Мережний блок живлення електронно-механічних годинників з підсвічуванням циферблату

Джерелом живлення побутових настінних або настільних електронно-механічних годинників-будильників зі звичним для нас стрілочним циферблатом звичайно служить гальванічний елемент 343. Однак у будинку таких годин може бути декілька, тому, природно, періодично виникає проблема заміни відслужили свій термін елементів живлення. У таких випадках гальванічний елемент можна замінити мережевим блоком харчування, про що розповідалося неодноразово, наприклад в [1,2]. Але тут виникає інша неприємність – зупинка "ходу" годин при пропажі мережевої напруги.

Більш надійними і зручними в експлуатації є мережні блоки живлення з накопичувачами електроживлення у вигляді малогабаритних нікель-кадмієвих акумуляторів Д-0.1, Д-0.125. Вони забезпечать нормальну роботу годин як при короткочасних, так і тривалих пропадання напруги в мережі.

принципова схема мережевого блоку живлення електронно-механічних годинників з підсвічуванням циферблату

Пропонований блок живлення електронно-механічних годинників, схема якого наведена на рис.1, є вдосконаленим варіантом блоків, описаних в [3,4]. Основна його відмінність – можливість підсвічування циферблата в темний час доби. Конструкція блоку відповідає габаритам гальванічного елемента 343 (R14), що дозволяє швидко вбудовувати його в години без яких-небудь доопрацювань.

Конденсатори C1 і C2 виконують функцію баластних реактивних елементів, що гасять надлишкова напруга мережі. Їх номінальні ємності визначають значення струму, що протікає через них. Завдяки тому, що конденсатори включені в різні мережеві проводи, напруга на всіх інших елементах блоку по відношенню до землі не перевищує половини мережевого. Крім того, у випадку аварійної ситуації ці елементи виявляться сполученими з землею, струм замикання буде обмежений і не призведе до тяжких наслідків.

Якщо контакти вимикача SA1 замкнені, то при негативній напівхвиль напруги на верхньому (за схемою) проводі діод VD2 відкриється і через нього будуть заряджатися конденсатори C1 і C2. При позитивних ж напівхвиля конденсатори стануть перезаряджатися, струм потече, в першу чергу, через відкритий діод VD3 і почне зарядити акумулятор G1 і конденсатор C3. Напруга повністю зарядженого акумулятора буде не менш 1.35 В, а на світлодіоді HL1 – близько 2В. Тому світлодіод почне відкриватися і тим самим обмежувати зарядний струм акумулятора. Отже, акумулятор постійно буде в зарядженому стані.

друкована плата мережевого блоку живлення електронно-механічних годинників з підсвічуванням циферблату

Таким чином, за наявності напруги в мережі годинник живляться від неї під час позитивних напівперіодів, а під час негативних напівперіодів – енергією, запасеної акумулятором G1 і конденсатором C3. При пропажі напруги джерелом харчування стає тільки акумулятор, енергії якого вистачить на кілька діб і навіть тижнів безперервної роботи годин – в залежності від значення споживаного ними струму.

Освітлення циферблата включають відстань між контактами вимикача SA1. У цьому випадку струм зарядки і розрядки конденсаторів C1 і C2 протікає через нитки напруження ламп EL1 і EL2, і вони починають світитися. А раніше замкнутих двуханодний стабілітрон VD1 тепер виконує дві функції: обмежує напругу на лампах до значення, при якому вони світяться з невеликим недокалом (що збільшує термін їх служби), і у випадку перегорання нитки розжарювання однієї з ламп, пропускає через себе зарядно-розрядний струм конденсаторів, що запобігає порушенню роботи блоку харчування в цілому.

Резистор R1 служить для розрядки конденсаторів C1 і C2 при відключенні пристрою від мережі.

Всі елементи пристрою, окрім ламп розжарювання EL1, EL2 і вимикача SA1 розміщуються на друкованій платі з двустроннего фольгованого склотекстоліти товщиною 1.5 … 2 мм (рис.2). Форма плати з деталями на неї нагадує гальванічний елемент 343 (мал.3), який можна вставити у відповідний відсік годин. Для імітації контактів плюсовому і мінусового електродів елемента живлення друковані провідники обох сторін плати по краю опаяни тонкої фольгою (Наприклад, віддаленої з заготівлі плати). На плату приклеюють конденсатори C1 і C2, акумулятор, а потім розпаювали інші деталі блоку харчування.

загальний вигляд готового мережного блоку живлення електронно-механічних годинників з підсвічуванням циферблату

Конденсатори C1 і C2 – К73 на номінальну напругу не менше 300 В, C3 – К52, К50-6. Двуханодний стабілітрон КС213Б (VD1) можна замінити на два включених зустрічно-послідовно стабілітрон Д814Д, КС213Ж, КС512А. Діоди VD2 і VD3 – будь-які випрямні малогабаритні. Світлодіод HL1 – будь-який із серії АЛ341, треба тільки попередньо отбрать екземпляр, у якого пряму напругу при струмі 10 мА складе 1.9 … 2.1 В. Лампи розжарювання EL1 і EL2 – СМН6 ,3-20 (на напругу 6.3 В і струм напруження 20 мА) або аналогічні слабкострумові. Вимикач SA1 може бути будь-якої конструкції, важливо лише, щоб його корпус був надійно ізольований від мережі.

В один із вхідних мережевих електропроводку пристрою, наприклад, всередині вилки X1, бажано включити струмообмежувальні резистор R огр (На мал.1 позначений штриховими лініями) опором 36 … 51 Ом на потужність розсіювання 0.5 Вт, що запобігає можливий вихід з ладу елементів пристрою в момент підключення блоку живлення до мережі.

Змонтований блок живлення можна помістити в циліндричний корпус з ізоляційного матеріалу або просто обмотати його ізоляційною стрічкою. Лампи розжарювання та малогабаритний вимикач SA1 встановлюють в наіболеее підходящому для них місці корпуса годинника.

Література

1. Верхало Ю. Блок живлення для "Слави". – Радіо, 1992, # 1, с. 67

2. Нечаєв І. Блок живлення для електронно-механічних годинників. – Радіо, 1990, # 6, с. 76

3. Нечаєв І. Блок живлення на оптопари. – Радіо, 1996, # 6, с. 42

4. Каревскій В. Блок, який замінює елемень харчування. – Радіо, 1996, # 6, с. 41