Для радиолюбительских самоделок часто требуются источники питания с различными выходными характеристиками. Например, для сборки простой схемы автоматики освещения мне потребовался маломощный блок питания на 12 В . Покупать его оказалось накладно, стоимость готового источника превысила стоимость схемы автоматики. Самому сделать такой источник можно, и значительно дешевле имеющихся в продаже, но это уже при многократном повторении вносит рутину в творческий процесс. Поэтому, я нашёл относительно простой и достаточно дешёвый способ создать такой источник, это переделка готового зарядного устройства для смартфона .
Однажды у одного китайского продавца мне довелось приобрести десяток зарядных устройств для смартфонов с выходными характеристиками 5 В 1 А, что вполне удовлетворило мои потребности. Причём, эти ЗУ имеют стабилизацию выходного напряжения и в режиме холостого хода потребляют мало энергии, что не маловажно для создания устройств автоматики освещения и т.п. Всё, что мне осталось, поднять выходное напряжение до необходимого мне уровня, о чём и расскажу дальше.
Само ЗУ выглядит так:
Мне десяток таких малышек обошёлся по доллару за штучку.
Интересующие нас внутренности устройства можно посмотреть после аккуратного вскрытия:
Для Вас специально, и для личного архива, снял схему ЗУ, хотя для переделки в её подробности я даже не вникал.
Переделка поэтапно заключается в следующем:
- Аккуратно тонким эмалированным проводником делаем виток обмотки (можно несколько) и при включенном ЗУ под нагрузкой (подключаем заряжаемый гаджет) смотрим осциллографом амплитуду импульсов. Таким образом, определяем напряжение, создаваемое одним витком обмотки.
- Выпаиваем USB разъём.
- Снимаем тестовый виток и доматываем эмалированным проводником (подобным по толщине проводнику вторичной низковольтной обмотки) столько витков, сколько не хватает для получения требуемого выходного напряжения. Припаиваем намотанную обмотку последовательно вторичной заводской. Место спайки выбираем точку контакта с импульсным диодом Z1. Разрезаем дорожку между вторичкой и Z1. Припаиваем к контакту анода Z1 свободный конец домотанной вторички.
- Выпаиваем стабилитрон VD2, и вместо него впаиваем такой же, но на нужное напряжение, которое у нас и будет подаваться на выход.
- Выпаиваем конденсатор C4 и впаиваем аналогичную ёмкость на большее напряжение (на порядок выше выходного), например, для 12 В я выбрал конденсатор 100 мкФ 25 В.
В общем всё. Схема должна заработать без бубнов с танцами, если при переделке ничего не поломали.
У меня на трёх витках тестовой обмотки получился импульс, приближенный к прямоугольнику размахом 6 вольт, что даёт 2 вольта на виток. До 12 В мне не хватает 7 В или 3,5 витка. Мотаю 4 витка и далее по пунктам выше.
Конструкция получилась достаточно компактной, так что уместилась в родной корпус с небольшими переделками.
По факту у меня на выходе вышло 13,2 В. Возможно попался стабилитрон с такой характеристикой, а возможно я чего-то ещё не знаю про подобного рода переделки. В любом случае можно скорректировать напряжение другим стабилитроном, с меньшим напряжением стабилизации. Если такового не найдётся, не забывайте, что нужный стабилитрон можно получить при последовательном включении двух и более идентичных по току с разными напряжениями. Общее напряжение стабилизации будет суммой всех, входящих в цепочку.
И самое главное - О БЕЗОПАСНОСТИ! При работе с данной схемой во время теста с открытой платой нужно быть особо внимательным! На плате часть проводников находится под высоким сетевым напряжением, опасным для жизни! Не прикасайтесь к схеме ни чем ни к каким местам. Тестовая обмотка должна быть подключена к осциллографу до включения устройства в сеть!
