Миниатюрный блок питания 5-12 В

Предлагаемый блок предназначен для питания от сети малогабаритных радиоэлектронных устройств (карманных радиоприемников, диктофонов, часов и т. д.). Выходное напряжение может быть выбрано в пределах от 5 до 12 В. Одно из достоинств блока — малые габариты: все его детали размещены в корпусе... сетевой вилки.

   Основные технические характеристики описываемого блока питания следующие. напряжение сети — от 100 до 250 В частотой 50... 500 Гц, выходное напряжение (зависит от примененного интегрального стабилизатора) — от 5 до 12 В, номинальный ток нагрузки (при выходном напряжении 5 В) — 20, максимальный (при том же напряжении) — 100 мА, уровень пульсаций (при номинальном токе) — не более 1 %.
    Принципиальная схема блока показана на рис. 1. Работает он следующим образом.
Выпрямленное диодным мостом VD1 сетевое напряжение через делитель R1 R3R4 подается на базу транзистора VT2, а через резистор R2 — на базу составного транзистора VT4, VT5. В течение каждого полупериода, пока напряжение в точке соединения коллекторов VT1, VT3 относительно эмиттера VT2 не превышает 100 В, он закрыт, VT4VT5 открыты и конденсатор С1 заряжается через резисторы R1, R10 и участок эмиттерколлектор транзистора VT5. Когда же напряжение в указанной точке выше 100 В, VT2 открывается и шунтирует эмиттерный переход составного транзистора. Конденсатор С1 разряжается, питая автогенератор на транзисторах VT1, VT3, собранный по схеме Роэра (см. книгу Иванова-Цыганова А. И и Хандогина В. И. "Источники вторичного электропитания приборов СВЧ". — М.: Радио и связь, 1989). Частота колебаний автогенератора — примерно 60 кГц. С вторичной обмотки трансформатора Т1 снимается напряжение около 7 В. Оно выпрямляется диодами VD2, VD3, сглаживается конденсатором С2 и стабилизируется интегральным стабилизатором DA1. Конденсатор СЗ снижает уровень высокочастотных пульсаций.
    Максимальные напряжения коллекторэмиттер транзисторов VT1, VT3 в установившемся режиме не превышают 200 В, VT4 и VT5 — 210 В. Максимальный ток транзистора VT5 при указанных на схеме номиналах элементов и статическом коэффициенте передачи тока базы h21э транзисторов VT4, VT5, равном 25, не превышает 300 мА.
    В момент включения напряжение коллектор—эмиттер транзисторов VT4 и VT5 может превысить 300 В. а ток коллектора VT5 — 0,5 А, что приведет к их выходу из строя. Для ограничения тока коллектора VT5 в этот момент (при использовании транзисторов VT4 и VT5 с большим коэффициентом h21э) служат резистор R10 и стабилитрон VD4. Чтобы ограничить напряжение коллектор—эмиттер составного транзистора, между коллектором и эмиттером VT5 желательно включить варистор на напряжение около 250 В.
    При использовании блока для питания маломощной нагрузки (с потребляемым током не более 5...10 мА) сопротивление резисторов R6 и R7 целесообразно увеличить до 470 Ом, а емкость конденсатора С 1 уменьшить до 2,2...4,7мкф (в этом случае блок будет меньше нагреваться и надежность его работы повысится).
    Кроме КТ3130А (VT2), в устройстве можно применить любой транзистор этой серии, а также серии КТ3102 или зарубежного производства с близкими характеристиками (например BCW60D). Транзисторы КТ940А заменимы на КТ969А, BF469/PLP (VT1, VT3) или КТ969А, BF459 (VT4, VT5).
    Конденсаторы С1, С2 — импортные, возможно применение К50-35, СЗ — К10-17. Диоды VD2, VD3 — любые малогабаритные кремниевые с допустимым прямым током не менее 100 мА, обратным напряжением не менее 20 В и рабочей частотой не менее 150 кГц. Резисторы R1 —R3 — С 1 -4, ВСа или другие с рабочим напряжением не менее 350 В, остальные — С2-33, С2-23, МЛТ, ОМЛТ или им подобные.
    Трансформатор Т1 намотан на двух сложенных вместе ферритовых (2000НМ) кольцах типоразмера К10х8х3. Обмотки 1-2 и 4-5 содержат по 8 витков провода ПЭВ-1 0,1, 2-3 и 3-4 — по 200 витков такого же провода, обмотки 6-7 и 7-8 — по 14/22/28 витков ПЭВ-1 0,17 (соответственно для выходных напряжений 5/9/12 В). Для межобмоточной и наружной изоляции рекомендуется использовать фторопластовую пленку или пленку ПЭТ.
    В авторском варианте блок питания смонтирован в стандартной сетевой вилке диаметром 40 и высотой 27 мм. Печатная плата (рис. 2) изготовлена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5 мм. Расстояние между центрами отверстий в плате под штыри сетевой вилки — 19 мм. Все резисторы, кроме R2 и R3, устанавливают перпендикулярно плате. Стабилитрон VD4 припаивают к печатным проводникам со стороны монтажа транзистора VT2. К контактным площадкам, обозначенным буквами "а" и "б", припаивают провода, идущие от штырей сетевой вилки, а к площадкам с цифрами 1—7 — выводы обмоток трансформатора Т1. Размещают его над конденсатором СЗ в свободном пространстве между транзисторами VT1, VT3 и конденсатором С2. Собранный из исправных деталей и без ошибок в монтаже блок не требует налаживания.