Fortschrittliches Schaltnetzteil in einer Streichholzschachtel, 220/9 Volt 10 Watt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Der Artikel beschreibt ein einfaches stabilisiertes Schaltnetzteil (SMPS), das in einem Gehäuse von der Größe einer Streichholzschachtel untergebracht werden kann. Das Gerät zeichnet sich durch erhöhte Leistungsdichte, gute Wiederholbarkeit und keine Angst vor Überstrom aus.

Wichtigste technische Merkmale:

• AC-Netzspannung, V.....220±20%;
• Versorgungsspannungsfrequenz, Hz.....40...400;
• Stromverbrauch im Leerlauf, W, nicht mehr als ..... 0,31;
• Wandlungsfrequenz, kHz.....115...140;
• Nennausgangsspannung, V.....9;
• maximale Ausgangsleistung W.....10;
• maximaler Wirkungsgrad, %.....88;
• spezifische Leistung W/dm3.....300;
• Gewicht (ohne Koffer), g, nicht mehr als.....28.

Beschreibungen von Miniatur-SMPS wurden wiederholt auf den Seiten des Radio-Magazins veröffentlicht. In der Regel handelt es sich dabei um Geräte mit geringer Leistungsabgabe. Eines dieser SMPS [1] lieferte eine Leistung von bis zu 0,63 W an die Last und war damit eine der leistungsstärksten Quellen unter denen, die in einer Streichholzschachtel oder in den Abmessungen einer Krona-Batterie [2] untergebracht werden konnten. Darüber hinaus hatten diese Quellen einen geringen Wirkungsgrad, der normalerweise nicht über 35 % lag.

Das vorgeschlagene Flyback-SMPS kann auch in einer Streichholzschachtel untergebracht werden, seine Ausgangsleistung ist jedoch 15-mal höher und seine Effizienz ist 2,5-mal höher als die seines Analogons [1]. Eine solch hohe Energieleistung konnte dank der Verwendung einer speziellen Mikroschaltung TNY255P der TinySwitch-Familie von Power Integrations [3, S. 479, 480] Das SMPS stabilisiert die Ausgangsspannung, schützt die Last durch Durchlassen von Impulsen vor Überlast und Kurzschluss und die verwendete Mikroschaltung enthält Überhitzungsschutzeinheiten. Ausführlichere Informationen zu den Parametern und Eigenschaften dieser TNY255P-Mikroschaltung finden Sie auf der Website.

Das SMPS-Schema ist in Abb. 1 dargestellt. eines.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Die Sicherung FU1 schützt Elemente vor Notsituationen. Der Thermistor RK1 begrenzt den Ladestromimpuls des Kondensators C2 auf einen für die Diodenbrücke VD1 sicheren Wert und bildet zusammen mit dem Kondensator C1 einen RC-Filter, der dazu dient, vom SMPS in das Netzwerk eindringendes Impulsrauschen zu reduzieren. Die Diodenbrücke VD1 richtet die Netzspannung gleich, der Kondensator C2 dient der Glättung. Spannungsstöße in der Primärwicklung des Transformators T1 werden durch die Dämpfungsschaltung R1C5VD2 reduziert. Der Kondensator C4 ist ein Leistungsfilter, über den die internen Elemente des DA1-Mikroschaltkreises mit Strom versorgt werden; seine Nennkapazität kann im Bereich von 0,1...4,7 μF liegen.

Der Ausgangsgleichrichter ist mit einer VD3-Schottky-Diode aufgebaut; Ausgangsspannungswelligkeiten werden durch einen LC-Filter C6C7L1C8 geglättet. Die Elemente R2, R3, VD4 und U1 sorgen zusammen mit der Mikroschaltung DA1 für eine Stabilisierung der Ausgangsspannung, wenn sich Laststrom und Netzspannung ändern. Die Einschaltanzeigeschaltung besteht aus der LED HL1 und dem Strombegrenzungswiderstand R4.

