Каталог радиолюбительских схем

Источником питания бытовых настенных или настольных электронно-механических часов-будильников с привычным для нас стрелочным циферблатом обычно служит гальванический элемент 343. Однако в доме таких часов может быть несколько, поэтому, естественно, периодически возникает проблема замены отслуживших свой срок элементов питания. В таких случаях гальванический элемент можно заменить сетевым блоком питания, о чем рассказывалось неоднократно, например в [1,2]. Но здесь возникает другая неприятность - остановка "хода" часов при пропадании сетевого напряжения.

Более надежными и удобными в эксплуатации являются сетевые блоки питания с накопителями электропитания в виде малогабаритных никель-кадмиевых аккумуляторов Д-0.1, Д-0.125. Они обеспечат нормальную работу часов как при кратковременных, так и длительных пропаданиях напряжения в сети.

Предлагаемый блок питания электронно-механических часов, схема которого приведена на рис.1, является усовершенствованным вариантом блоков, описанных в [3,4]. Основное его отличие - возможность подсветки циферблата в темное время суток. Конструкция блока соответсвует габаритам гальванического элемента 343 (R14), что позволяет быстро встраивать его в часы без каких-либо доработок.

Конденсаторы C1 и C2 выполняют функцию балластных реактивных элементов, гасящих избыточное напряжение сети. Их номинальные емкости определяют значение тока, протекающего через них. Благодаря тому, что конденсаторы включены в разные сетевые провода, напряжение на всех других элементах блока по отношению к земле не превышает половины сетевого. Кроме того, в случае аварийной ситуации эти элементы окажутся соединенными с землей, ток замыкания будет ограничен и не приведет к тяжелым последствиям.

Если контакты выключателя SA1 замкнуты, то при отрицательной полуволне сетевого напряжения на верхнем (по схеме) проводе диод VD2 откроется и через него будут заряжаться конденсаторы C1 и C2. При положительных же полуволнах конденсаторы станут перезаряжаться, ток потечет, в первую очередь, через открытый диод VD3 и начнет подзаряжаться аккумулятор G1 и конденсатор C3. Напряжение полностью заряженного аккумулятора будет не менее 1.35 В, а на светодиоде HL1 - около 2В. Поэтому светодиод начнет открываться и тем самым ограничивать зарядный ток аккумулятора. Следовательно, аккумулятор постоянно будет в заряженном состоянии.

Таким образом, при наличии напряжения в сети часы питаются от нее во время положительных полупериодов, а во время отрицательных полупериодов - энергией, запасенной аккумулятором G1 и конденсатором C3. При пропадании сетевого напряжения источником питания становится только аккумулятор, энергии которого хватит на несколько суток и даже недель непрерывной работы часов - в зависимости от значения потребляемого ими тока.

Освещение циферблата включают размыканием контактов выключателя SA1. В этом случае ток зарядки и разрядки конденсаторов C1 и C2 протекает через нити накала ламп EL1 и EL2, и они начинают светиться. А ранее замкнутых двуханодный стабилитрон VD1 теперь выполняет две функции: ограничивает напряжение на лампах до значения, при котором они светятся с небольшим недокалом (что увеличивает срок их службы), и в случае перегорания нити накала одной из ламп, пропускает через себя зарядно-разрядный ток конденсаторов, что предотвращает нарушение работы блока питания в целом.

Резистор R1 служит для разрядки конденсаторов C1 и C2 при отключении устройства от сети.

Все элементы устройства, кроме ламп накаливания EL1, EL2 и выключателя SA1 размещаются на печатной плате из двустроннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1.5...2 мм (рис.2). Форма платы с деталями на ней напоминает гальванический элемент 343 (рис.3), который можно вставить в соответсвующий отсек часов. Для имитации контактов плюсового и минусового электродов элемента питания печатные проводники обеих сторон платы по краю опаяны тонкой фольгой (Например, удаленной с заготовки платы). На плату приклеивают конденсаторы C1 и C2, аккумулятор, а затем распаивают остальные детали блока питания.

Конденсаторы C1 и C2 - К73 на номинальное напряжение не менее 300 В, C3 - К52, К50-6. Двуханодный стабилитрон КС213Б (VD1) можно заменить на два включенных встречно-последовательно стабилитрона Д814Д, КС213Ж, КС512А. Диоды VD2 и VD3 - любые выпрямительные малогабаритные. Светодиод HL1 - любой из серии АЛ341, надо только предварительно отбрать экземпляр, у которого прямое напряжение при токе 10 мА составит 1.9...2.1 В. Лампы накаливания EL1 и EL2 - СМН6,3-20 (на напряжение 6.3 В и ток накала 20 мА) или аналогичные слаботочные. Выключатель SA1 может быть любой конструкции, важно лишь, чтобы его корпус был надежно изолирован от сети.

В один из входных сетевых проводов устройства, например, внутри вилки X1, желательно включить токоограничительный резистор R_огр (на рис.1 обозначен штриховыми линиями) сопротивлением 36...51 Ом на мощность рассеяния 0.5 Вт, предотвращающий возможный выход из строя элементов устройства в момент подключения блока питания к сети.

Смонтированный блок питания можно поместить в цилиндрический корпус из изоляционного материала или просто обмотать его изоляционной лентой. Лампы накаливания и малогабаритный выключатель SA1 устанавливают в наиболеее подходящем для них месте корпуса часов.

Литература

1.Верхало Ю. Блок питания для "Славы". - Радио, 1992, #1, с. 67

2.Нечаев И. Блок питания для электронно-механических часов. - Радио, 1990, #6, с. 76

3.Нечаев И. Блок питания на оптопарах. - Радио, 1996, #6, с. 42

4.Каревский В. Блок, заменяющий элемень питания. - Радио, 1996, #6, с. 41