Наверняка, у каждого автолюбителя есть зарядное устройство к аккумулятору. И не в любом устройстве есть встроенный хороший стабилизатор с фильтром на выхое, что проявляется в падении напряжения при больших токах. Я вам предлагаю собрать простую схемку, состоящую из батареи конденсаторов, самого стабилизатора на КРЕН и 2-ух транзисторов. Такой преобразователь даст вам на выходе до 6 Ампер тока. Вообще эту схему можно использовать для блока питания в качестве фильтра и стабилизатора напряжения. Стабилизатор напряжения защитит при больших временных нагрузках от падения напряжения и будет стараться поддерживать определенное значение, а фильтр уберет лишние пульсации, что улучшит характеристики блока питания. Короче, сами смотрите как использовать данную схему, потому что можно и в блок питания поставить дополнительно для улучшения характеристик и в зарядное. Ниже вы видите схему такого устройства, как приставка – стабилизатор к ЗУ авто:
Давайте начнем рассматривать схему по порядку. В самом начале мы видим четыре конденсатора С1, С2, С3, С4, которые большую функцию выполняют по фильтрации пульсаций, а в меньшей степени по стабилизации тока. На самом деле, если поставить конденсатор очень большой емкости, то собирать стабилизатор вовсе не надо – у нас и так получится готовый стабилизатор. Большую емкость конденсаторов можно сравнить с обычным аккумулятором, ведь у аккумулятора уже стабилизированное питание. А в конденсаторах залит электролит, электролит заряжается, а значит они подобны аккумуляторам. То есть например, мы подключили усилитель низких частот и на басах (когда ток достигает пикового значения) басы проседают, становятся хриплыми и не четкими, а если мы подключим батарею конденсаторов, то когда ток увеличится на басе, то конденсатор просто отдаст часть энергии и бас будет четким.
В общем выбирайте сами какой делать стабилизатор. Рассчитать энергию конденсатора для нужного тока можно по формулам, которые можно поискать в интернете. Такой стабилизатор + фильтр получится около 100-150 тыс мкф и это дорого. По данной схеме сумма четырех сглаживающих конденсаторов должна составить 20 тыс микрофарад. Дальше по схеме мы видим стабилизатор напряжения собранный на КРЕНке. Стабилизируемый ток будет зависеть от марки КРЕНки, а марку можно выбрать по таблице. Транзисторы образуют мощный эмиттерный повторитель, в результате чего данная схема способна стабилизировать напряжение до 5-6 Ампер.
Если хотите схему сделать более мощной, то можно добавить еще 2 транзистора, тогда такой стабилизатор сможет стабилизировать ток до 10-11 Ампер. То есть, подключаем еще два транзистора базами паралельно к КРЕН второй ноге, два коллектора к плюсу подводимого напряжения и эмиттерами на выход. Далее ставится конденсатор в качестве фильтра большей емкости (6000мкф) и потом два конденсатора малой емкости керамические на 0,1 которые будут подавлять высокочастотные помехи. Транзисторы обязательно нужно установить на теплоотвод – радиатор. При зарядке аккумулятора постоянно следите за тем, как нагревается радиатор. Если он сильно греется, то можете установить кулер на радиатор, который будет охлаждать его. На теплоотвод устанавливают все транзисторы! Теплоотвод, как правило, из алюминия. Для более лучшей теплопроводности покупаем теплопроводную пасту, мажем тонким слоем радиатор и транзистор, ждем 5 минут и плотно прижимаем, закручивая гайкой.
Стабилизатор подключается к выпрямителю зарядного устройства. Выход стабилизатора подключаем к заряжаемому аккумулятору. Рекомендуется на выходе поставить предохранитель на 5-6 Ампер, для защиты цепи от короткого замыкания. Так же, если вы хотите установить сигнализатор подачи напряжения, т.е. при включении видеть что устройство работает, то паралельно через резистор установите светодиод. При включении устройств в сеть светодиод будет загораться. Изменяя сопротивление резистора сделайте оптимальную яркость светодиода. Все, схема готова и готова к использованию.
