Собирая сетевые блоки питания, радиолюбители нередко устанавливают в них различные выходные трансформаторы, выполняющие роль трансформаторов питания. Чаще всего в таких устройствах можно встретить выходные трансформаторы кадровой развертки телевизоров - ТВК. Причем, в зависимости от того, какой трансформатор использован, на выходе выпрямителя может быть получено постоянное напряжение от 13 до 28В.
Однако следует помнить, что трансформаторы ТВК предназначены для других целей и не всегда могут удовлетворить требованиям, предъявляемым к трансформаторам питания. Особенно это касается стабильности напряжения на вторичной обмотке (понижающей) при изменении тока нагрузки. Так, при подключении нагрузки с током потребления до 1А напряжение на обмотке может уменьшиться почти на 30 %.
Кроме того, отмечены случаи выхода из строя некоторых трансформаторов из-за перегорания первичной обмотки (о причине будет сказано ниже). Все это свидетельствует о том, что нужно внимательно выбирать тот или иной трансформатор для блока питания, помня об ограниченных возможностях их. Совсем другое дело, если трансформатор доработать или перемотать, используя лишь магнитопровод и каркас. Надежность работы и КПД такого трансформатора повысятся.
Самая простейшая доработка - устранение зазора в магнитопроводе. Его делают для того, чтобы протекающий через первичную обмотку постоянный ток создавал, возможно меньшее магнитное поле. Этот зазор снижает КПД трансформатора и сказывается на стабильности напряжения, на вторичной обмотке при изменении тока нагрузки. Если магнитопровод трансформатора набран из штампованных пластин (трансформаторы ТВК-70Л2, ТВК-110Л2), поступают так.
Аккуратно снимают кожух трансформатора и разбирают магнитопровод - отделяют друг от друга Ш-образные и прямоугольные пластины-перемычки. Затем магнитопровод собирают иначе - пластины кладут вперекрышку. На магнитопровод надевают кожух - и трансформатор готов. Теперь стабильность напряжения на вторичной обмотке повысится вдвое по сравнению с обычным трансформатором.
Магнитопровод трансформаторов ТВК-110ЛМ и ТВК-110Л1 состоит из П-образных сердечников, набранных из ленточной стали. Поэтому нужно разобрать магнитопровод, удалить прокладку, зачистить наждачной бумагой места соединений сердечников. Вновь собирая магнитопровод, сердечники склеивают смесью мелкого порошка феррита 1000НН (или с более высоким числом) и эпоксидной смолы, составленной в пропорции 2:1. Смесь наносят на склеиваемые поверхности, соединяют сердечники, плотно прижимают их друг к другу, стараясь до предела уменьшить зазор. Выступившие излишки смеси удаляют и зажимают магнитопровод в тисках или струбцинами.
После сушки на магнитопровод надевают кожух. Как удалось выяснить, причина перегорания первичной (сетевой) обмотки - отсутствие изолирующих прокладок между слоями витков. Это может привести к пробою изоляции и короткому замыканию между витками. Выход здесь прост - нужно ввести прокладки, и трансформатор будет работать надежнее. Но осуществить это удастся только в трансформаторах ТВК-110ЛМ, ТВК-110Л1 и ТВК-110Л2, которые содержат дополнительную вторичную обмотку из тонкого провода. Тогда обмотку можно убрать, использовав занимаемый ею объем под изолирующие прокладки. Все данные приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Трансформатор
Должно быть
Мощность, Вт
Сердечник
Число витков
Максимальный ток, А
Число витков на 1В (N)
Число витков
ПЭВ-1, Æ 0.12
ПЭВ-1,Æ 0.14
ПЭВ-1, Æ 0,2
ПЭВ-1, Æ 0.12
Выполняя такую доработку, сначала отпаивают от контактов на каркасе выводы первичной обмотки, и аккуратно снимают наружную ленту из пропарафинированной бумаги. Если первичная обмотка расположена сверху, ее сматывают на какую-нибудь катушку” удаляют дополнительную вторичную обмотку и вновь наматывают первичную обмотку, прокладывая через каждые 500... 600 витков слой конденсаторной бумаги или кальки. Намотку желательно вести виток к витку.
