Блок живлення аудіоплеєри

У статті описується проста конструкція трансформаторного блоку живлення для найбільш поширених трехвольтних аудіоплеєр та диктофонів фірм Sony, Panasonic, Sharp, Philips і ін Його особливість – Підвищена надійність в аварійних ситуаціях: він врятує себе і навантаження від надмірного струму, не маючи спеціального вузла захисту.

Читачам напевно знайома така аварійна ситуація: ви вирішили послухати перед сном улюблену мелодію, але касета виявилася неперемотанной. Включаєте перемотування і … засинаєте. Касета зупинилася, а двигун продовжує працювати у важкому режимі. При цьому інтенсивно зношуються деталі механізму протягування стрічки. Якщо аудіоплейєр живився від гальванічних елементів, їх вистачить максимум на годину. А якщо – від блоку живлення, здатного підтримувати незмінним вихідна напруга незалежно від струму навантаження (за винятком випадку короткого замикання в ній)? Як показує практика, це часто призводить до виходу з ладу електронного регулятора швидкості обертання електродвигуна, що вже серйозно.

Пропонований блок живлення – не універсальний. Він призначений тільки для аудіоплеєри або диктофона. В аварійній ситуації, описаної на початку статті (загальмований режим перемотування), таке джерело харчування різко зменшить напругу на виході. Цього цілком достатньо, щоб врятувати плейер в нестандартних умовах роботи, не застосовуючи спеціальних електронних пристроїв, а значить, і без додаткових матеріальних витрат.

Особливість блоку (див. схему) – наявність додаткової обмотки III [1] для забезпечення базового струму транзистора VT1. Як показує практика, харчування базового ланцюга транзистора в стабілізаторі напруги від окремого джерела має деякі переваги:

  1. підвищується стабільність вихідної напруги;
  2. легше виконати умови фільтрації конденсаторами меншої ємності;
  3. забезпечується режим насичення транзистора в стабілізаторі при перевантаженнях.

 

Останнє особливо важливо для автоматичного виконання функції захисту.

Отже, більшість аудіоплейєрів живлять напругою 3 В при струмі споживання 35 … 160 мА. Цей струм зростає до 350 мА при загальмованому двигуні.

 

Пропонований блок живлення має наступні характеристики:

  • напруга живлення – 220 В
  • споживаний струм – не більше 15 мА
  • вихідна напруга – 3,1 В (стабілізована) при струмі споживання 130 мА
  • максимальний струм – не більше 260 мА (при зниженні вихідної напруги до 1,5 В)

 

Тривалість безперервної роботи блоку живлення в будь-якому режимі, включаючи аварійний, не обмежена. Його вага зі шнуром живлення плеєра не перевищує 150 г. Габарити – 65x60x44 мм (без урахування виступаючої вилки).

Конструктивно основний обсяг займає трансформатор. До виготовлення останнього необхідно підійти з особливою ретельністю. Площа перерізу магнітопроводу – не менше 1 см 2 для Ш-образного і приблизно 0,8 см 2 для тороїда. Збільшувати площу керна не доцільно з двох причин. По-перше, "потужний" блок живлення може спалити навантаження при аварії – це основна причина. По-друге, сам блок живлення стає більш громіздким і важким.

Первинна обмотка містить 9000 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 0,05 мм. Намотування здійснюється внавал, але з рівномірним розподілом по ширині каркаса. Для полегшення цієї процедури краще скористатися найпростішим намотувальних верстатів з лічильником витків, але котушку з дротом слід розмістити на відстані близько одного метра від каркаса, і ось для чого: в процесі намотування будуть ривки, слезанія витків з котушки, перш ніж він потрапить на каркас, та інші аварійні ситуації, що загрожують обривом дроту. Щоб мати можливість вчасно зупинити процес намотування, і необхідний такий запас по довжині. Саму петлю запасу обов'язково треба тримати натягнутій, підвішуючи невеликий вантаж з демпфером прямо на провід. При нормальному процесі намотування (без ривків) грузик разом з проводом опускається вниз і залишається там, врівноважуючи натягом дроти.

Відстежуючи різкий підйом грузика вгору, треба негайно припинити намотування і усунути причину надмірного натягу проводу, до того як провід обірветься. Якщо все ж таки відбувся обрив, не переживайте, закріпіть останній виток липкою стрічкою і спаяні (або зваріть на полум'я сірника) кінці, попередньо відкусивши не менше двох сантиметрів дроти від місця обриву в обох напрямках (ізоляція дроту в цьому місці зіпсована через розтягнення міді). Бажано виводити місце стику в область каркаса, не покривається магнітопроводом, щоб не зменшувати площу вікна намотування. Ізолювати місце пайки легше за все тієї ж липкою стрічкою.

Перш ніж намотувати вторинну обмотку, необхідно ретельно ізолювати первинну обмотку від вторинної, якщо на каркасі вони конструктивно не розділені. Тут головне не дозволити проводу вторинної обмотки провалитися в зону первинної між ізоляційним шаром і краєм каркаса. Є дві однаково надійних способу уникнути цього. Перший полягає у використанні особливої ізолюючої прокладки, ширина якої більше ширини обмотки, а краї її порізані у вигляді бахроми. При укладанні цієї прокладки бахрома повинна загинатися вгору і надійно прикривати небезпечний зазор. Другий спосіб ще простіше: треба намотати в зазор трохи звичайних ниток, заповнивши тим самим його своєрідним "ізолюючим матеріалом".

Вторинна обмотка II виконується дротом ПЕВ-2 діаметром 0,2 мм і містить 800 витків з відведенням від середини. Поверх неї без ізолюючої прокладки намотують 600 витків додаткової обмотки III проводом ПЕВ-2 діаметром 0,1 мм. Якщо ви вирішите обійтися однією обмоткою II в 400 витків і потім поставити мостовий випрямляч, хочемо вас застерегти – потужності трансформатора може не вистачити для нормальної роботи плеєра, тому що помітно зростуть втрати на випрямлячі, які для низьковольтної навантаження (від 5 В і менше) роблять тільки двухполуперіодний.

Конденсатори вибирають із запасом по напрузі, тому що в режимі холостого ходу всі напруги після випрямлячів будуть збільшені в 3 … 4 рази. Транзистор КТ815 має відносно низьку напругу насичення (типове – 0,2 В [2]), це є основним критерієм при заміні на інший тип.

Блок краще оформити у вигляді коробки з мережевою вилкою. Вихід на плейер виконують здвоєним гнучким проводом зручної довжини (зазвичай 1,3 м).

У процесі випробувань необхідно проконтролювати відсутність акустичного шуму від пластин трансформатора при номінальному навантаженні, перегріву транзистора, який встановлюється без тепловідводу і нагрівання магнітопровода не більше +60 ° С.

У режимі відтворення без касети при максимальній гучності не повинен прослуховуватися фон змінного струму. При перемотуванні касети може з'явитися фон і посилитися при загальмованому стрічкопротяжним вузлі (кінець перемотування) – це плата за функцію захисту. Але з такою незручністю можна миритися, тому що такий режим роботи плеєра є допоміжним.

Література

1. Медведєв І. Транзисторні згладжують фільтри. – Радіо, 1991, # 8, с. 32-34.

2. Транзистори для апаратури широкого застосування: Довідник / К.М. Брежнєва, Є. І. Гантман, Т. І. Давидова та ін Під ред. Б. Л. Перельмана. – М.: Радіо і зв'язок, 1982.