Источник питания - из зарядного устройства для сотового телефона
И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Малогабаритная носимая аппаратура (радиоприемники, кассетные и дисковые плейеры) обычно рассчитаны на питание от двух-четырех гальванических элементов. Однако служат они недолго, и их приходится довольно часто заменять новыми, поэтому в домашних условиях такую аппаратуру целесообразно питать от сетевого блока. Такой источник (в просторечии его называют адаптером) нетрудно приобрести или изготовить самому, благо в радиолюбительской литературе их описано немало. Но можно поступить и иначе. Практически у трех из каждых четырех жителей нашей страны сегодня есть сотовый телефон (по данным исследовательской компании AC&M-Consulting, на конец октября 2005 г. число абонентов сотовой связи в РФ перевалило за 115 млн). Его зарядное устройство используется по прямому назначению (для зарядки аккумуляторной батареи телефона) всего лишь несколько часов в неделю, а остальное время бездействует. О том, как приспособить его для питания малогабаритной аппаратуры, рассказывается в статье.
Чтобы не тратиться на гальванические элементы, владельцы носимых радиоприемников, плейеров и т. п. аппаратуры используют аккумуляторы, а в стационарных условиях питают эти устройства от сети переменного тока. Если нет готового блока питания с нужным выходным напряжением, не обязательно покупать или собирать самому такой блок, можно использовать для этой цели зарядное устройство от сотового телефона, которое сегодня есть у многих.
Однако напрямую подключать его к радиоприемнику или плейеру нельзя. Дело в том, что большинство зарядных устройств, входящих в комплект сотового телефона, представляют собой неста-билизированный выпрямитель, выходное напряжение которого (4.5...7 В при токе нагрузки 0,1...О,ЗА) превышает требуемое для питания малогабаритного аппарата. Проблема решается просто. Чтобы использовать зарядное устройство в качестве блока питания, необходимо между ним и аппаратом включить переходник-стабилизатор напряжения.
Как говорит само название, основой такого устройства должен быть стабилизатор напряжения. Его удобнее всего собрать на специализированной микросхеме. Большая номенклатура и доступность интегральных стабилизаторов позволяют изготовить самые различные варианты переходников.
Принципиальная схема переходника-стабилизатора напряжения изображена на рис. 1. Микросхему DA1 выбирают
в зависимости от требуемого выходного напряжения и потребляемого нагрузкой тока. Емкость конденсаторов С1 и С2 может находиться в пределах 0,1...10мкФ (номинальное напряжение- 10 В).
Если нагрузка потребляет до 400 мА и такой ток способно отдать зарядное устройство, в качестве DA1 можно применить микросхемы КР142ЕН5А (выходное напряжение - 5 В), КР1158ЕНЗВ, КР1158ЕНЗГ (3,3 В), КР1158ЕН5В, КР1158ЕН5Г (5 В), а также пятивольтные импортные 7805, 78М05 . Подойдут также микросхемы серий LD1117ххх , REG 1117-хх . Их выходной ток - до 800 мА, выходное напряжение - из ряда 2,85; 3,3 и 5 В (у LD1117ххх - еще и 1,2; 1,8 и 2,5 В). Седьмой элемент (буква) в обозначении LD1117ххх указывает на тип корпуса (S - SOT-223, D - S0-8, V - ТО-220), а следующее за ним двузначное число - на номинальное значение выходного напряжения в десятых долях вольта (12 - 1,2 В, 18 - 1,8 В и т. д.). Присоединенное через дефис число в обозначении микросхем REG1117-хх также указывает на напряжение стабилизации. Цоколевка этих микросхем в корпусе SOT-223 показана на рис. 2,а.
Допустимо использование и микросхем стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением, например, КР142ЕН12А, LM317T. В этом случае можно получить любое значение выходного напряжения от 1,2 до 5...6 В.
