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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Netzteil für einen Niederspannungs-Lötkolben mit einer Leistung von 18 W. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Der unseren Lesern vorgestellte Artikel beschreibt ein Impulsgerät mit einer Nennausgangsspannung von 6 V zur Versorgung einer Last von bis zu 18 W. Ein schnelles Umschalten auf eine Ausgangsspannung von 5 V ist möglich. In der Originalversion dient das Gerät zur Stromversorgung eines Niederspannungs-Lötkolbens, kann aber für jede Last entsprechender Leistung verwendet werden, die für eine Spannung von 5 V ausgelegt ist oder 6 V. Derzeit ist die Mikroelektronik in Haushalts- und Industriegeräten so weit verbreitet, dass 220-V-Lötkolben nicht nur für deren Reparatur, sondern auch für Amateurfunkarbeiten nicht mehr geeignet sind. Sie müssen „Mini-Lötkolben“ mit geringer Leistung und niedriger Versorgungsspannung verwenden. Für den Betrieb werden in der Regel klassische Trafonetzteile verwendet, die eine beachtliche Größe und ein beachtliches Gewicht aufweisen. Aber der moderne Trend zur Verwendung von Flyback-Schaltnetzteilen (SMPS) zur Stromversorgung von Haushaltsgeräten (und nicht nur) und das Aufkommen einer breiten Palette von Mikroschaltungen dafür ermöglichen den Aufbau einer leichten, kleinen Einheit. Die vorgeschlagene Stromversorgungsoption ist für den Betrieb mit Lötkolben mit einer Nennspannung von 6 V und einer Leistung von bis zu 18 W ausgelegt. Das Gerät ermöglicht eine schrittweise Reduzierung der Lötkolben-Versorgungsspannung auf 5 V, was einer Reduzierung der Lötkolbenleistung um bis zu 70 % entspricht. Die geringe Durchgangskapazität des SMPS ermöglicht den Einsatz mit Elementen, die anfällig für statische Elektrizität sind. Wichtigste technische Merkmale
In Abb. Abbildung 1 zeigt ein Diagramm eines Leistungswandlers für einen Lötkolben. Das Hauptelement des Geräts ist eine spezielle TOP223Y-Mikroschaltung. Der Aufbau eines solchen SMPS ist im Artikel [1] ausführlich beschrieben.
Das Gerät ist auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1,5...2 mm montiert. Seine Zeichnung ist in Abb. dargestellt. 2. Um die Größe zu reduzieren, verwendet das Gerät importierte Oxidkondensatoren. Kondensatoren C1, C5 sind aus Keramik oder Folie für eine Nenngleichspannung von mindestens 400 V oder Wechselspannung von mindestens 250 V, der Rest aus Keramik für eine Spannung von mindestens 50 V. Widerstände R1, R2, R4, R8, Dioden VD3, VD4 werden senkrecht zur Platine installiert. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, empfehle ich, die Leiterbahnen der Ausgangskreise (von der Wicklung III des Transformators T1 bis zum Ausgang - in der Leiterplattenzeichnung sind sie etwas breiter als die anderen) beim Verzinnen mit einer erhöhten Lotschicht zu „verstärken“. .
Die Elemente R4 und C8 waren laut Herstellerempfehlung für den Fall eines instabilen Anlaufs des Umrichters reserviert, es bestand jedoch kein Bedarf dafür. Der Ausgangsgleichrichter verwendet eine Doppel-Schottky-Diode in einem TO-220-Gehäuse. Die Drossel des Ausgangsfilters L2 wird auf einen hantelförmigen Ferrit-Magnetkern mit den Maßen 9x12 mm gewickelt, der von einem defekten Netzteil eines Personalcomputers mit einem 2 mm PEV-0,5-Draht bis zur Füllung reicht. Empfehlungen für einen möglichen Austausch von Altteilen finden Sie auch im Artikel [1]. Der DA1-Wandlerchip und die VD5-Diode sind auf Kühlkörpern aus 1 mm dickem Kupferblech montiert. Dank der Flexibilität des Materials konnten relativ einfach Kühlkörper mit maximaler Kühlfläche hergestellt werden. Die Formen und Größen von Kühlkörpern können anhand des Aussehens der in Abb. gezeigten Geräteplatine beurteilt werden. 3. Das fertige Produkt ist in Abb. dargestellt. 4.
