Alimentation à découpage avancée dans une boîte d'allumettes, 220/9 volts 10 watts. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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L'article décrit une simple alimentation à découpage stabilisée (SMPS), qui peut être placée dans un boîtier de la taille d'une boîte d'allumettes. L'appareil se caractérise par une densité de puissance accrue, une bonne répétabilité et ne craint pas les surintensités.

Caractéristiques techniques principales:

• Tension secteur AC, V.....220±20% ;
• fréquence de la tension d'alimentation, Hz.....40...400 ;
• consommation d'énergie à vide, W, pas plus de ..... 0,31 ;
• fréquence de conversion, kHz.....115...140 ;
• tension de sortie nominale, V.....9 ;
• puissance de sortie maximale W.....10 ;
• efficacité maximale, %.....88 ;
• puissance spécifique W/dm3.....300 ;
• poids (sans étui), g, pas plus de ..... 28.

Des descriptions de SMPS miniatures ont été publiées à plusieurs reprises dans les pages du magazine Radio. En règle générale, il s’agit d’appareils à faible puissance. L'un de ces SMPS [1] délivrait une puissance allant jusqu'à 0,63 W à la charge, étant l'une des sources les plus puissantes parmi celles pouvant être placées dans une boîte d'allumettes ou dans les dimensions d'une batterie Krona [2]. De plus, ces sources avaient un faible rendement, ne dépassant généralement pas 35 %.

Le SMPS flyback proposé peut également être placé dans une boîte d'allumettes, mais sa puissance de sortie est 15 fois supérieure et son efficacité est 2,5 fois supérieure à celle de son analogue [1]. Il a été possible d'atteindre des performances énergétiques aussi élevées grâce à l'utilisation d'un microcircuit spécialisé TNY255P de la famille TinySwitch de Power Integrations [3, p. 479, 480] Le SMPS stabilise la tension de sortie, dispose d'une protection contre les surcharges et les courts-circuits dans la charge en faisant passer des impulsions, et le microcircuit utilisé contient des unités de protection contre la surchauffe. Des informations plus détaillées sur les paramètres et caractéristiques de ce microcircuit TNY255P peuvent être obtenues sur le site Web.

Le schéma SMPS est illustré à la fig. une.

Riz. 1 (cliquez pour agrandir)

Le fusible FU1 protège les éléments des situations d'urgence. La thermistance RK1 limite l'impulsion de courant de charge du condensateur C2 à une valeur sûre pour le pont de diodes VD1 et, avec le condensateur C1, forme un filtre RC qui sert à réduire le bruit impulsionnel pénétrant du SMPS dans le réseau. Le pont de diodes VD1 redresse la tension secteur, le condensateur C2 est un lisseur. Les surtensions dans l'enroulement primaire du transformateur T1 sont réduites par le circuit d'amortissement R1C5VD2. Le condensateur C4 est un filtre de puissance à partir duquel sont alimentés les éléments internes du microcircuit DA1, sa capacité nominale peut être comprise entre 0,1 et 4,7 μF.

Le redresseur de sortie est assemblé à l'aide d'une diode Schottky VD3 ; les ondulations de tension de sortie sont lissées par un filtre LC C6C7L1C8. Les éléments R2, R3, VD4 et U1, ainsi que le microcircuit DA1, assurent la stabilisation de la tension de sortie lorsque le courant de charge et la tension secteur changent. Le circuit d'indication de mise sous tension est réalisé à l'aide de la LED HL1 et de la résistance de limitation de courant R4.

Des résistances fixes MLT, C2-23, P1-4 ont été utilisées, un trimmer - 3329N-1 de Bourns ou l'analogue domestique SPZ-19a, des condensateurs à oxyde - importés, C1, C3 et C5 - céramique haute tension CD2200Z5V, DEBB33D222KA2B, C4, C7, C8-K10-506. Thermistance série NTC (avec TKS négatif) - SCK-103. La puce TNY255P est remplaçable par TNY255G, TNY256P ou TNY256G. diode HER208 - sur HER106, HER107, HER206, HER207, 1N4937, FR306 ou BY399, diode 1N5822 - sur SR360, 31DQ04, 31DQ06, 90SQ045. La diode Zener KS 170A peut être remplacée par des diodes Zener KS162A, KS175A, et l'optocoupleur RS817 peut être remplacé par LTV817, RS816, LTV816. LED - n'importe quelle miniature, de préférence bleue ou verte. Le fusible FU1 est structurel, il est formé sur la carte par un conducteur imprimé ; il peut être remplacé par un morceau de fil de cuivre enroulé, par exemple PEV-2, d'un diamètre de 0,03 mm.

Un circuit magnétique blindé est utilisé pour fabriquer le transformateur. B18 (sans trimmer) en ferrite 2000NM. L'enroulement primaire contient 182 tours de fil d'un diamètre de 0,11 mm et l'enroulement secondaire est constitué de 20 tours de fil d'un diamètre de 0,6 mm. Entre les enroulements, deux couches de ruban de lavsan ou de tissu verni doivent être posées et imprégnées de paraffine pour réduire le bruit acoustique. entre les coupelles du circuit magnétique, il est nécessaire de ménager un espace de 0,16...0,23 mm, pour lequel vous pouvez utiliser un joint en plastique fluoré, en fibre de verre ou, dans les cas extrêmes, en carton. L'inducteur est enroulé sur un noyau magnétique de taille standard K10x6x2 en ferrite 2000NM et contient 16 tours de fil d'un diamètre de 0,6 mm avec un courant de sortie allant jusqu'à 200...300 mA et 3-4 tours de fil avec un diamètre de 0,8 mm avec un courant allant jusqu'à 1,1 A. Arêtes vives Le circuit magnétique doit d'abord être émoussé avec du papier de verre et enveloppé d'une couche de ruban de laque. Pour enrouler le transformateur et l'inducteur, il convient d'utiliser des fils des marques PEV-2, PETVM, PETV-1, PETV-2, PET-200-1.

Le dessin du circuit imprimé est présenté sur la Fig. 2, il est constitué d'un stratifié de fibre de verre sur une face d'une épaisseur de 1 à 1,5 mm. Le microcircuit est installé dans le panneau, les coupelles du circuit magnétique sont comprimées ensemble et fixées à la carte avec deux vis en laiton vissées des côtés opposés dans une douille en laiton. Toutes les résistances et diodes sont montées perpendiculairement à la carte.

Fig. 2

L'apparence de la planche assemblée est illustrée à la Fig. 3. Après vérification et réglage, il est placé dans un boîtier en matériau isolant. La configuration d'un SMPS revient à régler avec précision la tension de sortie à l'aide de la résistance d'ajustement R3.

Fig. 3

littérature

1. Moskatov E. Pulse IP dans une boîte d'allumettes. - Radio, 2005, n°6, p. 26, 27.
2. Solonin V. Réseau dans les dimensions de la "Krona". - Radio, 1999, n° 2, p. 37, 44.
3. Microcircuits pour alimentations à découpage et leur application. 2e édition, corrigée et augmentée. - M. : Maison d'édition Dodeka-XXI, 2001.
4.TNV253/254/255. - .

Auteur: E. Moskatov, Taganrog, région de Rostov

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