При питании аппаратуры, потребляющей небольшой ток (30. .100 мА), например, малогабаритных УКВ ЧМ радиоприемников, в переходнике можно применить микросхемы КР1157ЕН5А, КР1157ЕН5Б, КР1157ЕН501А, КР1157ЕН501Б, КР1157ЕН502А, КР1157ЕН502Б, КР1158ЕН5А, КР1158ЕН5Б (все с номинальным выходным напряжением 5 В), КР1158ЕНЗА, КР1158ЕНЗБ (3,3 В). Чертеж возможного варианта печатной платы переходника с ис-
пользованием микросхем последней серии показан на рис. 3. Конденсаторы С1 и С2 - малогабаритные оксидные любого типа емкостью 10 мкФ.
Существенно уменьшить габариты переходника можно, применив миниатюрные микросхемы серии LM3480-xx (последние две цифры обозначают выходное напряжение). Они выпускаются в корпусе SOT-23 (см. рис. 2,6). Чертеж печатной платы для этого случая изображен на рис. 4. Конденсаторы С1 и С2 - малогабаритные керамические К10-17 или аналогичные импортные емкостью не менее 0,1 мкФ. Внешний вид переходников, смонтированных на платах, изготовленных в соответствии с рис. 3 и 4, показан на рис. 5.
Следует отметить, что фольга на плате может выполнять функцию тепло-отвода. Поэтому площадь проводника под вывод микросхемы (общий или выход), через который осуществляется отвод тепла, желательно сделать как можно большей.
Собранное устройство помещают в пластмассовую коробку подходящих размеров или в батарейный отсек питаемого аппарата. Для стыковки с зарядным устройством переходник необходимо снабдить соответствующей розеткой (аналогичной той, что установлена в сотовом телефоне). Ее можно разместить на печатной плате со стабилизатором либо закрепить на одной из стенок коробки.
Налаживания переходник не требует, необходимо только проверить его в работе с соединительными проводами, которые будут использоваться для подключения к зарядному устройству и питаемому аппарату. Самовозбуждение устраняют увеличением емкости конденсаторов С1 и С2.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бирюков С. Микросхемные стабилизаторы напряжения широкого применения. - Радио, 1999, № 2, с. 69-71.
2. LD1117 Series. Low Drop Fixed and Adjustable Positive Voltage Regulators. -
3. REG1117, REG1117A. 800mA and 1A Low Dropout (LDO) Positive Regulator 1,8V, 2,5V, 2,85V, 3,3V, 5V and Adjustable. -
4. LM3480. 100 mA, SOT-23, Quasi Low-Dropout Linear Voltage Regulator. -
С появлением огромного числа мобильных устройств с зависимостью от электросетей люди, на первый взгляд, покончили. Для работы с компьютером, например, больше не требуется наличие розетки с надписью “220”. Аккумуляторные батареи дали возможность свободного перемещения, но все же далеко не полноценную. Необходимость зарядки аккумуляторов любого мобильного аппарата порой становится и препятствием на пути к цели, а неудобством — всегда. Электрификация всей страны, единственная воплощенная мечта Владимира Ильича, позволяет делать это неудобство минимальным и практически незаметным, однако это обстоятельство заставляет нас буквально привязываться к зарядным устройствам и блокам питания. Эти обязательные аксессуары есть в арсенале у каждого владельца смартфона, мобильного телефона, ноутбука, плеера, и когда встает вопрос о приобретении — возникает путаница в понятиях и, как следствие, покупка ненужного или неподходящего.
Определение
Зарядное устройство — устройство для заряда аккумулятора электроэнергией внешнего источника, преимущественно электросети.
Блок питания — вторичный источник электрической энергии постоянного тока, преобразующий напряжение сети в требуемое устройством.
Сравнение
Оба используются для поддержания жизни наших мобильных аппаратов, оба подключаются к электросети. Принципиальное отличие — в назначении. Зарядное устройство предназначено исключительно для питания аккумуляторов, блок питания — для работы аппарата. Некоторые модели фотоаппаратов, например, требуют извлечения батарей и помещения их в зарядное устройство по мере необходимости. Естественно, при этом фотоаппарат лежит мертвым грузом. Блок питания ноутбука же дает возможность работать с последним даже без аккумуляторов.
