терморезистор разогревается, его сопротивление возрастает примерно до 200 кОм, что может спасти трансформатор и другие элементы устройства от повреждения.

Принципиальная схема блока питания на основе ИП от антенного усилителя

Рис.1. Принципиальная схема блока питания на основе ИП от антенного усилителя.

С вторичной обмотки Т1 напряжение переменного тока около 10 В поступает на мостовой выпрямитель, выполненный на диодах Шотки VD1 - VD4. Такие диоды имеют меньшее напряжение насыщения, чем обычные кремниевые диоды, а значит, на них будет меньше теряться мощности, и на конденсаторе фильтра выпрямленного напряжения С5 будет примерно на 0,5 В больше при тех же исходных данных.

Диоды Шотки установлены на монтажной плате на место ранее стоявших диодов 1N4148. Дополнительно установлены отсутствовавшие изначально керамические конденсаторы C3, С4, припаяны SMD конденсаторы между выводов соответствующих диодов.

Поскольку понижающий трансформатор относительно маломощный, напряжение на его вторичной обмотке заметно снижается с ростом тока нагрузки. Это потребовало на место интегрального стабилизатора DA1 установить стабилизатор напряжения с малым напряжением насыщения.

Микросхема типа KA78RM33 представляет собой интегральный стабилизатор напряжения положительной полярности, рассчитанный на выходное напряжение 3,3 В при токе нагрузки до 0,5 А.

Максимальное входное напряжение 20 В, выпускается в стандартных копусах DPAK и ТО-220. Измеренное напряжение насыщения составило около 0,4 В при токе нагрузки 0,4 А. При тех же условиях, испытанные обычные стабилизаторы из серий ***7805, ***78М05 имели напряжение насыщения около двух Вольт.

Структурный состав микросхемы показан на рис. 2. Следует заметить, что при наличии пульсаций напряжения на входе стабилизатора, минимальное входное напряжение для его работы должно быть увеличено на значение амплитуды этих пульсаций, которое на обкладках С5 зависит от тока нагрузки и ёмкости это конденсатора.

Для увеличения выходного напряжения блока питания вывод 2 DA1 подключен к общему проводу через последовательно включенные светодиод HL1 и диоды VD5, VD6. При замкнутых контактах выключателя SA1 напряжение на выходе БП будет около 5,0...5,1 В, при разомкнутых около 6 В. При выходном напряжении 5 В это устройство может использоваться для питания различных цифровых устройств и других, например, рассчитанных на автономное питание от четырёх никелевых аккумуляторных элементов.

Выходное напряжение 6 В обычно используется для питания небольших радиоприёмников, других аналоговых конструкций, устройств на КМОП микросхемах. Светодиод HL1 светит при наличии выходного напряжения, его яркость не зависит от положения контактов SA1.

Структурная схема интегральных стабилизаторов напряжения серий 7805

Рис.2. Структурная схема интегральных стабилизаторов напряжения серий 7805.

Детали и настройка

Большая часть деталей устройства установлены на печатной монтажной плате размером 28x15 мм. Все неполярные конденсаторы, кроме ранее установленных, SMD - припаяны со стороны соединений. Конденсатор С9 установлен в штекере питания.

Ранее установленный конденсатор С5 на 220 мкФ 25 В заменён конденсатором на 680 мкФ 16В, чем больше будет ёмкость этого конденсатора, тем лучше. Резистор R2 - SMD, припаян между выводов микросхемы DA1. Резистор R1 невозгораемый или разрывной, установлен в нижней крышке корпуса в ниже, где находятся штыри для подключения к сетевой розетке, этот резистор помещён в невозгораемую трубку из стеклоткани.

Терморезистор RT1 типа ZPB46BL300H от узла петли размагничивания кине-скопа, устанавливался в теле-визорах Funai, можно заменить аналогичным, подходящим по размеру, сопротивлением около 30...40 Ом при комнатной температуре. Терморезистор приклеен к нижней стенке корпуса термостойким клеем БФ. Вместо такого терморезистора можно установить высоковольтный полимерный самовосста-навливающийся предохранитель SF250-80 на ток 80 мА. Вместо диодов Шотки 1 N5819 можно установить SB140, SB150, SB160,

SK24, SK25, MBRS140T3, MBR150, MBR160, ЕК16. Такими же диодами можно заменить и диод 1 N5817. Вместо диода 1N4002 можно применить любой из серий 1N4001 - 1N4007, 1N4933GP - 1N4937GP КД243, КД247.

Подбором экземпляров диодов VD5, VD6 устанавливают выходное напряжение БП около 6 В при разомкнутых контактах SA1. Светодиод RL30N-DR314S красного цвета свечения имеет прямое рабочее напряжение около 1,8 В, заменяется на любой аналогичный. Кнопка SA1 с фиксацией положения, приклеена к верхней стенке корпуса. Микросхему KA78RM33 можно заменить любой из **78RM33**, выполненную в корпусе DPAK или ТО-220.

К теплоотводящему фланцу микросхемы прикреплён алюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности 5 см.кв. Теплоотвод должен быть изолирован от сердечника трансформатора.

Амплитуда напряжения пульсаций и шумов на выходе стабилизатора не более 5 мВ при токе нагрузки 0,3 А. При отключенной нагрузке блок питания потребляет от сети переменного тока около 17 мА при напряжении сети 250 В и 22 мА при токе подключенной нагрузки 0,3 А.

Бутов А.Л. РК-2016-01.

Литература:

  1. Бутов А.Л. Два блока питания для портативной аппаратуры. - РК, 2011-8.
  2. Бутов А.Л. Стабилизаторы напряжения на микросхеме 78R12. - РК, 2012-12.
0 422 Для начинающих
блок питания источник питания начинающим
кэшбек