Почему бы не осуществить питание часов от телефонной линии? Такой вопрос, наверное, задавали себе многие. Например, мои часы потребляют ток 900 мкА, поэтому батарейку приходится менять примерно 3-4 раза в год. Питание от телефонной линии позволило бы сэкономить на батарейках, что является важным аспектом, но также представляет интерес с технической точки зрения. Я хотел бы реализовать эту идею.
В телефонной линии напряжение в различных ее режимах и в зависимости от типа АТС составляет 48 - 60 В при свободной линии, 7-12 В при занятой и 100...120 В переменного тока частотой 25 Гц при вызове. Для часов требуется 1,2 - 1,6 В, при среднем значении потребляемого тока от 150-1000 мкА в зависимости от механизма. Телефонную линию в режиме "свободно" при уложенной трубке телефона по ГОСТу можно нагружать током максимум 1 мА для питания схемы телефонного аппарата. Таким образом, потребляемый часами ток укладывается в норму.
Делать источник питания на основе стабилизатора напряжения для такого тока нагрузки нецелесообразно, т.к. он сам будет потреблять ток, соизмеримый с током нагрузки. При таком малом токе нагрузки лучше всего применить гасящий резистор и накопительный конденсатор. Но напряжение в линии меняется в широких пределах - от 7 до 120 В. Нужно применить 2 резистора - один для режимов "свободно" и "вызов", второй для режима "занято". И переключать их. Так было сделано в схеме, которую я нашел на форуме "Радиокот", и хотел сделать в начале. Но в моей телефонной линии сразу после того, как трубка кладется на аппарат, напряжение держится на уровне 30 В, в течение 30 секунд, затем возрастает до 48 В - нужен еще один резистор и коммутатор для него. Вместо этого я решил попробовать использовать генератор тока.
Генератор тока по такой схеме, при изменении напряжения линии от 5 до 50 В, обеспечивает на часах напряжение от 1,2 до 1,5 В . Но у этого генератора тока есть недостатки: через резистор смещения R1 при напряжении линии 50 В протекает ток около 100 мкА, дополнительно нагружающий линию. При напряжении линии 5 В этот ток уменьшается до 8 мкА, что и приводит к уменьшению выходного тока, напряжение на часах при этом снижается с 1,5 В до 1,2 В - на 0,3 В. Эту схему можно усовершенствовать, и она тогда дает хороший результат: напряжение на часах меняется всего на 15 мВ, при указанных изменениях напряжения в линии. Изменения описаны в статье: https://dzen.ru/a/aIfKR_Lnj1R_qWE0?share_to=link
Но ток смещения все равно остается.
В журнале "Радио" нашел схему генератора тока - двухполюсника на четырех транзисторах.
Эта схема состоит из двух генераторов тока: VT1, VT2 и VT3, VT4, аналогичным предыдущей схеме, включенных встречно. Выходной ток первого генератора является током смещения для второго и наоборот. Благодаря этому схема обеспечивает хорошую стабильность тока и напряжения на часах в широком диапазоне изменения напряжения в линии. И не требует дополнительного тока смещения.
Ток в задается резисторами R1 и R2. Если R1 = R2 = R, то выходной ток определяется так: Iвых=2Uбэ/R. Для тока 1 мА сопротивление резисторов составляет 1,5 кОм. Собрал, проверил - работает отлично. Напряжение на нагрузке 1,5 кОм, меняется всего на 30 мВ, при изменении напряжения источника питания от 3 до 120 В. А при изменении от 3 до 50 В - на 7 мВ.
Окончательно схема источника питания выглядит так:
Напряжение с телефонной линии через фильтр НЧ R1, R2, С1, предназначенный для подавления импульсных помех, приходящих с лини, поступает на диодный мост, который позволяет подключать источник питания к линии в любой полярности, а также выпрямляет переменное напряжение вызывных посылок. С диодного моста напряжение поступает через генератор тока, собранный на транзисторах Q1...Q4 и резисторах R3...R6 на накопительный конденсатор С2 и подключенную нагрузку - часы. Светодиод D5 ограничивает напряжение на выходе при отключенных часах на безопасном уровне - 1,56...1,7В.
В генераторе тока добавлены резисторы R4 и R5. Они обеспечивают надежный запуск генератора тока. Могут иметь номинал от 680 кОм до 5,1 МОм. Чем выше их номинал, тем лучше стабилизация, но все же должен обеспечиваться надежный запуск схемы.
Конденсатор С1 К73-17 на напряжение не менее 250 В. С2 может быть емкостью 2200...4700 мкФ с рабочим напряжением от 6,3 В. Диодный мост может быть любой с рабочим напряжением не менее 250 В, можно заменить диодами с обратным напряжением не менее 250 В. Транзисторы Q1 и Q4 - любые маломощные, Q2 и Q3 - маломощные с напряжением Uкэ не менее 250 В.
Налаживание схемы состоит в установке тока подбором резисторов R3 и R6, при котором на часах будет обеспечиваться напряжение от 1,2 до 1,55 В. Резисторы R3 и R6 можно установить подстроечные на 10...15 кОм, предварительно установив их сопротивление 1,5 кОм. Не подключая часы, подключить схему к телефонной линии. На выход подключить вольтметр. По мере заряда конденсатора С2, напряжение на выходе должно стать 1,6...1,7 В, что не опасно для часов. Светодиод должен светиться. Затем можно подключить часы и резисторами установить напряжение на них 1,3...1,45 В . После регулировки подстроечные резисторы можно заменить постоянными с таким же сопротивлением.
Некоторые механизмы не запускаются при плавном нарастании напряжения питания. В этом случае часы следует отключить от схемы, дождаться заряда конденсатора С2 и свечения светодиода, затем подключить вновь.
Указанные на схеме резисторы соответствуют выходному току 1 мА.
Регулировкой тока, и как следствие, напряжения питания часов (в пределах 1,1...1,6 В) можно в некоторой степени регулировать их суточный ход: увеличение напряжения ускоряет ход, уменьшение - замедляет.
Мои часы при напряжении питания 1,45 В уходили вперед на 0,6 с в сутки. Постепенно снижая напряжение до 1,15 В (при меньшем напряжении часы работали не стабильно) удалось добиться точности +0,08...0,09 с в сутки, это около 10...11 секунд за четыре месяца. Подключив часы к источнику питания через выключатель, простым отключением на это время один раз в четыре месяца производится ручная коррекция.
- Полная или частичная перепечатка статьи, без письменного разрешения автора, запрещена.