Es wurden Festwiderstände MLT, C2-23, P1-4 verwendet, Trimmer - 3329N-1 von Bourns oder das heimische Analogon SPZ-19a, Oxidkondensatoren - importiert, C1, C3 und C5 - Hochspannungskeramik CD2200Z5V, DEBB33D222KA2B, C4, C7, C8 - K10-506. Thermistor der NTC-Serie (mit negativem TKS) – SCK-103. Der TNY255P-Chip ist durch TNY255G, TNY256P oder TNY256G austauschbar. Diode HER208 – auf HER106, HER107, HER206, HER207, 1N4937, FR306 oder BY399, Diode 1N5822 – auf SR360, 31DQ04, 31DQ06, 90SQ045. Die Zenerdiode KS 170A kann durch die Zenerdioden KS162A, KS175A ersetzt werden, und der Optokoppler RS817 kann durch LTV817, RS816, LTV816 ersetzt werden. LED – jede Miniatur, vorzugsweise blau oder grün. Die Sicherung FU1 ist strukturell, sie wird auf der Platine durch eine Leiterbahn gebildet und kann durch ein Stück Kupferwickeldraht, beispielsweise PEV-2, mit einem Durchmesser von 0,03 mm ersetzt werden.

Zur Herstellung des Transformators wird ein gepanzerter Magnetkreis verwendet. B18 (ohne Trimmer) aus Ferrit 2000NM. Die Primärwicklung enthält 182 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,11 mm und die Sekundärwicklung besteht aus 20 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,6 mm. Zwischen den Wicklungen sollten zwei Lagen Lavsan- oder lackiertes Gewebeband verlegt und mit Paraffin imprägniert werden, um akustische Geräusche zu reduzieren. Zwischen den Bechern des Magnetkreises muss ein Spalt von 0,16...0,23 mm vorhanden sein, für den Sie eine Dichtung aus Fluorkunststoff, Glasfaser oder im Extremfall Pappe verwenden können. Der Induktor ist auf einen Magnetkern der Standardgröße K10x6x2 aus 2000NM Ferrit gewickelt und enthält 16 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,6 mm mit einem Ausgangsstrom von bis zu 200...300 mA und 3-4 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,8 mm mit einem Strom von bis zu 1,1 A. Scharfe Kanten Der Magnetkreis muss zunächst mit Schleifpapier abgestumpft und mit einer Lage Lackband umwickelt werden. Zum Wickeln des Transformators und des Induktors sollten Drähte der Marken PEV-2, PETVM, PETV-1, PETV-2, PET-200-1 verwendet werden.

Die Leiterplattenzeichnung ist in Abb. dargestellt. 2, es besteht aus einseitigem Folien-Glasfaserlaminat mit einer Dicke von 1...1,5 mm. Der Mikroschaltkreis wird in die Platte eingebaut, die Magnetkreisbecher werden zusammengedrückt und mit zwei Messingschrauben, die von gegenüberliegenden Seiten in eine Messingbuchse geschraubt werden, an der Platine befestigt. Alle Widerstände und Dioden sind senkrecht zur Platine montiert.

Fig. 2

Das Aussehen der zusammengebauten Platine ist in Abb. dargestellt. 3. Nach der Prüfung und Einstellung wird es in ein Gehäuse aus Isoliermaterial gelegt. Beim Einrichten eines SMPS kommt es darauf an, die Ausgangsspannung mithilfe des Trimmwiderstands R3 genau einzustellen.

Fig. 3

Literatur

1. Moskatov E. Pulse IP in einer Streichholzschachtel. – Radio, 2005, Nr. 6, S. 26, 27.
2. Solonin V. Netzwerk in den Dimensionen der "Krona". - Radio, 1999, Nr. 2, p. 37, 44.
3. Mikroschaltungen für Schaltnetzteile und ihre Anwendung. 2. Auflage, korrigiert und erweitert. - M.: Dodeka-XXI Verlag, 2001.
4.TNV253/254/255. - .

Autor: E. Moskatov, Taganrog, Gebiet Rostow

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