Сучасна база комплектуючих ЕРЕ, з яких створюються різні УЕП, включає в себе крім ППП і транзисторів велику гамму мікросхем, за допомогою яких вирішуються проблеми харчування РЕА. Сьогодні знаходять застосування як вітчизняні, так і зарубіжні мікросхеми. ІС дуже зручні для вирішення практичних завдань, але в домашніх умовах вимагають особливої ​​технології їх установки у виріб радіоаматора.

СІП з вихідним напругою 5 В, зібраний на інтегральному стабілізаторі, * призначений для живлення малогабаритних ЕКВМ і різних електронних іграшок. Але необхідно зауважити, що широкого розповсюдження серед радіоаматорів такі пристрою не отримали. Популярністю користуються трехвиводние інтегральні стабілізатори з різним рівнем вихідних напруг і струмів. На рис. 2.6 приведена принципова електрична схема, в якій використана ІМС DA1 серії К142.

Інтегральні стабілізатори типу К142ЕН5 призначені для отримання позитивного вихідного напря-

Рис. 2.6. Схема пристрою електроживлення, виконаного на мікросхемах.

вання щодо спільного висновку інтегральної мікросхеми 5 і 6 В (літерні індекси: А, В і Б, Г відповідно). Стабілізатори мають три висновки для підключення до зовнішніх ланцюгів: вхідний, вихідний і загальний. Загальний висновок, як правило, з'єднується з корпусом УЕП і позначається на схемі цифрою 8. Вхідна напруга з випрямляча надходить між вхідним і загальним висновками, вихідна напруга знімається з вихідного і загального висновків. Інтегральний стабілізатор розрахований таким чином, що його нормальна робота забезпечується, якщо значення вхідної напруги при максимальній "навантаженні перевищує значення вихідної напруги принаймні на 2,5 В. А це означає, що при вихідній напрузі 5 В вхідний випрямлена напруга постійного струму повинен бути в межах 7,3-7,7 В.

Стабілізатори серії К142 випускаються на максимальне вхідна напруга (до 25 В і вище), однак зростання вхідної напруги приводить до збільшення потужності розсіювання, що виділяється в мікросхемі, і отже – До збільшення робочої температури. Ці стабілізатори випускаються з системою захисту від перевантажень і коротких замикань. Збільшення вихідного струму понад номінального значення призводить до зменшення вихідного напруги і мимовільного виключення стабілізатора.

УЕП з регульованим вихідним напругою від 0 до 9 В призначено для випробувань і налаштування транзисторних саморобних конструкцій і може бути використане для електроживлення переносних радіоприймачів, транзисторних підсилювачів, магнітофонів та іншої РЕА та ВП.

Як видно зі схеми, УЕП включає до свого складу два каскади, що утворюють два самостійних виходу стабілізованої напруги і роблять його універсальним. УЕП складається з вхідного пристрою, мережевого понижувального трансформатора живлення 77, двох випрямлячів, що працюють на ємнісні фільтри, двох стабілізаторів напруги і вихідного пристрою. У свою чергу, вхідний пристрій УЕП має у своєму складі елементи підключення до мережі змінного струму напругою 220 або 127 В, індикаторну лампочку Я /, що сигналізує про готовність УЕП до роботи, запобіжник F1,захищає вхідні кола від коротких замикань і перевантажень.

Мережевий понижуючий трансформатор живлення 77 виготовляється на броньовий магнітопроводі типу ШЛ з активною площею поперечного перерізу сталі основного стрижня не менше 5 см2, Має чотири обмотки, що забезпечують розрахунковий рівень вихідного випрямленої напруги постійного струму. На вторинних обмотках трансформатора діють напруги змінного струму 7,5 і 13,5 В. моткових дані мережевого понижуючого трансформатора 77 вказані в табл. 2.12. Екранна обмотка замикається на негативний вихід випрямлячів і підсилює дію гальванічної розв'язки вторинних ланцюгів пристрою і навантаження від високої напруги первинної мережі змінного струму.

Таблиця 2.12. Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора у пристрої електроживлення на мікросхемах

 

 

 

 

 

 

Опору

Позначення трансформатора на схемі і тип кон

Магнітопро-вод, марка сталі і товщина, мм

Обмотка

Висновки

Марка і діаметр проводу, мм

Число витків

ня постійному струму, Ом (граничне відхилення ± 15%)

струкції

 

 

 

 

7 /, бро

ШЛ 16X25

I

1—3

ПЕВ-1; 0,18

2430

230

Невою, з однією котушкою

або

УШ16Х24, кручений стрічковий або шихтованний

Екран

2—3 8

ПЕВ-1; 0,18 ПЕВ-1; 0,18

1400 1 шар

132

 

 

II

4—5

ПЕВ-1; 0,55

84

0,55

 

 

III

6—7

ПЕВ-1; 0,55

150

1

При виготовленні трансформатора необхідно посилити електричну ізоляцію струмоведучих провідників від магнітопроводу та інших металевих частин УЕП.

