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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Alimentation pour fer à souder basse tension 18 W. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations L'article présenté à nos lecteurs décrit une unité d'impulsions avec une tension de sortie nominale de 6 V pour alimenter une charge allant jusqu'à 18 W. Il est possible de passer rapidement à une tension de sortie de 5 V. Dans la version originale, l'appareil est utilisé pour alimenter un fer à souder basse tension, mais il peut être utilisé pour toute charge de puissance appropriée, conçue pour une tension de 5 ou 6 V. Actuellement, la microélectronique est devenue si répandue dans les équipements ménagers et industriels que les fers à souder 220 V ne conviennent plus non seulement pour les réparer, mais aussi pour les travaux de radioamateur. Vous devez utiliser des « mini-fers à souder » de faible puissance avec une faible tension d’alimentation. En règle générale, pour fonctionner avec eux, on utilise des alimentations à transformateur classiques, qui ont une taille et un poids importants. Mais la tendance moderne à l'utilisation d'alimentations à découpage flyback (SMPS) pour l'alimentation électrique des équipements domestiques (et pas seulement) et l'émergence d'une large gamme de microcircuits à cet effet permettent d'assembler une unité légère et de petite taille. L'option d'alimentation proposée est conçue pour fonctionner avec des fers à souder d'une tension nominale de 6 V et d'une puissance allant jusqu'à 18 W. Le dispositif permet une réduction progressive de la tension d'alimentation du fer à souder jusqu'à 5 V, ce qui correspond à une réduction de la puissance du fer à souder jusqu'à 70 %. La petite capacité de passage du SMPS lui permet d'être utilisé pour travailler avec des éléments sensibles à l'électricité statique. Principales caractéristiques techniques
En figue. La figure 1 montre un schéma d'un convertisseur de puissance pour un fer à souder. L'élément principal de l'appareil est un microcircuit spécialisé TOP223Y. La conception d'un tel SMPS est décrite en détail dans l'article [1].
L'appareil est monté sur un circuit imprimé constitué d'un côté d'une feuille de fibre de verre d'une épaisseur de 1,5...2 mm. Son dessin est montré sur la Fig. 2. Pour réduire la taille, l'appareil utilise des condensateurs à oxyde importés. Les condensateurs C1, C5 sont en céramique ou à film pour une tension nominale continue d'au moins 400 V ou alternative d'au moins 250 V, le reste est en céramique pour une tension d'au moins 50 V. Résistances R1, R2, R4, R8, diodes VD3, VD4 sont installés perpendiculairement à la carte. Pour augmenter la fiabilité, les conducteurs imprimés des circuits de sortie (de l'enroulement III du transformateur T1 à la sortie - sur le dessin du circuit imprimé, ils sont légèrement plus larges que les autres) je recommande de les "renforcer" avec une couche de soudure accrue lors de l'étamage .
Les éléments R4 et C8 étaient réservés selon les recommandations du constructeur au cas de démarrage instable du convertisseur, mais ils n'étaient pas nécessaires. Le redresseur de sortie utilise une double diode Schottky dans un boîtier TO-220. La self du filtre de sortie L2 est enroulée sur un noyau magnétique en ferrite en forme d'haltère mesurant 9x12 mm à partir d'une alimentation défectueuse d'un ordinateur personnel avec un fil PEV-2 de 0,5 mm jusqu'à ce qu'il soit rempli. Des recommandations pour un éventuel remplacement des pièces usagées peuvent également être trouvées dans l'article [1]. La puce du convertisseur DA1 et la diode VD5 sont installées sur des dissipateurs thermiques constitués d'une feuille de cuivre de 1 mm d'épaisseur. Grâce à la flexibilité du matériau, il a été possible de produire relativement facilement des dissipateurs thermiques avec une surface de refroidissement maximale. Les formes et les tailles des dissipateurs thermiques peuvent être jugées par l'apparence de la carte de périphérique illustrée à la Fig. 3. Le produit fini est illustré à la Fig. 4.
