Принципова схема нескладного імпульсного блоку живлення, який видає на виході 6В при струмі навантаження 0,5 А. Імпульсні джерела живлення, на відміну від звичайних, з силовим знижувальним трансформатором, при однаковій вихідної потужності, відрізняються меньшімігабарітамі, меншою вагою і, не завжди, але, як правило, більш високим ККД.
Блоки живлення з регульованим вихідним напругою зазвичай виготовляють із застосуванням силового понижуючого трансформатора, що працює на частоті мережі змінного струму 50 Гц і лінійного або імпульсного стабілізатора вихідної напруги постійного струму.
Імпульсні джерела живлення з регульованим вихідним напругою, перетворювач напруги яких працює на високій частоті, поширені мало через їх підвищеної складності.
Не обов'язково виготовляти таке джерело живлення з чистого аркуша, для значного спрощення та прискорення збірки можна застосувати вже готовий імпульсний БП на фіксовану вихідну напругу, який після нескладної доробки стане регульованим.
Принципова схема
На рис. 1 показана схема імпульсного БП від однієї з «зарядок», маркований як СТ-1В. Вихідна стабілізована напруга цього БП близько 6,2 В при струмі навантаження до 0,5 А. Принципова схема була складена по платі.
Високовольтна частина цього БП виглядає традиційно - вузол перетворювача напруги зібраний на популярному потужному високовольтному транзисторі MJE13003, на транзисторі Q4 зібраний вузол захисту від перевантаження Q1. Також, Q4 бере участь в схемі стабілізації вихідної напруги.
Відмінною особливістю цього БП є наявність ще одного вузла захисту від перевантаження, реалізованого на Q2, R8, R9. При збільшенні струму навантаження до 0,5 ... 0,6 А, підключеної до виходу БП, напруга на висновках резистора R8 досягає 0,5 ... 0,6 В, транзистор Q2 відкривається, струм через світлодіод оптрона U1 збільшується, фототранзистор оптрона відкривається сильніше, що призводить до більшого відкривання Q4, який частково шунтирует емітерний перехід Q1, вихідна напруга БП знижується.
При зменшенні струму навантаження вихідна напруга БП прагне збільшитися, струм через стабілітрон ZD1 зростає, що так само призводить до збільшення струму через світлодіод оптрона U1. Зелений кристал здвоєного світлодіода LED1 світить при наявності вихідної напруги.
Мал. 1. Принципова схема імпульсного джерела живлення на транзисторах.
Червоний кристал світить в повну яскравість при підключенні до виходу БП навантаження. Стабілітрон ZD2 захищає підключене навантаження від підвищеної напруги при несправності перетворювача напруги. При відключенні вузла захисту на транзисторі Q2 вихідний струм БП обмежують на рівні близько 1 А при напрузі мережі 220 В вузол на Q4 і датчик струму на R10.
схема доопрацювання
Щоб в цьому імпульсному джерелі живлення з'явилася можливість регулювати вихідну напругу, він був доопрацьований за схемою, показаної на рис. 2. Модернізований БП розрахований на вихідну напругу 3,3 ... 9 В при струмі навантаження до 0,5 А. Нумерація додатково встановлених елементів продовжує нумерацію елементів, встановлених виробником БП.
На вході блоку живлення був встановлений додатковий RC фільтр C10R3L4C11, який знижує рівень перешкод, як надходять з мережі живлення, так і проникаючих в мережу живлення від працюючого імпульсного перетворювача напруги. Резистор R16 обмежує пусковий струм БП, а також, виконує запобіжні функції.
Пусковий струм при включенні харчування також обмежується опором обмоток дроселів L3, L4. Конденсатор С1 був встановлений ємністю 2,2 мкФ замість 1 мкФ, а на місце СЗ припаяний конденсатор ємністю 4,7 мкФ замість 1 мкФ. Резистор R10 встановлено опором 3,9 Ом замість 3,3 Ом.
Це знизило струм спрацьовування захисту від перевантаження до 0,8 А замість 1 А. Конденсатор С7 видалений. Конденсатор С8 встановлено ємністю 1000 мкФ замість 220 мкФ. Конденсатор С9 встановлений на 470 мкФ замість 220 мкФ. Паралельно цим двом конденсатором припаяно по SMD керамічному конденсатору ємністю по 10 мкФ.
На місце діода D8 замість FR103 встановлений більш потужний діод FR203. Оскільки розмах амплітуди напруги на обмотці III перевищує 50 В, діод Шотки на місце D8 було вирішено не встановлювати. Резистор R8 встановлений опором 0,5 Ом замість 1 Ом. Стабілітрони ZD1 і ZD2 видалені.
Вихідна напруга БП регулюють змінним резистором R20. Цей резистор використовується в реостатному включенні, щоб в разі обриву в ланцюзі його рухомого контакту, на виході БП було мінімальне напруження. Чим нижче по схемі положення движка R20, тим більше вихідна напруга БП. R19 і С13 усувають самозбудження мікросхеми регульованого стабилитрона DA1.
Мал. 2. Схема доопрацювання блоку живлення для можливості регулювання напруги.
