Импульсный БП для электронно-механического будильника

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: БП импульсные

Опубликовано: 01.05.2019 12:35

Просмотров: 2116

A. Бутов, с. Курба Ярославской обл.
Выпускавшиеся в прошлом веке отечественной промышленностью электронно-механические будильники с кварцевым генератором, такие как "Янтарь", "Слава", "Кварц", "Вега" и другие, в отличие от современных дешёвых, имеют более высокое качество часового механизма, точность хода и более продолжительный срок службы. Кроме того, у этих будильников тихий и плавный ход секундной стрелки, мелодичный звуковой сигнал, а у некоторых есть встроенный ограничитель времени работы звукового сигнала. В наличии был будильник, выпускавшийся под торговой маркой "Вега". Он рассчитан на питание от одного гальванического элемента типоразмера R6 (АА, LR6) напряжением 1,5В. Потребляемый будильником ток — около 280 мкА, во время работы звукового сигнализатора — 10 мА. При таком потреблении энергии одного гальванического элемента хватало на несколько месяцев. Поэтому было решено для такого будильника изготовить сетевой блок питания, желательно с резервным источником питания.

Использовать для питания электромеханических часов от сети 230 В бестрансформаторный источник питания нежелательно, поскольку нет гальванической развязки от сети, что таит в себе опасность поражения электрическим током и приводит к неоправданному (учитываемому некоторыми электросчётчиками), хотя и незначительному, бесполезному расходу электроэнергии. Размеры и масса БП с понижающим трансформатором уже сопоставимы с размерами будильника или могут быть даже больше его. Если для питания использовать импульсный БП, который может быть лёгким и компактным, можно не только получить безопасную в обращении конструкцию, но и сэкономить немного электроэнергии на питании будильника от сети 230 В.
В качестве такого БП было применено дешёвое зарядное устройство АМТ Style MOT V3, изначально предназначенное для питания мобильных устройств напряжением 5 В постоянного тока. Схема доработанного БП показана на рис. 1. Его монтажная плата маркирована как 4М-3. Нумерация дополнительно введённых элементов начинается с цифры 1, и они выделены цветом. Последовательно с выпрямительным диодом D4 установлен дроссель 1L1, который совместно с конденсатором 1С7 уменьшает уровень помех, которые могут проникать от работающего импульсного преобразователя напряжения в сеть. Кроме того, этот дроссель выполняет функцию предохранителя и уменьшает пусковой ток включения. Резистор R3 сопротивлением 560 кОм был заменён на резистор сопротивлением 1 МОм. Вместо стабилитрона D8 на напряжение 7,5 В установлен стабилитрон на 5,6 В. Параллельно конденсатору С6 установлен керамический конденсатор 1С8. Применён стабилитрон D9 на напряжение 3,9 В вместо 5,6 В. Поэтому выходное напряжение БП — около 3,1 В. Резистор R8 заменён другим, сопротивлением 330 Ом, а резистор R7 установлен сопротивлением 360 Ом вместо 680 Ом. Дополнительно установлены конденсаторы 1С9—1С11, дроссель 1L2 и резистор 1R10. Поскольку корпус конденсатора С6 находится очень близко к высоковольтной цепи БП, для надёжной изоляции этот конденсатор помещён в термоусаживаемую трубку. Конденсатор 1С7 — высоковольтный керамический. Дроссель 1L1 — готовый, промышленного изготовления, намотанный на Н-образном ферритовом магнитопроводе, его размеры аналогичны размерам резистора МЛТ-0,25. Дроссель 1L2 намотан на кольцевом магнитопроводе из низкочастотного феррита или пермаллоя диаметром 9 мм, содержит четыре витка вдвое сложенного монтажного провода. К выходу блока питания подключён двухжильный соединительный провод длиной 2,5 м. При модернизации представленного импульсного БП следует учесть, что он не имеет защиты от перегрузки и короткого замыкания на выходе.

На рис. 2 показана схема подключения БП к будильнику. Чтобы будильник работал в отсутствии сетевого напряжения, введён гальванический элемент меньшего типоразмера LR44 (G13, 357, LR1154). Ток, протекающий через последовательно включённые резистор R3 и кремниевый диод VD2, компенсируют саморазряд элемента G1. Если применить гальванический элемент хорошего качества, то при эпизодическом кратковременном отсутствии сетевого электроснабжения его энергии может хватить на срок, обусловленный продолжительностью его хранения. На интегральной микросхеме DA1 собран линейный стабилизатор с выходным напряжением +1,8 В. Через диод Шотки VD1 напряжение около 1,68 В поступает на будильник. Элемент G1 подключён к ним через развязывающий диод Шотки VD3. Все конденсаторы — блокировочные по цепям питания. Светодиоды HL1 и HL2 служат индикаторами включения и расположены внутри будильника так, чтобы они одновременно подсвечивали его циферблат.
Все дополнительные элементы, кроме светодиодов HL1, HL2 и резисторов R1, R2, размещены в отсеке для элемента питания часов. Вид на их расположение показан на рис. 3.

Микросхему APL1117-1.8 можно заменить любой малогабаритной со стабилизируемым напряжением 1,8В, например AZ1117H-1.8. Применены светодиоды повышенной яркости зелёного свечения от подсветки клавиатуры трубки телефонного радиоудлинителя Panasonic. Можно установить большее число светодиодов или светодиоды другого свечения с таким расчётом, чтобы их суммарный ток не превышал 150 мА.
Вместо диодов Шотки SK32 можно установить любые маломощные низковольтные диоды Шотки, например, 1N5817, MBR0520LT1, MBRS130LT3, MBRD320. Диод VD3 желательно подобрать с прямым падением напряжения не более 0,15 В при токе 1 мА. Диод PMLL4148 можно заменить любым из PMLL4150, PMLL4151, PMLL4153, 1 N4148, КД512, КД521. Конденсатор С1 — малогабаритный оксидный, остальные — керамические для поверхностного монтажа. Все элементы приклеены к корпусу будильника клеем "Квинтол-люкс". Пластмассовый держатель шнура питания в несколько этапов приклеен к прозрачной подставке будильника большим количеством цианокрилатового клея.
Можно применить импульсный БП без параметрического стабилизатора с выходным напряжением З...6,5 В. В этом случае резисторы R1, R2 подбирают так, чтобы ток через светодиоды HL1 и HL2 не превышал максимально допустимого для них.
Внешний вид будильника с подключённым к нему БП показан на рис. 4.

Безошибочно собранное из исправных деталей устройство начинает работать сразу и не требует налаживания. БП потребляет от сети 230 В около 0,6 Вт, что в несколько раз меньше, чем потребляемая в режиме холостого хода мощность у маломощных сетевых трансформаторов с Ш-образным магнитопроводом. В имевшемся в наличии будильнике изготовитель на задней стенке часового механизма заклеил бумажной наклейкой отверстие для звукоизлучателя. После удаления этой наклейки громкость звукового сигнала увеличилась в несколько раз.
Питание кварцевых настенных часов от зарядного устройства для сотового телефона
Устройство резервного питания электронных часов
Сетевое питание кварцевого будильника