Еще лучше вообще перемотать первичную обмотку в соответствии с данными, приведенными в таблице. Они основаны на расчетах, используемых при выборе трансформатора питания соответствующей мощности. В данном случае мощность ограничена сечением имеющегося магнитопровода. Сравнивая рекомендуемые данные первичной обмотки с имеющимися, нетрудно заметить наибольшее расхождение у трансформатора ТВК-110Л2. Именно этот трансформатор наиболее ненадежен, и использовать его без перемотки первичной обмотки рискованно.
Естественно, если число витков первичной обмотки будет изменено, напряжение на вторичной обмотке также изменится, - станет больше или меньше. Для получения прежнего напряжения (если это важно) придется соответственно изменить число витков вторичной обмотки. Здесь помогут сведения, приведенные в таблице, в частности число витков на 1В и максимальная мощность трансформатора.
Нужное число витков новой обмотки подсчитывают по формуле:
W 2 = 1,1NU 2 , где:
- W 2 - число витков вторичной обмотки;
- N - число витков на 1В;
- U 2 - напряжение на вторичной обмотке.
Максимальный диаметр провода вторичной обмотки зависит от напряжения на ней мощности трансформатора. Максимальная мощность, снимаемая со вторичной обмотки, должна быть менее (хотя бы на 10 %) мощности трансформатора, указанной в таблице 1.
Отслужившие свой век старые ламповые телевизоры ныне все чаще выбрасывают на свалку. Между тем в них остается много ценных и вполне пригодных деталей, в частности, трансформаторы, вновь намотать которые сумеет далеко не каждый. Для нас представляют, в первую очередь, интерес выходные трансформаторы кадровой развертки, имеющие небольшие габариты и массу. Их существует несколько разновидностей (см. таблицу 1).
Наиболее простой «кадровик» марки ТВК-70Л2 имели самые старые телевизоры (с углом отклонения лучей 70°). Он снабжен всего двумя обмотками - I и II. Первичная I с выводами 1 и 2 содержит 3000 витков провода марки ПЭВ-1 диаметром 0,12 мм. Вторичная II с выводами 3 и 4 имеет всего 146 витков провода той же марки, но уже диаметром 0,47 мм. Если обмотку I включить в сеть, на обмотке II появится переменное напряжение, чуть превышающее 10 В. Выпрямив его, мы будем иметь постоянное напряжение порядка 14 В. От этого трансформатора можно отбирать ток, не превышающий 0,5 А. С ростом тока выпрямленное напряжение заметно снижается.Остальные трансформаторы - от более современных телевизоров (с углом отклонения 110°). Они имеют уже не две, а целых три обмотки. Впрочем, обмотка III нам вряд ли потребуется. Дело в том, что напряжение на ней слишком велико (порядка 30 В). Да и намотана она чересчур тонким проводом, что весьма ограничивает потребляемый ток.
Трансформаторы ТВК-110ЛМ и ТВК-110Л-2 имеют близкие параметры. По габаритам и массе они лишь чуть больше предыдущего трансформатора. Но их обмотка II способна после выпрямления сформировать на конденсаторе постоянное напряжение, близкое к 18 В. От этой обмотке можно отбирать (через выпрямитель) до 0,4 А постоянного тока.
Кадровый трансформатор марки ТВК-1 ЮЛ-1 - наиболее мощный из всей этой четвертки. Его габариты и масса, естественно, превышают те же показатели остальных «кадровиков». Однако напряжение на его обмотке II высо-ковато, что нередко сдерживает область его применения. Ведь обычно в быту нам бывает нужно напряжение в пределах всего 9...12 В, а часто и еще ниже - 3...5 В. Данный же трансформатор после выпрямления способен обеспечить постоянное напряжение около 30 В (при токе до 1 А).
Чтобы выходное напряжение источника осталось неизменным при колебаниях напряжения сети и потребляемого тока, блок питания должен обязательно содержать электронный стабилизатор. На базе кадрового трансформатора от старого телевизора можно собрать такой универсальный источник. Он способен обеспечить ваши самоделки стабилизированным постоянным напряжением до 12 В при потребляемом токе до 0,3 А. Выходное напряжение этого блока питания имеет незначительные пульсации, поэтому к нему можно смело подключать любую радиоаппаратуру, включая высококачественную. Блок снабжен защитой от короткого замыкания (КЗ), что надежно предохраняет подключаемый аппарат от выхода из строя из-за пробоя регулирующего транзистора в стабилизаторе.