Вузол індикації струму підключеного навантаження був модернізований. Замість кремнієвого р-п-р транзистора типу SS9015 встановлений германієвого МП25Б і змінена схема його включення. Тепер для цього вузла на Q5 не потрібно окремий датчик струму, що протікає, роль якого раніше виконував кремнієвий діод D3.
У новій схемі резистор R8 є датчиком струму як для кремнієвого Q2, так і для германієвого Q5. При вихідній напрузі 5 В світіння червоного кристала світлодіода стає добре помітним при струмі підключеного навантаження близько 60 мА.
При струмі навантаження 0,35 А світіння червоного кристала повністю перекриває світіння зеленого кристала світлодіода, при струмі 0,45 А яскравість світіння червоного кристала світлодіода досягає максимуму.
На вихід блоку живлення встановлений додатковий LC фільтр L5C15. Амплітуда напруги пульсацій і шумів на виході БП 20 ... 40 мВ. Резистор R13 встановлено опором 1 кОм замість 560 Ом, а R1 680 Ом замість 470 Ом.
Мал. 3. Продовження доопрацьованій схеми блоку живлення (вихідна частина).
Мікросхема KIA431 встановлена на місце, де раніше був припаяний світлодіод. Замість такої мікросхеми можна застосувати TL431, AZ431, LM431, виконану в трёхвиводном корпусі ТО-92. Замість несправного транзистора MJE13003 можна застосувати MJE13005.
До високовольтного транзистора потрібно прикріпити дюралюмінієвий тепловідвід з площею охолоджуючої поверхні близько 8 см.кв, це значно підвищить надійність пристрою. Тепловідведення за допомогою тонкої слюдяною прокладки і ПВХ трубки або втулки повинен бути надійно електрично ізольований від колектора Q1, інакше він стане ефективною випромінює антеною.
деталі
Замість транзистора ВС847 підійде будь-який з серій 2SC1815, 2SC945, ВС548, SS9014, КТ315, КТ3102, КТ645, КТ6111. Транзистор 2SA733 можна замінити на SS9012, SS9015, ВС557, ВС558, 2SA708, КТ361, КТ209, КТ3107, КТ6112, КТ6115.
Замість германієвого транзистора МП25Б підійде будь-який з серій МП20, МП21, МП25, МП26, МП39 - МП42. Рекомендовані в варіантах замін транзистори мають відмінності в типах корпусів і цоколевке висновків. Діоди 1N4007 можна замінити на 1 N4005, 1 N4007, UF4005 -UF4007, 1N4937GP, 11DF4, КД 209Б, КД243Д, КД247Г.
Замість діода FR107 може працювати будь-який з UF4007, 1N4937GP, 1 N5399, RG2M, КД247Д. Діод FR203 можна замінити на будь-який з FR202 - FR207, FR302 -FR307, SRP300D SRP300K, КД226А -КД226Е. Замість діода 1N4148 можна встановити 1SS176S, 1SS244, 1 N914, КД510А,
Дроселі L3, L4 малогабаритні промислового виготовлення, намотані на Н-образних феритових сердечниках. Підійдуть будь-які індуктивністю від 100 мкГн і опором обмоток 10 ...
100 Ом. Дросель L5 двохобмотувальний, містить кілька витків складеного вдвічі многожильного монтажного проводу на кільці з низькочастотного фериту або пермаллоя, чим більше індуктивність і чим менше опір обмоток цього дроселя, тим краще. Конденсатори СЮ, С11 керамічні високовольтні.
Змінний резистор R20 підключають до схеми екранованим проводом мінімальної довжини, металевий екран змінного резистора повинен бути з'єднаний з мінусом С9. Резистор R16 бажано застосувати невозгораемий або розривної. Світлодіод будь двухкрістальний із загальним катодом, наприклад, серій L-119, L-293.
Замість такого світлодіода можна застосувати і два звичайних світлодіода безперервного світіння. Оптрон Рс817 можна замінити на будь-який з PS817, LTV817, EL817, SFH617A-2, PS2501-1, РС814, Рс120, РС123, виконаний в стандартному четирёхвиводном корпусі.
Всі деталі модернізованого блоку живлення розміщені в коробці з полістиролу розміром 80x50x44 мм від мережевого адаптера для ігрової приставки «Денді». Контактні штирі для підключення до електричної розетки видалені з корпусу, замість них використовується гнучкий шнур живлення з вилкою, що набагато зручніше. Вага пристрою в зборі 110 грам.
Вузол на германієвих транзисторів Q5 змонтований на окремій невеликій платі. Дросель L5 приклеєний до корпусу полімерним клеєм «Квінтоль». При складанні стежте за тим, щоб дроти «гарячої» високовольтної частини схеми не перехлёствивалісь з проводами і вузлами її низьковольтної частини. У режимі холостого ходу БП споживає від мережі струм 2 мА при напрузі мережі 240 В змінного струму і 24 мА при вихідному напрузі 9 В при струмі навантаження 0,5 А. Таким чином, ККД цього джерела живлення становить близько 78%.
Бутов А. Л. РК-2015-08.
література:
- Бутов А.Л. Доопрацювання зарядного пристрою STA-U12RD. РК-2013-03.
- Бутов А.Л. Імпульсний блок живлення з старого відеоплеєра. РК-2014-12.
- Бутов А.Л. Високовольтний стабілізатор напруги постійного струму. РК-2010-11.