Síťový zdroj pro radiopřijímač s budíkem RC40

Zadání

Zdroj jsem navrhl a zhotovil jako náhradu napájecí baterie v rozhlasovém přijímači s budíkem typ RC40. Tento přijímač se vyráběl v bývalém Východním Německu kolem roku 1989. Jeho napájení zajišťuje baterie ze tří kusů suchých článků o velikosti AA (tužkový článek) a jmenovitém napětí 1,5 V. Tolerance výstupního napětí není mnoho přísná. U zařízení napájených z primárních (suchých) článků se počítávalo s napájecím napětím v mezích +10 % až −20 %. Distributor elektřiny udává podle [1] pro síť nn jmenovité napětí 230 V ±10 % (viz [4]), tedy uvnitř mezí pro případ napájení ze suchých článků. Důležitější je však požadavek, aby výstupní napětí bylo prosto brumů a šumů. Potřebné proudové zatížení bylo zjištěno zkouškou, kdy při subjektivně velké hlasitosti přijímače byla naměřena spotřeba proudu do 100 mA. Protože při provozu nelze vyloučit zkrat mezi výstupními svorkami, je žádána odolnost proti zkratu.

Fotografie rozhlasového přijímače s budíkem typ RC40.

Zapojení

Obrázek se schématem
zapojení zdroje pro radiopřijímač RC40.

Po zvážení požadovaných elektrických parametrů byl zvolen zdroj napěťový, klasické koncepce, lineární, s oddělením od síťového rozvodu transformátorem, se stabilizací výstupního napětí odlehčeným paralelním parametrickým stabilizátorem napětí a proudovým omezením sériovým odporem.

Viz schéma zapojení. K síťovému rozvodu je zdroj připojen přes zvonkový transformátor, jež se k tomuto účelu velmi dobře hodí: je určen pro trvalý provoz, takže není třeba vypínač na primární straně, je výborně izolován, nepotřebuje ochranný vodič a pro toto použití je i dostatečně výkonově dimenzován. Proud ze sekundárního vinutí se dvoucestně usměrní můstkem z diod VD1 až VD4 a akumuluje ve sběracích kondenzátorech C1 a C2. To je první vyhlazení proudu. Stabilizátor napětí tvoří sériové spojení VZ1 a VD5 napájené proudovým zdrojem z rezistoru R1. Místo rezistoru R1 by byl lepší zdroj konstatního proudu, to by ale bylo moc komplikované řešení. Rezistor R2 zvýší vnitřní odpor stabilizátoru VZ1+VD5 a tak zvýší i filtrační účinek kondenzátoru C3 na napájecí proud pro bázi emitorového sledovače a násobiče kapacity s tranzistorem VT1, osazeno typem KD367, což je výkonový tranzistor v Darlingtonově zapojení s Ptot = 60 W (netřeba opatřovat chladičem) a se zesilovacím činitelem větším než 750. Rezistor R3 slouží k omezení proudu a je dimezován na zatížení 1 W. Rezistor R4 má funkci předzátěže a definuje podmínky pro zdroj při vypnutí radiopřijímače. Výstup zdroje je pro střídavé proudy vyšších kmitočtů uzavřen přes kondenzátor C4.

Provedení

Celý zdroj je vestavěn v „samoskříňce“, kdy dvě bakelitová pouzdra zvonkových transformátorů JESAN 0156 jsou sešroubovaná k sobě svými základnami. V jednom pouzdru je transformátor, ve druhém pouzdru je místo transformátoru vestavěna deska plošných spojů s elektronickou částí zdroje. Předloha s motivem spojů se bohužel nedochovala. Na svorky primárního vinutí transformátoru je připojena dvoužilová šňůra se zástrčkou do síťové zásuvky. Na výstup zdroje je připojena dvojlinka na jejímž druhém konci jsou náhražky tužkových článků vložené mezi původní kontakty pro články v bateriovém prostoru radiopřijímače. Dvojlinka vstupuje do prostoru pro baterie otvorem vypilovaným v pravé boční stěně. Zdroj je trvale připojen k síti, radiopřijímač se zapíná a vypíná svým původním vypínačem.

Fotografie rozhlasového přijímače s budíkem typ RC40 a
síťového zdroje.  Fotografie síťového zdroje bez krytů.  Fotografie
připojení síťového zdroje v prostoru pro baterie rozhlasového přijímače s
budíkem typ RC40.

Životnost, prostředí a použité součástky

Zdroj byl realizován v roce 1990 a je provozován v režimu kdy je trvale připojen k elektrovodné síti. Připojený rozhlasový přijímač je zapnut a tedy odebírá ze zdroje energii několik hodin denně. Doba téměř nepřetržitého připojení k dnešku (září 2007) činí přibližně 149 000 hodin. Během této doby se nestala žádná porucha ani nedošlo k pozorovatelnému zhoršení parametrů. Prostředí v němž je zdroj provozován je obytná místnost s teplotou od +15 °C do +30 °C, s „běžnou vlhkostí“ bez kondenzace, bez mechanického namáhání otřesy anebo vibracemi, tedy jako v bavlnce. Propojení součástek je provedeno ručním měkkým pájením na desce plošných spojů vyrobené podomácku a několik spojů je závitových (spojení kolektoru VT1, svorky transformátoru, výstupní svorky). Pro realizaci přitom byly použity součástky nové i ze šuplíku, jak ukazuje následující tabulka.

Součástky použité pro realizaci síťového zdroje pro rádiobudík RC40.
Index Popis Součástka
T1 transformátor zvonkový JESAN typ 0156, primár na 220 V, sekundár 8 V/0,2 A nová
VD1, VD2, VD3, VD4 dioda usměrňovací asi PHILIPS typ 1N5062 použitá
C1, C2 kondenzátor elektrolytický TESLA TE984 500 μF 15 V použitá
VZ1 dioda stabilizační TESLA KZ141 nová
VD5 dioda usměrňovací TESLA KY130/80 použitá
R1 rezistor typ MLT-1 180 Ω 1 W nová
R2 rezistor vrstvový uhlíkový TESLA TR112a 100 Ω 0,125 W použitá
C3 kondenzátor miniaturní elektrolytický s jednostrannými vývody TESLA TE002 50 µF 6 V nová
VT1 tranzistor TESLA KD367 nová
R3 rezistor vrstvový metalizovaný TESLA TR153 39 Ω ±5 % 1 W nová
R4 rezistor vrstvový uhlíkový TESLA TR112a, 1 kΩ 0,125 W. použitá
C4 kondenzátor keramický polštářkový TESLA TK?? 100 nF 12,5 V dielektrikum supermit použitá

Zařízení je stále používáno a bude zajímavé, kdy a jaká porucha se objeví první. Domnívám se, že tím prvním slabým článkem bude některý elektrolytický kondenzátor.

Literatura

[1] E.ON Česká republika, s.r.o., E.ON - Parametry elektřiny vlastnosti - výrobku, Internet http://www.eon.cz/cs/info/parameters.shtml.
[2] Zbyšek Bahenský, Síťový zdroj k tranzistorovému přijímači, časopis Amatérské rádio, řada A, ročník 1987, číslo 2, strana 46 až 47.
[3] Ing. Josef Punčochář, Zenerovy diody a tranzistory jako vyhlazovací členy, časopis Amatérské rádio, řada B, ročník 1992, číslo 2, strana 29 až 32.
[4] ČSN EN 50160:2000 Charakteristiky napětí elektrické energie dodávané z veřejné distribuční sítě, A Power Quality Standard podle EN 50160:2000.