Цей простий імпульсний перетворювач виконаний на основі мікросхеми TOP-221 фірми Power Integrations, Inc.
і може віддавати в навантаження струм до 2А, що більш ніж достатньо для живлення різних цифрових пристроїв.
Зовнішній вигляд
Мікросхема TOP-221, що є представником сімейства TOPSwitch-II фірми Power Integrations, Inc., включає в себе потужний високовольтний транзистор і все вузли, необхідні для його управління. У зв'язку з цим конструювання джерел живлення спрощується до неподобства, а система вбудованих в мікросхему захистів робить її практично неубіваемий.
Схема, показана нижче, практично повністю повторює типове рішення, пропонованої фірмою. Конденсатор C3 через випрямний міст VD1 заряджається до амплітудного значення напруги. За допомогою обратноходового перетворювача на основі трансформатора T1, мікросхеми DA1, діода VD3 і конденсатора C5 це напруга знижується до 5В. Під час відкритого стану транзистора енергія накопичується в осерді трансформатора, а в моменти його закривання «вихлюпується» назад і живить вторинні кола. Процес йде на фіксованій частоті 100 кГц, а кількість запасеної в циклі енергії визначається тривалістю відкритого стану, що задається вузлами стабілізації через вхід Control мікросхеми.
Зовнішні вузли стабілізації - це «мікросхема регульованого аналога стабілітрона» DA2 і оптрон DA3. При збільшенні вихідної напруги понад 5В запалюється світлодіод оптрона, і на вхід Control мікросхеми надходить підвищений струм від допоміжного випрямляча (обмотка II-VD4-C6). Цей струм призводить до зменшення тривалості відкривають імпульсів, і отже - до зменшення переданої у вторинні кола енергії, в результаті чого напруга на виході виправляється.
Електрична схема, навантажувальна характеристика і моточні дані трансформатора
Поки напруга на виході не досягло 5В (а на C6 і C7 - стійких 4,7В), мікросхема робить спроби запуститися, при яких розсіюється нею потужність мінімальна. Це охороняє перетворювач від коротких замикань і надмірно великого навантаження.
При перевищенні струму через що відкрився транзистор понад встановлену величину, останній достроково закривається, що захищає вузол від перевантажень і також сприяє підвищенню надійності. Нарешті, при перегріванні мікросхеми свише135o C спрацьовує внутрішній температурний датчик і робота перетворювача тимчасово блокується (до охолодження мікросхеми). У підсумку, щоб вивести мікросхему з ладу треба дуже і дуже постаратися!
Навантажувальна характеристика отриманого блоку живлення наведена на електричній схемі. В одному з блоків живлення я полінувався і виготовив трансформатор зі скороченим (більш ніж в два рази!) Кількістю витків ( «2-ий варіант»). Мікросхема стерпіла таке «знущання» і відчутно нагрівалася навіть без використання тепловідведення, віддаючи в навантаження струм порядку 0,4А (максимальний віддається ток такого перетворювача знизився до 0,8 А).
Друкована плата розроблялася під пластмасові флакончики з-під хімікатів, яких мені надарували безліч. Цим пояснюється настільки «обтічна» форма плати. У флакончиків відрізалось шийку, зменшувалася висота, а відсутня стінка ( «дно») вирізувалася з вініпласту товщиною 4 мм. У дно укручують два штепселя, кріплення до стінок здійснювалося чотирма гвинтами М2.
"
Топологія друкованої плати (габарити 60х32 мм)
Зовнішній вигляд плати
У плату без її модифікації можна встановити стандартні 4-вивідні оптрони, а також 5-вивідних вітчизняний оптрон АОТ110. Для оптронов в корпусах DIP6 (1N35) передбачені додаткові майданчики, але друковані провідники в деяких місцях доведеться перерізати і з'єднати їх по-новому. У оптрона АОТ110 слід зменшити коефіцієнт передачі, з'єднавши базу фототранзистор з еммітером через резистор порядку 10к (на платі є місце під відповідний SMD-компонент). Замість Ш-образного трансформатора на плату поміщається муздрамтеатр Б22.
Резистори R1 і R2 обмежують пусковий струм і служать «плавкими запобіжниками». Конденсатори C1 і C2 зменшують випромінюються перешкоди і з деяким запасом повинні бути розраховані на напруга в електромережі. Конденсатор C4 повинен бути на напругу не нижче 200В (спільно з елементами VD2 і R3 він утворює ланцюжок, гасить викиди напруги на первинній обмотці, небезпечні для DA1. Замість конденсатора і резистора тут іноді ставлять захисний діод типу P6KE200).
Ізоляції обмотки III слід надати першорядне значення. Для зменшення випромінюваних перешкод бажано ввести екран з одного шару тонкого дроту. В крайньому випадку між обмотками I і III слід розмістити обмотку II, розподіливши її по всій ширині каркаса. Дросель L1 може бути намотаний на феритових кільцях або стрижні, «витками більше так опором нижче». На вихід блоку живлення я поставив світлодіод з струмообмежувальні резистори (на схемі не показані) для індикації наявності напруги +5.
Мікросхеми TOP221 встановлені без будь-яких теплоотводов, але свої блоки живлення я експлуатую в сприятливих режимах. При токах навантаження, близьких до максимальних, буде потрібно установка мікросхеми DA1 на тепловідвідними пластину і більш «прозорі» для повітря стінки корпусу.
antiradio.narod.ru
Дата створення документа: 10.10.2008. Останнє оновлення: 10.10.2008.
Сайт створено в системі uCoz