Блок питания (см. рисунок) содержит кадровый трансформатор ТВК-110ЛM (ТВК-110Л-2) Т1, выпрямительный диодный мост VD4 и оксидный конденсатор С1, на котором формируется постоянное напряжение 18 В. Стабилизатор собран на резисторах R1-R3, транзисторах VT1, VT2 и стабилитроне VD2. При верхнем (по схеме) положении движка переменного резистора R2 на гнездах XS1 присутствует напряжение около 12 В, а при нижнем - около нуля. Если в вашем распоряжении окажется готовый составной транзистор (допустим, КТ829А, КТ972А), транзисторы VT1, VT2 можно заменить одним таким. Его базу соединяют с движком переменного резистора R2, а эмиттер и коллектор подключают так, как включены одноименные электроды транзистора VT1.
Работает он так. Цепь, состоящая из резистора R4 и стабистора VD3, постоянно стремится открыть транзистор VT3. Однако закрытый выходным напряжением диод VD1 мешает этому. Более того, потенциал эмиттера транзистора VT3 выше потенциала его же базы. Значит, если даже попытаться замкнуть перемычкой диод VD1, транзистор VT3 все равно остается закрытым. (Замыкать диод VD1 на практике не рекомендуется - он нужен для повышения надежности работы транзистора VT3!).
Когда же происходит КЗ, выходное напряжение на клеммах XS1 пропадает. Тогда потенциал базы транзистора VT3 оказывается выше потенциала его эмиттера, поэтому диод VD1 и транзистор VT3 открываются, закрывая собой стабилитрон VD2. Вследствие этого транзисторы VT2 и VT1 закрываются, препятствуя прохождению тока от выпрямителя на выходные клеммы XS1.
Как только причина КЗ устранена, происходит автоматическое восстановление работы блока питания, что упрощает обращение с ним. Стабистор КС119А (VD3) можно заменить тремя последовательно соединенными непременно кремниевыми диодами (например, серий КД102, КД103, КД105, КД106, КД209 и др.). Сопротивление резистора R4 зависит от напряжения выпрямления. Если вместо 18 В оно равно 14 В (при использовании трансформатора ТВК-70Л2) или 30 В (с трансформатором ТВК-110Л-1), номинал R4 нужно уменьшить до 3,9 кОм или увеличить до 8,2 кОм соответственно.
Чтобы предварительно убедиться в правильной работе собранного узла защиты, нужно катод диода VD1 временно отключить от плюсовой клеммы и соединить его с минусовой клеммой (место разрыва на схеме условно отмечено крестиком). Напряжение на выходе блока (между гнездами разъема XS1) не должно превышать 0,01 В - такое маленькое напряжение замеряют цифровым вольтметром. Если это не так, транзистор VT3 следует заменить другим.
Данную проверку проводят при различных положениях движка резистора R2. Если при чрезмерно низком (меньшем 3 В) выходном напряжении защита вдруг не срабатывает, придется продолжить подбор транзистора VT3. Ограничить выходное напряжение снизу можно, включив последовательно с переменным резистором R2 постоянный резистор небольшого номинала. Он должен связывать нижний вывод резистора R2 с минусом конденсатора С1.
Транзистор КТ379А (VT3) имеет завидно небольшое напряжение перехода «коллектор-змиттер» в открытом состоянии (менее 0,1 В). Взамен него можно установить транзистор КТ373А или транзистор серии КТ342 - с буквенным индексом А, AM, Б, БМ или даже В, ВМ. Другие транзисторы (скажем, КТ315Г) тут использовать не советую, диод ГД507А (VD1) может быть заменен другим импульсным или высокочастотным германиевым ГД508А, ГД508Б, Д18 или даже серий ГД511, Д9 или Д2. Стабилитрон Д814Д взаимозаменяем с 2С212Ж, 2СМ213А, КС213Б, 2С213Б, Е или Ж, КС512А, 2С512А или устаревшие Д811, Д813, Д815Д.
Транзистор КТ315Г (VT2) заменим на КТ315Е. Вместо транзистора КТ817Г (VT1) годится любой транзистор серий КТ815, КТ817, КТ819. Но рекомендуется выбирать транзистор с наибольшим коэффициентом усиления тока и наиболее «высоковольтный» по напряжению «коллектор-эмиттер». Это же относится и к транзистору VT2.
