Миниатюрный бестрансформаторный сетевой блок питания

Предисловие

Когда необходимо установить радиомикрофон на длительный срок, встает вопрос об организации его питания от сети 220 вольт. И хотя на сегодняшний день уже существует достаточно большое количество схем миниатюрных импульсных блоков питания, все они содержат достаточно «габаритный» элемент — импульсный трансформатор. Доступных схем миниатюрных сетевых источников питания, без использования трансформатора — достаточно мало и практически все они используют высоковольтные конденсаторы в качестве реактивного, гасящего элемента. А эти конденсаторы имеют приличные габариты, что не очень хорошо для шпионской техники. Поэтому создание бестрансформаторных источников питания, является интересной технической задачей.

Схема

Одной, из наиболее миниатюрных схем бестрансформаторного сетевого источника питания, которую мне удавалось реализовать на практике, является схема на микросхеме HV-2405E (datasheet на HV-2405E). Впервые с этой микросхемой, я повстречался достаточно давно, обнаружив ее в миниатюрном зарядном устройстве для слухового аппарата. Недолго думая, я скопировал схему и через некоторое время успешно ее повторил. С тех пор я собрал несколько экземпляров данного источника питания, которые показали достаточную надежность при эксплуатации. Схема содержит минимум деталей:

Детали

Особое внимание нужно уделить резисторам R1 и R2. Их общее сопротивление должно быть в районе 150 Ом, а рассеиваемая мощность — не менее 3-х ватт. Я использовал SMD-резисторы типоразмера 2512 сопротивлением 27 Ом и рассеиваемой мощностью 1 Вт. в количестве 6 штук.
И хотя их рабочее напряжение по паспорту составляет 200 вольт, опыт показывает, что и при 220 вольтах они работают без пробоев. Правда не все… Иногда просто нужно поменять производителя… Если размер БП — не критичен, можно использовать обычные, керамические резисторы соответствующей мощности.

Входной высоковольтный конденсатор может иметь емкость от 33 nF до 0,1 mkF. Настоятельно рекомендую применять высоковольтные конденсаторы серий X или Х2, так как они более стойки к пробоям.

Варистор, можно применить практически любой с рабочим напряжением 230-250В. Я использовал, варистор для SMD-монтажа, CU3225K250G от EPCOS.

Резистор R3 выбирается в зависимости от требуемого выходного напряжения. При сопротивлении 0 (замкнуты выходы 5 и 6), выходное напряжение чуть более 5-ти вольт. При сопротивлении 20 кОм, выходное напряжение — около 22-23 вольт.
Вместо резистора можно подключить стабилитрон, с необходимым напряжением стабилизации (от 5 до 21 в).

К остальным деталям особых требований нет, за исключением выбора рабочего напряжения электролитических конденсаторов. Формулы для расчета рабочего напряжения конденсаторов приведены на схеме.

Плата и сборка

Схема собрана на плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, размером 30х20 мм. С одной стороны платы размещены варистор, резисторы и высоковольтный конденсатор. Остальные элементы размещены с другой стороны платы. Так как схема достаточно простая — разводку платы не привожу, каждый проектирует ее сам в зависимости от габаритов имеющихся деталей.
К собранной плате припаиваются провода для входного и выходного напряжения. Плата подключается к сети и подбором резистора R3 получаем необходимое напряжение.

БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ!!! Все работы по подбору резистора нужно проводить при обесточенной схеме. Так как схема не имеет гальванической развязки с сетью, прикосновение к любой ее точке — чревато поражением электрическим током.

Собранная плата отмывается от флюса и в обязательном порядке покрывается 2-3 слоями кремнийорганического лака. Это необходимо для защиты от случайного поражения током при монтаже или демонтаже устройства. Для большей безопасности можно поместить собранную плату в термоусадочную трубку.

Получаем 3 вольта…

Минимальное напряжение, которое мне удалось получить с этого блока питания — 5,5В. Это в принципе подходит для питания большей части радиомикрофонов. Но в некоторых случаях они требуют питания в районе 3-х вольт. Для этого я использую дополнительный преобразователь, собранный на интегральном регуляторе MIC5205-3.0. Это миниатюрный регулятор в корпусе SOT-23-5, с выходным током до 150 мА.

Наличие такого преобразователя, существенно снижает уровень помех и наводок, при использовании бестрансформаторного блока питания.

Заключение

Единственной проблемой при создании данного устройства может стать только покупка самой микросхемы HV-2405E (в свое время я заказывал ее в Германии). У нее якобы есть отечественный аналог — 1182EM, но я его не видел и не могу ручаться, что с данной «обвязкой» она заработает и обеспечит требуемые параметры…

P.S. К сожалению, у меня не осталось ни одного экземпляра вышеописанного устройства. Скорее всего,они были успешно выброшены на помойку во время очередной «разборки» накопившихся запасов и эта статья написана по материалам из рабочей тетради.

Июнь, 2010