В радиолюбительской практике иногда возникают условия, когда нет необходимости изготавливать сложные блоки питания, так как устройства не требуют большой мощности потребления от сети ~220В, а также у каждого радиолюбителя имеются в наличии трансформаторы с поврежденной частью обмотки ~220В, но имеющие отводы на другие напряжения ~127 и ~110В. Данный материал поможет радиолюбителям повторно использовать для своих конструкций "вышедшие из строя" трансформаторы, что в конечном итоге сэкономит время, чем производить поиск подходящего трансформатора или его намотку.
В микромощных источниках питания с гальванической связью с промышленной сетью обычно применяются т.н. разделительные конденсаторы, которые представляют собой не что иное, как шунтирующие сопротивления, включаемые последовательно в цепь питания. Известно, что конденсатор, установленный в цепи переменного тока, обладает сопротивлением, которое зависит от частоты и называется реактивным.
Емкость разделительного конденсатора при условии применения в промышленной - сети ~220В, 50 Гц можно рассчитать по следующей формуле:
С = 3200*I/ЦU2c - U2 , где:
- С — емкость конденсатора, мкФ;
- I — ток, протекающий через конденсатор. A;
- Uc — напряжение сети. В;
- U — напряжение на входе стабилизатора (устройства). В.
В случае если вторичное напряжение не превышает 10% напряжения в сети, с достаточной точностью емкость можно рассчитать по формуле:
C = 3200 * I/Uc
Расчет для примера:
Вы хотите изготовить зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов 12В емкостью 1А/ч, которое вы хотите запитать от сети ~220В, 50 Гц через разделительный конденсатор. По требованию завода изготовителя для никель-кадмиевых аккумуляторов зарядный ток должен составлять 10% от номинала, а т.е. 100 мА в нашем случае.
Далее, учитывая падение напряжения на стабилизаторе порядка 3 - 5В, получаем, что на входе зарядного устройства необходимо обеспечить напряжение ~18В при рабочем токе 100 мА.
Подставляя эти данные, получаем:
- по первой формуле: C = 3200*0,1/Ц2202 * 182 = 1,46 мкФ
- по второй формуле: С = 3200*0,1/220 = 1,45 мкФ
Таким образом, выбираем С = 1,5 мкФ с удвоенным рабочим напряжением 500В к примеру могут применяться конденсаторы типов: МБМ, МГБП, МБТ и т.д. в зависимости от наличия и возможностей радиолюбителей.
Полная схема зарядного устройства с разделительным конденсатором приведена на рис.1. Устройство пригодно для зарядки аккумуляторов током не более 100 мА при напряжении заряда не более 15В. Подстроечным резистором R2 устанавливают необходимое значение напряжения заряда. R1 выполняет роль ограничителя тока в начале заряда, а выделяемое на нем напряжение подается на светодиод. По интенсивности свечения светодиода можно судить — насколько разряжена АКБ.
Рис.1.
При эксплуатации этого источника питания, а так же любых других источников питания без гальванической развязки с сетью необходимо помнить о мерах безопасности.
Предупреждение: Устройство и заряжаемая батарея все время находятся под потенциалом промышленной сети. В некоторых случаях такие ограничения делают невозможной нормальную эксплуатацию устройств, поэтому приходится обеспечивать гальваническую развязку ИП от сети.
Маломощный источник питания с разделительным конденсатором, но с гальванической развязкой от промышленной сети можно изготовить на основе переходного трансформатора, сетевого трансформатора имеющего поврежденную часть обмотки на ~220В, но имеющего отводы на ~127 и ~110В или реле магнитного пускателя и т.д., причем их рабочее напряжение может быть и ниже ~220В. На рис.2 показана принципиальная схема такого источника питания.
Рис.2.
Емкость разделительного конденсатора рассчитывается с учетом параметров трансформатора, а т.е., зная коэффициент трансформации, сначала рассчитывают напряжение, которое необходимо обеспечить на входе трансформатора, а затем, убедившись в допустимости такого напряжения для применяемого трансформатора, рассчитывают параметры конденсатора.
Мощность, отдаваемая таким источником питания, вполне может питать квартирный звонок, приемник, аудиоплеер и т.д.
Материал подготовил Ю. Замятин, (UA9XPJ).