Обидва випрямляча виконані за однофазним двухпо-луперіодним мостовим схемами на випрямних діодах VDI—VD4 і VD5—VD8, Що працюють на ємнісні фільтри, зібрані на електролітичних конденсаторах С1 і С2. Випрямлячі, зібрані за схемою Греца, характеризуються як позитивними, так і негативними показниками: мають високу частоту пульсації на виході, низьке зворотне напруга на комплекті випрямних діодів, дозволяють більш повно використовувати габаритну потужність трансформатора, але одночасно мають високу падіння напруги, знижений ККД та не дозволяють встановлювати однотипні діоди на радіаторах охолодження без ізоляційних прокладок.

Ємнісний фільтр першого випрямляча на конденсаторі С / великої місткості забезпечує отримання не-стабілізованої напруги 8,5 В, що на 1 В більше мінімального значення вхідної напруги стабілізатора, зібраного на мікросхемі DA1. Збільшення числа витків на вторинній обмотці трансформатора і, отже, напруги на ній в даній схемі неприпустимо, оскільки це може привести до збільшення потужності, що виділяється в ІС, і виходу її з ладу.

При монтажі і збірці стабілізатора DA1 необхідно забезпечити найменшу довжину з'єднувальних провідників, а саму мікросхему встановити на радіатор охолодження з площею активного охолодження 100 см2. Джерело живлення напругою 5 В стабілізованої постійного струму може бути застосований для живлення мікросхем технології TTJ1C.

Ємнісний фільтр другого випрямляча на конденсаторі С2 згладжує пульсації випрямленої напруги, яка подається на стабілізатор напруги, зібраний на транзисторах VTI, VT2 і стабілітрон VD9. Вихідна напруга цього стабілізатора можна регулювати резистором R4 майже від 0 до 9 В при струмі навантаження до 300 мА. Опорна напруга виробляється стабілітроном VD9 і резистором R3. Транзистор VT1, Включений емітерний повторювачем, є керуючим елементом стабілізатора, а напруга, що діє на його нагрузочном резисторі /? 5, подається на базу РЕ, зібраного на транзисторі VT2. Як видно зі схеми, навантаження включена в емітерний ланцюг транзистора VT2 і споживаний навантаження струм тече через перехід емітер-колектор цього транзистора.

Важливу роль в сигналізації про перевищення струму навантаження має дротяний резистор R2 опором 6-7 Ом, паралельно якому включена лампочка розжарювання Н2. У міру збільшення струму навантаження пропорційно збільшується падіння напруги на резисторі R2 і лампочці Н2. Змінюючи опір резистора в зазначених межах, нитка лампи розжарювання не світиться і стабілізатор працює в номінальному режимі. Якщо струм навантаження буде збільшуватися, а це можливо тільки в режимі перевантаження, нитка лампочки починає світитися все яскравіше і яскравіше, і при струмі 0,5-0,6 А лампочка буде горіти на повну яскравість.

На виході цього стабілізатора встановлений конденсатор СЗ, що виконує роль фільтра, і резистор R6, який включається в роботу при відключеній навантаженні, а регулюючий транзистор починає працювати як підсилювач струму. Виготовляється резистор намотуванням ніхрому-вого дроту діаметром 0,2 мм на резисторі типу ПС-2. Можна використовувати для намотування константанові або манганінового провід зазначеного діаметра.

Виготовляється УЕП в прямокутному корпусі, з нижньої і верхньої кришками і лицьовою панеллю. У кришках корпусу необхідно передбачити вентиляційні отвори для відведення тепла. Деталі УЕП встановлюються на платі, яку можна виготовити як під друкований, так і під об'ємний монтаж. Як матеріал цієї плати краще використовувати односторонньо фольгиро-ний склотекстоліт. Розміри плати повинні відповідати розмірами лицьової панелі, до якої вона прикріплюється за допомогою стійок і гвинтів. Трансформатор харчування встановлюється на нижній кришці корпусу і закріплюється гвинтами. Конструктивно УЕП може бути виконано практично будь-якої форми, але з обов'язковим дотриманням правил естетики та органолептики.

У УЕП застосовані такі, в основному покупні, електрора-діоізделія: мережний понижуючий трансформатор харчування броньовий конструкції з однією котушкою 77 типу ШЛ або УШ; транзистори VT1 типу МП42Б, VT2 – П213; випрямні діоди VD1—VD4 типу Д105А, VD5—VD8 типу Д226; стабілітрон VD9 типу Д814Д; конденсатори С / типу K50-6-10B-8000 мкФ (два конденсатори по 4000 мкФ, включені паралельно), С2 – K50-6-25B-2000 мкФ, СЗ – K50-6-16B-500 мкФ; резистори R1 типу МЛТ-2-270 кОм, R2 — дротяний саморобний опором 6-7 Ом, R3 – МЛТ-0, 5 – 360 Ом, R4 – СП-IV-IBt-A-IO кОм, R5 — МЛТ-0 ,25-1 кОм, R6 — МЛТ-1-1 кОм; мікросхема DA1 типу К142ЕН5А; індикаторні лампочки HI типу ТН-0, 2, Н2 типу МН-6 ,3-0, 22 А; запобіжник F1 типу ПМ-1-0, 25 А; перемикачі S1 типу П2Т-1-1, S2 – П1Т-1-1, S3 – МТ-1-1; електричні з'єднувачі XI типу «вилка» з електричним кабелем довжиною не менше 1,5 м, XI-Х5 типу КМЗ-1 або КП-1; ІП PV1 типу М4208.

