Alimentation à découpage simple, 220/5 volts 4 ampères

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L'article décrit une alimentation réseau simple et peu coûteuse (selon l'auteur, le coût de tous les composants ne dépasse pas cent roubles) avec une tension de sortie de 5 V et un courant de charge allant jusqu'à 4 A.

L'alimentation est un convertisseur de tension flyback asymétrique auto-excité. Une caractéristique distinctive du dispositif proposé est l'absence de microcircuits spécialisés, la simplicité et le faible coût de fabrication.

Principales caractéristiques techniques

• Puissance de sortie maximale, W ...... 20
• Tension de sortie, V ..... 5
• Courant de charge maximal, A ...... 4
• Intervalle de tension d'entrée secteur, V......187...242
• Fréquence de tension d'entrée, Hz ...... 50
• Instabilité de la tension de sortie, %, pas plus......2
• Amplitude des pulsations, %......1
• Plage de température de fonctionnement, °С......-40...+70
• Dimensions, mm......80x65x20
• Poids avec dissipateur thermique, g......120

Le schéma de l'appareil est présenté sur la figure. L'alimentation contient un redresseur de réseau VD1-VD4, un filtre antibruit L1C1-C3, un convertisseur basé sur un transistor de commutation VT1 et un transformateur d'impulsions T1, un redresseur de sortie VD8 avec un filtre C9C10L2 et une unité de stabilisation réalisée sur le stabilisateur DA1. et optocoupleur U1.

(cliquez pour agrandir)

L'appareil fonctionne comme suit. Après avoir allumé la source d'alimentation, le transistor de commutation VT1 s'ouvre légèrement et le courant commence à circuler dans l'enroulement primaire du transformateur d'impulsions T1. Dans l'enroulement de rétroaction II du transformateur, une FEM est induite, qui, via le circuit de rétroaction positive - résistance R9, diode VD5, condensateur C5, est fournie à la grille du transistor à effet de champ VT1. En conséquence, un processus de type avalanche se développe, conduisant à l'ouverture complète du transistor de commutation. L'accumulation d'énergie commence dans le transformateur T1. Le courant traversant le transistor de commutation VT1 augmente linéairement et la tension du capteur de courant-résistance R10 à travers la diode VD6 et le condensateur C7 affecte la base du phototransistor de l'optocoupleur U1.1, l'ouvrant légèrement, ce qui provoque la tension à la la grille du transistor à effet de champ diminue. Le processus inverse commence, conduisant à la fermeture du transistor de commutation VT1. A ce moment, la diode VD8 s'ouvre et l'énergie accumulée dans le transformateur T1 est transférée au condensateur de filtre de sortie C9.

Lorsque la tension de sortie, pour une raison quelconque, dépasse la valeur nominale, le stabilisateur DA1 s'ouvre et le courant commence à circuler à travers lui ainsi que la diode électroluminescente connectée en série de l'optocoupleur U1.2. L'émission de la diode entraîne une ouverture plus précoce du transistor optocoupleur, ce qui entraîne une diminution du temps de passage du transistor de commutation, moins d'énergie est stockée dans le transformateur et, par conséquent, une diminution de la tension de sortie.

Si la tension de sortie diminue, le courant traversant la diode électroluminescente de l'optocoupleur diminue et le transistor optocoupleur se ferme. En conséquence, le temps d'ouverture du transistor de commutation augmente, plus d'énergie est stockée dans le transformateur et la tension de sortie est rétablie.

La résistance R3 est nécessaire pour réduire l'effet du courant d'obscurité du transistor optocoupleur et améliorer la stabilité thermique de l'ensemble du dispositif. Le condensateur C7 augmente la stabilité de l'alimentation. Le circuit C6R8 force les processus de commutation du transistor VT1 et augmente l'efficacité de l'appareil.

Selon le schéma ci-dessus, plusieurs dizaines d'alimentations avec une puissance de sortie de 15 ... 25 W ont été fabriquées.

À la place du transistor de commutation VT1, vous pouvez utiliser à la fois des transistors à effet de champ et bipolaires, par exemple les séries 2T828, 2T839, KT872, KP707, BUZ90, etc. Nous pouvons remplacer l'optocoupleur à transistor 4N35 par l'un des AOT110, AOT126 , série AOT128 et le stabilisateur KR142EN19A - TL431 . Cependant, les meilleurs résultats ont été obtenus avec des éléments importés (BUZ90, 4N35, TL431).

Toutes les résistances de l'alimentation sont pour un montage en surface de taille standard 1206 avec une puissance de 0,25 W, les condensateurs C1-C3, C8 - K10-47v pour une tension de 500 V, C5-C7 sont pour un montage en surface de taille standard 0805, le reste est constitué d'oxydes.

Le transformateur T1 est enroulé sur deux noyaux magnétiques annulaires repliés ensemble K19x11x6,7 en permalloy MP 140. L'enroulement primaire contient 180 tours de fil PEV-2 0,35, enroulement II - 8 tours de fil PEV-2 0,2, enroulement III pour la sortie. tension 5 V - 7 tours de cinq conducteurs PEV-2 0,56. L'ordre des enroulements correspond à leur numérotation, et les spires de chaque enroulement doivent être uniformément réparties sur tout le périmètre du circuit magnétique.

Les inducteurs L1 et L2 sont réalisés sur des noyaux magnétiques annulaires K15x7x6,7 en permalloy MP140. Le premier contient deux enroulements de 30 tours chacun, enroulés avec du fil PEV-2 0,2 ​​sur différentes moitiés du circuit magnétique, le second est enroulé avec du fil PEV-2 0,8 en une couche sur toute la longueur du circuit magnétique autant qu'il convient.

Pour réduire l'ondulation de la tension de sortie, le point commun des condensateurs C2 et C3 doit d'abord être connecté à la borne négative du condensateur C10, puis aux parties restantes - enroulement III du transformateur T1, la borne négative du condensateur C9 , la résistance R12 et la borne 2 du stabilisateur DA1.

L'appareil est monté sur un circuit imprimé de 80x60 mm. D'un côté de la carte, il y a des conducteurs imprimés et des éléments pour le montage en surface, ainsi qu'un transistor de commutation VT1 et une diode VD8, qui sont pressés contre une plaque de dissipateur thermique en aluminium de même taille, et de l'autre - tout le reste .

Il est préférable d'allumer l'appareil pour la première fois à partir d'une source d'alimentation à limitation de courant, par exemple, B5-50, et la tension de fonctionnement doit être appliquée immédiatement et non augmentée progressivement. L'établissement de l'appareil consiste à ajuster la tension de sortie par le diviseur R11R12 et, si nécessaire, à régler le seuil de limitation de la puissance de sortie (le début d'une forte baisse de la tension de sortie avec un courant de charge croissant) par le capteur de courant R10.

Pour obtenir une tension de sortie différente, il faut modifier proportionnellement le nombre de spires de l'enroulement III du transformateur T1 et le rapport de division du diviseur R11R12.

Lors du fonctionnement de l'appareil, il convient de rappeler que sa sortie négative est connectée galvaniquement au réseau.

Auteur : M.Dytskov, Joukov, région de Kalouga

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