L'interrupteur d'alimentation est situé sur le capot supérieur, les LED sont montées sur une petite carte séparée et collées au capot. La LED HL2 est verte, HL1 est rouge. La LED HL2 signale la présence d'une tension de sortie, et HL1 est allumée par l'interrupteur SA2 lorsque ce dernier est réglé sur le mode tension de sortie réduite. L'appareil utilise des produits prêts à l'emploi : inductance L1 - parasurtenseur PMCU-0330 0,4 A 300 V ou fait maison, comme suggéré dans l'article [1]. Interrupteur SA2 - B1550 (SS8) coulissant 50 V importé pour deux positions horizontales. Connecteur d'alimentation (non représenté sur le schéma) - Prise RF-180S sur le bloc, angulaire à deux broches 250 V/2,5 A, connecteur de sortie (non représenté sur le schéma) - DS-210. Interrupteur d'alimentation SA1 - SC719 (SMRS-101), 250 V/1 A ou similaire. La puce TOP223Y peut être remplacée avec une puissance croissante par TOP224-6, sans modification du circuit, la seule différence est que la conception deviendra plus chère. Le transformateur convertisseur est monté sur un noyau magnétique en forme de W W6x6 de dimensions 24x24x6 mm avec un cadre discret en ferrite, vraisemblablement avec une perméabilité de 1500...2000. L'ensemble cadre et circuit magnétique a été acheté dans un magasin où, hormis le prix, rien n'a pu être découvert. La gamme de microcircuits TOP22X dispose d'une protection interne contre les surintensités grâce à une résistance de limitation de courant intégrée, de sorte que les paramètres du transformateur fabriqué (principalement l'inductance de l'enroulement primaire) sont d'une importance primordiale. L'enroulement du transformateur « à l'aveugle » n'a pas donné les résultats escomptés. J'ai dû acquérir des instruments pour mesurer l'inductance, après quoi le problème de détermination du nombre de tours de l'enroulement primaire a disparu. En utilisant les recommandations de l'article [1] pour TOP223Y et le circuit magnétique spécifié, j'ai décidé de la valeur d'inductance - 1300 μH. Comme on le sait, l'inductance d'une bobine à noyau magnétique (en microhenry) est calculée par la formule L = (N/N)2, où N est le nombre de spires ; K est le paramètre du circuit magnétique. Ensuite, nous déterminons expérimentalement les paramètres d’un circuit magnétique approprié. Pour calculer K, nous enroulons un enroulement d'essai sur le châssis, par exemple 50 tours, et assemblons le transformateur avec des joints dans les noyaux externes de 0,2 mm d'épaisseur en matériau amagnétique, par exemple en textolite. Parfois, les noyaux magnétiques ont déjà un espace prêt à l'emploi, un espace supplémentaire n'est donc pas nécessaire. Après avoir assemblé le transformateur, nous mesurons l'inductance de l'enroulement et déterminons le coefficient K du circuit magnétique existant. Alors, d'après la formule N = K√L Nous calculons le nombre requis de tours de l'enroulement primaire. Dans ma version, l'enroulement primaire contient 92 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,3 mm. Enroulement II - 13 tours du même fil. L'enroulement de sortie contient sept tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,5 mm, enroulé en trois noyaux. Le respect du phasage des bobinages est obligatoire. Le début du bobinage est indiqué par un point sur le schéma. Tous les enroulements sont isolés entre eux par une double couche de ruban isolant en polyester TEA 5K5, qui peut être remplacée par du tissu verni ou un autre matériau d'une épaisseur totale de 0,1 mm. Après l'assemblage final, assurez-vous de mesurer l'inductance de l'enroulement primaire. L'alimentation est assemblée dans un boîtier BOX-KA12 de dimensions 90x65x35 mm. Des trous sont percés dans le boîtier pour le refroidissement. Si les pièces sont en bon état de fonctionnement et qu'il n'y a pas d'erreur d'installation, la mise en place d'un SMPS n'est pas nécessaire. Lorsque vous l'allumez pour la première fois, vous devez utiliser une lampe à incandescence d'une puissance de 1 à 40 W à la place du fusible FU60. Cela vous évitera d'éventuels problèmes. D'après ma propre expérience, il s'est avéré que le non-respect du phasage de l'enroulement primaire et de l'enroulement II est garanti pour désactiver le microcircuit TOP223Y. Si le phasage de l'enroulement de sortie n'est pas respecté, l'appareil "ne tient pas" la charge , la protection de courant interne dans le microcircuit TOP223Y est déclenchée Si nécessaire, pour remplacer et sélectionner le noyau magnétique, vous pouvez vous référer à l'article [5]. Lorsque vous câblez vous-même la carte, vous devez tenir compte des recommandations du fabricant. La topologie des circuits imprimés des SMPS modernes à hautes fréquences de conversion a ses propres caractéristiques. Ceux-ci, ainsi que les paramètres des microcircuits de la série TOP22X, peuvent être trouvés dans [6]. littérature
Auteur : S. Tchernov
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