Если этот блок предполагается использовать в роли «адаптера», питающего только одну нагрузку, допустим, плейер, переменный резистор R2 заменяют двумя постоянными резисторами, соединенными последовательно и имеющими общее сопротивление 2 кОм. Отношение номиналов резисторов подбирают таким, чтобы на выходе блока формировалось нужное напряжение.
Но есть и другой путь. Вместо стабилитрона Д814Д устанавливают стабилитрон с более низким или более высоким напряжением стабилизации. Тогда резистор R2 вообще исключают. Сопротивление же резистора R3 должно быть другим (см. таблицу 2). Тут приведены данные по наиболее характерным выходным напряжениям стабилизатора в пределах от 3 до 25 В.
Следует учитывать, что чем больше разница между выходными напряжениями выпрямителя и стабилизатора, тем лучше качество стабилизации. Но зато тем менее экономично он работает и тем сильнее нагревается регулирующий транзистор VT1. Он должен быть помещен на теплоотвод, сделанный из алюминиевой пластины размером 40x70x2 мм. Ее закрепляют строго вертикально, а транзистор крепят снизу пластинками.Собранный навесным монтажом блок питания с трансформатором ТВК-70Л2, ТВК110ЛМ или ТВК-110Л-2 легко умещается в корпусе 75x130x75 мм. Габариты блока с трансформатором ТВК-110Л-1 получаются немного больше. Если же вместо навесного монтажа применить печатную плату, размеры блока питания заметно сокращаются.
Этому способствуют и малые габариты моста КЦ405А (VD4). Кстати, тут годится любая диодная сборка серий КЦ405 (лучше для печатного монтажа) или КЦ402 (хуже). Можно применить и четыре диода, например, серий КД105, КД106, КД209, Д226 или даже Д7 (с трансформаторами ТВК-70Л2, ТВК-110ЛМ, ТВК-1 ЮЛ-2). Поскольку диоды Д7 германиевые, выходное напряжение выпрямителя будет увеличено приблизительно на 1 В (до 15 и 19 В соответственно). С трансформатором ТВК-110Л-1 потребуются более мощные диоды, допустим, серий КД208, КД226 или КД202. С этим трансформатором следует применять сборки серий КЦ402 или КЦ405, имеющие буквенный индекс от А до Е.
Журнал «САМ» №2, 1997 год
"РА.ЦИО" НАЧИНАЮЩИМ" "РАДИО" НАЧИНАЮЩИМ"
ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ Т В К В БЛОКЕ ПИТАНИЯ
Собирая сетевые блоки питания, радиолюбители нередко устанавливают в них различные выходные трансформаторы, выполняющие роль трансформаторов питания. Чаше всего в таких устройствах можно встретить выходные трансформаторы кадровой развертки телевизоров - ТВК Причем, в зависимости от того, какой трансформатор использован, на выходе выпрямителя может быть получено постоянное напряжение от 13 до 28 В. Об этом уже рассказывалось в статье В. Васильева «Выпрямитель на ТВК» в «Радио». 1977. ТА 8. с. 52. 53.
Однако следует помнить, что трансформаторы ТбК предназначены для других целей и не всегда могут удовлетворить требованиям, предъявляемым к трансформаторам питания. Особенно это касается стабильности напряжения на вторичной обмотке (понижающей) при изменении тока нагрузки Так. при подключении нагрузки с током потребления до I А напряжение на обмотке может уменьшиться почти на 30 % (а для трансформаторов от телевизоров «Темп» - вдвое).
Кроме того, отмечены случаи выхода из строя некоторых трансформаторов иза перегорания первичной обмотки (о причине будет сказано ниже).
Все это свидетельствует о том. что нужно внимательно выбирать тот или иной трансформатор для блока питания, помня об ограниченных возможностях их.
Совсем другое дело, если трансформатор доработать или перемотать, используя лишь магнитопровод и каркас. Надежность работы и КПД такого трансформатора повысятся.
Самая простейшая доработка - устранение зазора в магннтопроводе Его
делают для того, чтобы протекающий через первичную обмотку постоянный ток создавал возможно меньшее магнитное папе Этот зазор снижает КПД трансформатора и сказывается на стабильности напряжения на вторичной обмотке при изменении тока нагрузки.