Якщо при виготовленні пристрою не виявиться деяких деталей, рекомендованих вище, то більшість з них можна замінити на аналогічні та якісні

ЕРЕ. Конденсатори типу К50-6 – на К50-3, К50-16; резистори типу МЛТ – на ВС, ВСА, МТ, ОМЛТ, Улі, БП, С1-4; стабілітрон типу Д814Д – на Д813; випрямні діоди можна замінити двома діодними збірками типу КЦ402Е; замість саморобного трансформатора можна застосувати трансформатор уніфікованої конструкції типу ТИП.

Для перевірки працездатності УЕП до вихідних затискачів Х2 і Х5 підключають вольтметр і вимірюють вихідна напруга в режимі холостого ходу, яке має дорівнювати 5 В.

До затискачів ХЗ і Х4 підключається вольтметр постійного струму і послідовно з'єднаний міліамперметр на струм до 1 А і дротяний змінний резистор типу ППЗ опором 0,5 кОм. Після включення УЕП в мережу вольтметр повинен показувати напруга від 0 до 9 В, а міліамперметр – струм від 20 мА до 300 мА.

Технічна характеристика

пристрої електроживлення на мікросхемі

КН142ЕН5А

Номінальна напруга мережі живлення

змінного струму, В ……………………………. 220

Номінальна частота живильної мережі

змінного струму, Гц ………………………….. 50

Межі зміни напруги мережі живлення

змінного струму, В ……………………………. 198-242

Межі зміни частоти живильної мережі

змінного струму, Гц ………………………….. 49,5-50,5

Вихідна напруга, В:

стабілізовану на мікросхемі ………………….. 5

стабілізовану регульоване …………………. 0,2-9

Вхідна напруга на мікросхемі, В:

мінімальне …………………………………………. …. 8,5

максимальне …………………………………………. … 12

Коефіцієнт нестабільності по напрузі на виході стабілізаторів,%:

5 В ………………………………………… …………….. 0,05

0-9 В. ……………………………………… …………….. 0,5

Коефіцієнт нестабільності по току на виході стабілізаторів,%:

5 В ………………………………………… ………………… 1

0-9 В. ……………………………………… …………….. 2,5

Максимально допустима потужність розсіювання

при експлуатації, Вт ………………………….. 10

Максимально допустимий струм на виході стабілізаторів, А:

5 В. ……………………………………….. …………………. 5

0-9 В. ……………………………………… ………………. 2

Коефіцієнт нелінійних спотворень

живильної мережі змінного струму,%, не більше. . 10 Коефіцієнт стабілізації вихідної напруги, не менше:

5 В ………………………………………… ………………. 300

0-9 В. ……………………………………… …………….. 200

Перешкодозахищеність УЕП з металевим екраном при напруженості зовнішнього

електромагнітного поля, дБ, не менш ……………. 100

Ккд,%, не менше …………………………………….. ….. 72

Умови експлуатації:

температура навколишнього середовища, ° С. …………….. 5 … 35

відносна вологість повітря

при температурі 20 ° С,%, не більше …………………. 93

атмосферний тиск повітря, кПа (мм рт. ст.):

мінімальне …………………………………………. …. 26,7 (200)

максимальне …………………………………………. .. 120 (900)

Малогабаритні стабілізовані УЕП на мікросхемах серії К142 використовуються в радіоаматорського практиці порівняно рідко, що пояснюється тільки браком інформації про ті переваги, які можна отримати при їх практичному застосуванні.

ІС серії К142 призначені для використання в ВІПах різних конструктивних виконань. Область застосування таких джерел електроживлення у виробах радіоаматорів може бути обмежена тільки їх дефіцитністю і ще поки високою вартістю. УЕП, виконані на інтегральних стабілізаторах, характеризуються високими електричними параметрами та технічними характеристиками.

Конструктивно УЕП можуть бути оформлені як у вигляді самостійних складальних одиниць, вузлів і блоків живлення, так і у вигляді вбудованих функціональних пристроїв, що працюють у складі РЕА, і використані для електроживлення малогабаритних переносних радіоприймачів, електрофонів, магнітофонів, стереорадіол, електронних іграшок, автомобільної сервісної радіоапаратури, малогабаритних телевізорів, ЕКВМ, комп'ютерних приставок, електротехнічних побутових виробів, сторожових і охоронних пристроїв та ін

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.