Der Netzschalter befindet sich auf der oberen Abdeckung, die LEDs sind auf einer separaten kleinen Platine montiert und auf die Abdeckung geklebt. LED HL2 ist grün, HL1 ist rot. Die LED HL2 signalisiert das Vorhandensein der Ausgangsspannung und HL1 wird durch den Schalter SA2 eingeschaltet, wenn dieser auf den Modus mit reduzierter Ausgangsspannung eingestellt ist. Das Gerät verwendet vorgefertigte Produkte: Induktor L1 – Überspannungsschutz PMCU-0330 0,4 A 300 V oder selbstgemacht, wie in Artikel [1] vorgeschlagen. Schalter SA2 - B1550 (SS8) Schieber 50 V importiert für zwei horizontale Positionen. Stromanschluss (im Diagramm nicht dargestellt) – RF-180S-Stecker am Block, eckiger zweipoliger 250 V/2,5 A, Ausgangsstecker (im Diagramm nicht dargestellt) – DS-210. Netzschalter SA1 - SC719 (SMRS-101), 250 V/1 A oder ähnlich. Der TOP223Y-Chip kann mit steigender Leistung durch TOP224-6 ersetzt werden, ohne Änderungen an der Schaltung, der einzige Unterschied besteht darin, dass das Design teurer wird. Der Wandlertransformator ist auf einem W-förmigen Magnetkern W6x6 mit den Abmessungen 24x24x6 mm mit einem flachen Rahmen aus Ferrit, voraussichtlich mit einer Permeabilität von 1500...2000, montiert. Das Set aus Rahmen und Magnetkreis wurde in einem Laden gekauft, wo außer dem Preis nichts herauszufinden war. Die Mikroschaltungen der TOP22X-Reihe verfügen über einen internen Überstromschutz aufgrund eines eingebauten Strombegrenzungswiderstands, sodass die Parameter des hergestellten Transformators (hauptsächlich die Induktivität der Primärwicklung) von größter Bedeutung sind. Das „blinde“ Wickeln des Transformators brachte nicht die gewünschten Ergebnisse. Ich musste Instrumente zur Messung der Induktivität erwerben, woraufhin das Problem mit der Bestimmung der Windungszahl der Primärwicklung verschwand. Anhand der Empfehlungen in Artikel [1] für TOP223Y und den angegebenen Magnetkreis habe ich mich für den Induktivitätswert entschieden – 1300 μH. Bekanntlich wird die Induktivität einer Spule mit Magnetkern (in Mikrohenry) nach der Formel berechnet L = (N/K)2, wobei N die Anzahl der Windungen ist; K ist der Parameter des Magnetkreises. Als nächstes bestimmen wir experimentell die Parameter eines geeigneten Magnetkreises. Um K zu berechnen, wickeln wir eine Testwicklung auf den Rahmen, beispielsweise 50 Windungen, und montieren den Transformator mit 0,2 mm dicken Dichtungen in den Außenkernen aus nichtmagnetischem Material, beispielsweise Textolit. Manchmal verfügen Magnetkerne bereits über einen vorgefertigten Spalt, dann ist kein zusätzlicher Spalt erforderlich. Nach dem Zusammenbau des Transformators messen wir die Induktivität der Wicklung und bestimmen den K-Koeffizienten des vorhandenen Magnetkreises. Dann gilt nach der Formel N = K√L Wir berechnen die erforderliche Windungszahl der Primärwicklung. In meiner Version enthält die Primärwicklung 92 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,3 mm. Wicklung II – 13 Windungen des gleichen Drahtes. Die Ausgangswicklung enthält sieben Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,5 mm, gewickelt in drei Kerne. Die Phasenlage der Wicklungen ist zwingend einzuhalten. Der Beginn der Wicklung ist im Diagramm durch einen Punkt gekennzeichnet. Alle Wicklungen sind untereinander durch eine doppelte Lage Polyester-Isolierband TEA 5K5 isoliert, das durch lackiertes Gewebe oder anderes Material mit einer Gesamtdicke von 0,1 mm ersetzt werden kann. Nach der Endmontage unbedingt die Induktivität der Primärwicklung messen. Das Netzteil ist in einem BOX-KA12-Gehäuse mit den Maßen 90x65x35 mm montiert. Zur Kühlung sind Löcher in das Gehäuse gebohrt. Wenn die Teile in einwandfreiem Zustand sind und keine Installationsfehler vorliegen, ist die Einrichtung eines SMPS nicht erforderlich. Beim ersten Einschalten müssen Sie anstelle des Sicherungseinsatzes FU1 eine Glühlampe mit einer Leistung von 40-60 W verwenden. Dies erspart Ihnen mögliche Probleme. Aus eigener Erfahrung hat sich herausgestellt, dass die Nichteinhaltung der Phasenlage der Primärwicklung und der Wicklung II garantiert zur Deaktivierung der Mikroschaltung TOP223Y führt. Wenn die Phasenlage der Ausgangswicklung nicht beachtet wird, „hält“ das Gerät die Last nicht , wird der interne Stromschutz im TOP223Y-Mikroschaltkreis ausgelöst Informationen zum Austausch und zur Auswahl des Magnetkerns finden Sie bei Bedarf in Artikel [5]. Wenn Sie die Platine selbst verkabeln, müssen Sie die Empfehlungen des Herstellers berücksichtigen. Die Leiterplattentopologie moderner SMPS bei hohen Wandlungsfrequenzen weist ihre eigenen Eigenschaften auf. Diese sowie die Parameter der Mikroschaltungen der TOP22X-Serie finden Sie in [6]. Literatur
Autor: S. Chernov
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