Если магнитопровод трансформатора набран из штампованных пластин (трансформаторы ТВК-70Л2, ТВК* И0Л2, а также трансформаторы телевизоров «Темп-6М» и «Темп-7»), поступают так. Аккуратно снимают кожух трансформатора н разбирают магии- тоировод - отделяют друг от друга Ш-образные н прямоугольные пластины перемычки Затем магнитопровод собирают иначе - пластины кладут впе- рскрышку На магнитопровод надевают кожух - и трансформатор готов Теперь стабильность напряжения но вторичной обмотке повысится вдвое по сравнению с обычным трансформатором
Магнитопрооод трансформаторов ТВК-НОЯМ и ТВК-М0Л1 состоит из Г1-образных сердечников, набранных из ленточной стали Поэтому нужно разо брать магнитопровод. удалить прокладку, зачистить наждачной бумагой места соединений сердечников Вновь собирая магнитопровод. сердечники склеивают смесью мелкого порошка феррита 1000НН (или с более высоким числом) и эпоксидной смолы, состаплснной в пропорции 2:1 Смесь наносят на склеиваемые поверхности, соединяют сердечники. плотно прижимают их друг к другу, стараясь до предела уменьшить зазор Выступившие излишки смеси удаляют и зажимают магнитопровод в тисках или струбцинами После сушки на магннтопровод надевают кожух.
Как удалось выяснить, причина перегорания первичной (сетевой) ибмот-
Должно битв
Трансфор¬
Сердечник
Маиса мал» ни А
Число витков на 1 В
1 О- 21 И 13 4) III (3-61
113В 1 0.14 ПЗВ 1 0 62 Пс»В 1 О 14
1 (1-2) 11(3 4) 111 (5-6)
Г13В 10 17 I13B 1 0.64 113В 1 0 17
ПЗВ 1 0 15 II3B 1 0.65 МЗВ | 0.15
Темп 6М». «Темп 7»
"РАДИО" НАЧИНАЮЩИМ"
ки - отсутствие изолирующих прокладок между слоями витков Эго может привести к пробою изоляции и короткому замыканию между витками. Выход здесь прост - нужно ввести прокладки. и трансформатор будет работать надежнее, Но осуществигь это удастся только в трансформаторах ТВК-110Л.М. ТВК-ПОЛ! и ТВК-ПОЛ2. которые содержат дополнительную вторичную обмотку из тонкого провода (см таблицу). Тогда обмотку можно убрать, использовав занимаемый сю объем под изолирующие прокладки
Выполняя такую доработку, сначала отпаивают от контактом на каркасе выводы первичной обмотки м аккуратно снимают наружную ленту из пропара- фннированной б^тагн Если первичная обмотка расположена сверху, ее сматывают на какую-нибудь катушку, удаляют дополнительную вторичную обмотку и вновь наматывают первичную обмот ку. прокладывая через каждые 500... 600 витков слой конденсаторной бумаги млн кальки Намотку желательно вести виток к витку.
Еше лучше вообще перемотать первичную обмотку в соответствии с данными. приведенными в таблице Они основаны на расчетах, используемых при выборе трансформатора питания соответствующей мощности. В данном случае мощность ограничена сечением имеющегося магннтопроводе. Сравнивая рекомендуемые данные первичной обмотки с имеющимися, нетрудно заметить наибольшее расхождение у трансформатора ТВК-И0Л2 Именно этот трансформатор наиболее ненадежен. н использовать его без перемотки первичной обмотки рискованно
Естественно, если число витков первичной обмотки будет и1менено, напряжение на вторичной обмотке также изменится - станет больше или меньше. Для получения прежнего напряжения (если это важно) придется со ответственно изменить число витков вторичной обмотки. Здесь помогут сведения. приведенные в таблице, в частности число витков на I В н максимальная мощность трансформатора
Нужное число витков новой обмот-. кн подсчитывают по формуле
где Wf - число витков вторичной обмотки; N - число витков иа I В; Ux - напряжение на вторичной обмотке
Максимальный диаметр провала вторичной обмотки зависит от напряжении на ней мощности трансформатора Мак-"* симальная мощность, снимаемая со вторичной обмотки, должна быть менее (хотя бы ни 10%) мощности трансформатора. указанной в таблице
п Борон Ярославской обл
И. БАЛОНОВ
