Представленный в статье однотактный импульсный источник питания (ИИП) средней мощности можно использовать для замены обычного сетевого адаптера, построенного на базе линейного источника питания.

Основные технические характеристики
Диапазон допустимых переменных напряжений
питающей сети, В_ 80...276
Число фаз напряжения питающей сети_1
Номинальное постоянное выходное напряжение, В _ 20 Максимально допустимый ток,
потребляемый нагрузкой, А_4
Ток, потребляемый источником питания от сети
без нагрузки, мА__13
Типовой диапазон регулирования частоты преобразования, кГц _ 20...70

Однокристальный  AC/DC преобразователь с ЧИМ

Принципиальная схема источника питания изображена на рис. 1. ИИП обладает гальванической развязкой входных и выходных цепей. Основным компонентом ИИП является специализированная микросхема марки 1182ЕМЗ брянской фирмы НПЦ "СИТ". Справочную информацию о микросхеме 1182ЕМЗ можно узнать из справочника [1, с. 34, 35], в котором, в частности, сказано, что аналогов у указанной микросхемы нет. Достоинства микросхемы данного ИИП заключены в наличии встроенных защит от перегрузок по току нагрузки и по перегреву ее полупроводникового кристалла. Микросхема работает на принципе частотно-импульсной модуляции (ЧИМ) с диапазоном частот генерации от 20 кГц до 70 кГц. Диапазон рабочих частот ЧИМ можно варьировать изменением индуктивности первичной обмотки импульсного трансформатора напряжения TV1. Амплитуда импульсов напряжения, приложенных к первичной обмотке трансформатора TV1, зависит от напряжения электрического пробоя стабилитрона VD1.

Назначение и возможные замены компонентов
Двухсекционный компонент SA1 - это выключатель питания, a FU1 - это плавкий предохранитель, защищающий генератор переменного напряжения питающей сети от перегрузки в случае отказа микросхемы DA1. Высоковольтный керамический конденсатор С1, который можно взять марок К15-5, К15-У2, КСО-10, КСО-11 или КСО-13, подавляет пульсации, которые генерирует преобразователь, состоящий из микросхемы DA1 и импульсного трансформатора TV1. Данный конденсатор обязательно должен обладать минимально возможными значениями паразитных параметров индуктивности и сопротивления, а также должен надежно работать при приложении к обкладкам переменного напряжения. Однополупериодный выпрямитель, собранный на диоде VD2 и емкостном фильтре на конденсаторе С2, обеспечивает работу микросхемы DA1. Диод VD2 можно поменять на приборы марок SF12, SF14, UF4002, US1D или КД212А, а конденсатор С2 допустимо применить марок К73-11, К73-20, К73-15, К73-16, К73-22 или К73П-2. Электролитический конденсатор СЗ предназначен для подавления пульсаций в постоянном напряжении, прикладываемом к нагрузке. Этот конденсатор СЗ можно взять типа К50-6, К50-29, К50-31 или аналогичный импортный конденсатор, обладающий по возможности малыми габаритами. Диод VD3 марки BYW80-200 выпрямляет импульсное напряжение, индуцированное на обмотке III трансформатора напряжения TV1. Необходимо обеспечить тепловой контакт этого диода с охладителем микросхемы DA1, для чего, возможно, придется использовать прокладку из электроизоляционного материала, такого как слюда или бериллие-вая керамика. Диод VD3 должен быть высокочастотным или импульсным; его допустимо поменять на прибор 15ЕТН03, MUR820, КД213А, КД213Б или КД213В.
Микросхему DA1 следует закрепить на охладителе марки HS113, HS118, HS134, HS184 или подобном с использованием nтермопасты КПТ-8. Микросхема заключена в металлопластиковый корпус "Multiwatt-9" и имеет следующее назначение выводов:
1 - вывод предназначен для присоединения первичной обмотки трансформатора;
2 и 3 - выводы для подведения переменного напряжения питающей сети;
4 - вывод необходим для подключения первичной обмотки трансформатора; 5, 6 и 9 - не задействованы;
7 - локальный общий провод микросхемы;
8 - вывод для подключения стабилитрона. Рабочая температура нагрева полупроводникового кристалла микросхемы находится в диапазоне от -40°С до +150°С. Типовое тепловое сопротивление кристалл -корпус микросхемы составляет 4°С/Вт, а тепловое сопротивление кристалл - окружающая среда достигает 50°С/Вт. Порог срабатывания защиты от перегрева кристалла микросхемы лежит в пределах от +135°С до +160°С. Помимо этого, микросхема выдерживает статический потенциал с напряжением до 2 кВ.
Импульсный трансформатор напряжения TV1 выполнен на ферритовом сердечнике типоразмера Ш12х15. Марка феррита может быть 2500НМС1, 2500НМС2 или 3000НМС. Протяженность немагнитного зазора подбирают до получения индуктивности первичной обмотки в 2,5 мГн (при этом частота преобразования будет около 30 кГц). Обмотка I образована 47 витками, обмотка 11-14 витками, а обмотка III - 24 витками провода ПЭВ, ПЭЛ или ПЭЛШО. Диаметр провода с изоляцией обмотки I составляет 0,41 мм, обмотки 11-0,14 мм, а обмотки III - 0,89 мм. Хотя столь большие диаметры обмоточных проводов приводят к повышенным потерям на поверхностные эффекты, с этим можно смириться или использовать литцендрат эквивалентного сечения. Каждую обмотку изолируют
одну от другой тремя слоями майларовой, лакоткане-вой или тефлоновой пленки.
Постоянный резистор R1 и светодиод HL1 образуют цепь индикации включенного состояния источника питания, а также представляют собой небольшую неотклю-чаемую нагрузку однотактного преобразователя. Резистор R1 допустимо использовать марки МЛТ, ОМЛТ, С2-22, С2-23 или подобной. Светодиод можно применить марки КИПМ05Д-1Ж, КИПМ05Д1-1Ж, КИПМ05Е-1Ж, КИПМ05Е1-1Ж, КИПМ06Д-1Ж, КИПМ07Д-1Ж, КИПД35А-Ж или аналогичной.

Конструкция
При монтаже ИИП следует все соединения осуществлять как можно более короткими проводниками. Лапки 2 и 3 микросхемы DA1 желательно отогнуть в противоположные стороны для предупреждения пробоя и короткого замыкания.

Настройка и регулировка
Источник питания должен начать работать сразу, без налаживания. Однако может возникнуть необходимость подбора числа витков обмотки III трансформатора TV1 для более точной установки выходного напряжения. Если при работе ИИП услышите писк или другие посторонние звуки, то следует изменить индуктивность первичной обмотки импульсного трансформатора напряжения TV1, тем самым скорректировав диапазон частот ЧИМ.

Литература
1. Интегральные микросхемы: Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. Издание 2-е. - М.: ДОДЭКА, 2000. - 608 с.

Евгений Москатов
г. Таганрог http://moskatov.narod.ru