В статье описан простой стабилизированный импульсный источник питания (ИИП), который можно разместить в корпусе размерами со спичечный коробок. Устройство отличается повышенной удельной мощностью, хорошей повторяемостью и не боится перегрузок по току.
Предлагаемый обратноходовый импульсный источник питания, имеет достаточно большую выходную мощность при относительно малых размерах, и достаточно высокий КПД. Достичь столь высоких энергетических показателей удалось благодаря применению специализированной микросхемы TNY255P семейства TinySwitch фирмы Powerintegrations. ИИП стабилизирует выходное напряжение, обладает защитой от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке путем пропуска импульсов, а используемая микросхема содержит узлы защиты от перегрева. Более подробную информацию о параметрах и характеристиках этой микросхемы TNY255P можно скачать на datasheet.
Напряжение питающей сети переменного тока, В …………..220±20%
Частота питающего напряжения, Гц …………………………..40…400
Потребляемая мощность при отсутствии нагрузки, Вт,……не более 0,31
Частота преобразования, кГц……………………………………115…140
Номинальное выходное напряжение, В………………………….9
Максимальная выходная мощность, Вт…………………………..10
Максимальный КПД, %………………………………………………88
Удельная мощность, Вт/дм3………………………………………..300
Масса (без корпуса), г,…………………………………………..не более 28
Схема импульсного источника питания показана на рисунке.
Предохранитель FU1 защищает элементы от аварийных ситуаций. Терморезистор RK1 ограничивает импульс зарядного тока конденсатора С2 до безопасного для диодного моста VD1 значения, а совместно с конденсатором С1 образует RC-фильтр, служащий для уменьшения импульсных помех, проникающих из импульсного источника питания в сеть. Диодный мост VD1 выпрямляет сетевое напряжение, конденсатор С2 — сглаживающий. Выбросы напряжения первичной обмотки трансформатора Т1 уменьшает демпфирующая цепь R1C5VD2. Конденсатор С4 является фильтром питания, от которого запитаны внутренние элементы микросхемы DA1, его номинальная емкость может быть в пределах 0,1…4,7 мкФ.
Выходной выпрямитель собран на диоде Шотки VD3, пульсации выходного напряжения сглаживает LC-фильтр C6C7L1C8. Элементы R2, R3, VD4 и U1 обеспечивают совместно с микросхемой DA1 стабилизацию выходного напряжения при изменении тока нагрузки и сетевого напряжения. Цепь индикации включения выполнена на светодиоде HL1 и токоограничивающем резисторе R4.
Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, Р1-4, подстроечный — 3329Н-1 фирмы Bourns или отечественный аналог СПЗ-19а, оксидные конденсаторы — импортные, С1, СЗ и С5 — керамические высоковольтные CD2200Z5V, DEBB33D222KA2B, С4, С7, С8 — К10-506. Терморезистор серии NTC (с отрицательным ТКС) — SCK-103. Микросхема TNY255P заменима на TNY255G, TNY256P или TNY256G. диод HER208 — на HER 106, HER 107, HER206, HER207, 1N4937, FR306 или BY399, диод 1 N5822 — на SR360, 31DQ04. 31DQ06, 90SQ045.
Стабилитрон КС170А можно заменить на стабилитроны КС162А, КС175А, а оптопару РС817 — на LTV817, РС816, LTV816. Светодиод — любой миниатюрный, желательно синего или зеленого цвета свечения. Предохранитель FU1 — конструктивный, он образован на плате печатным проводником, его можно заменить отрезком медного обмоточного провода, например ПЭВ-2, диаметром 0,03 мм.
Для изготовления трансформатора применен броневой магнитопровод Б18 (без подстроечника) из феррита 2000НМ. Первичная обмотка содержит 182 витка провода диаметром 0,11 мм, а вторичная состоит из 20 витков провода диаметром 0,6 мм. Между обмотками следует проложить два слоя лавсановой или лакотканевой ленты, пропитать их парафином, чтобы уменьшить акустический шум. Между чашками магнитопровода необходимо сделать зазор 0,16…0,23 мм, для чего можно использовать прокладку из фторопласта, стеклоткани, или в крайнем случае картона. Дроссель намотан на магнитопроводе типоразмера К10x6x2 из феррита 2000НМ и содержит 16 витков провода диаметром 0,6 мм при выходном токе до 200…300 мА и 3…4 витка провода диаметром 0,8 мм при токе до 1,1 А. Острые края магнитопровода необходимо предварительно притупить наждачной бумагой и обмотать слоем лакотканевой ленты. Для намотки трансформатора и дросселя следует применять провод марок ПЭВ-2, ПЭТВМ, ПЭТВ-1, ПЭТВ-2, ПЭТ-200-1.
Чертеж печатной платы показан на рисунке, она изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1…1,5 мм.
Чашки магнитопровода сжимают между собой и крепят к плате двумя латунными винтами, закрученными с противоположных сторон в латунную втулку. Все резисторы и диоды монтируют перпендикулярно к плате. После проверки и налаживания плату помещают в корпус из изоляционного материала.
Налаживание импульсного источника питания сводится к точной установке выходного напряжения подстроечным резистором R3. Резистор позволяет регулировать напряжение в небольших пределах. Для получения другого выходного напряжения необходимо изменить количество витков выходной обмотки трансформатора и установить стабилитрон VD4 на другое напряжение стабилизации, которое должно составлять приблизительно 70…80% от требуемого выходного напряжения.