Зарядное устройство для ноутбука
И блок питания для мобильных девайсов, и ЗУ представляют собой устройства внешние, хотя понятие блока питания гораздо шире: он может быть встроенным в систему, как, к примеру, БП в корпусе стационарного компьютера. Однако в контексте сравнения мы все же рассматриваем варианты автономные. Блок питания ввиду технической сложности больше и тяжелее: обычно он включает в себя стабилизатор и преобразователь тока и напряжения. Современные блоки питания для электроники — импульсные: входное напряжение выпрямляется и преобразуется в импульсы, выходное напряжение поддерживается на постоянном уровне.
Блоки питания, иначе называемые адаптерами питания, предохраняют подключенный к ним прибор от перепадов напряжения. Современные зарядные устройства снабжены микропроцессором, который позволяет регулировать процесс зарядки, что продлевает срок службы самих аккумуляторов. Зарядные устройства, как правило, взаимозаменяемы, а применение их ограничивается назначением и возможностью подключения питаемых батарей (для пальчиковых аккумуляторов ЗУ одно, для литиевых — другое). Блоки питания же требуют если не единого стандарта, то идентичности по выходной мощности и входному напряжению питания. И, конечно, единообразия в штекерах: сегодня каждый производитель создает собственную модель, и универсальные БП не успевают за фантазией. Вопрос о стандартизации в этом отношении давно назрел.
Выводы сайт
- Блок питания — источник заданного напряжения, зарядное устройство — источник тока.
- Блок питания обеспечивает работу устройства при подключении к сети, зарядное устройство — только зарядку аккумуляторов.
- Блок питания больше и тяжелее зарядного устройства.
- Блоки питания предохраняют от перепадов напряжения в сети.
- Зарядное устройство может регулировать процесс зарядки аккумуляторов.
Практически каждый человек сегодня постоянно пользуется таким устройством, как адаптер питания. А что же это такое и для чего он нужен? Статья описывает Мы рассмотрим назначение этих устройств, их характеристики и типы.
Адаптер питания и его назначение
Попробуем дать определение этому прибору. Адаптер, или блок питания, - это электронное устройство, предназначенное для формирования выходного напряжения заданной величины и мощности. Бытовые адаптеры преобразуют сети в постоянный, необходимый для аппаратуры различного типа. В странах СНГ принят стандарт электросетей: 220 В с частотой 50 Гц, однако в других странах эти параметры могут быть иными. Соответственно, и адаптер питания, выпущенный для такой страны, будет отличаться по рабочему входному напряжению. А для чего нужны такие блоки? Практически вся электронная аппаратура имеет рабочее напряжение в пределах 3-36 вольт (иногда могут быть и исключения). Ведь рабочий диапазон большинства полупроводниковых компонентов задан исключительно в низковольтном напряжении. Это обусловлено тем, что такие элементы отличаются небольшими выделяют при работе малое количество тепла и имеют незначительный расход энергии.
Адаптер питания нужен для обеспечения подобной техники рабочим напряжением. Гораздо экономичнее получается для аппаратуры изготовить блок питания, чем разрабатывать приспособление, питающееся непосредственно от сети 220 В. Для таких устройств понадобятся мощные, с большими габаритными размерами радиаторы. В результате существенно вырастут размеры и цена таких изделий.
Классификация адаптеров
В первую очередь, блоки питания можно разделить на две основные группы: внешние и встраиваемые. Из названия легко понять, что последние находятся в едином корпусе с основным устройством. Хорошим примером такого адаптера может послужить блок питания персонального компьютера, в котором упомянутый прибор хоть и выделен в отдельный узел, однако находится в общем корпусе. Внешний блок питания является конструктивным самостоятельным узлом. Например, зарядное устройство для мобильного телефона, ноутбука и прочее. Еще одной из характеристик, по которым различают адаптеры, является технология изготовления. С этой точки зрения бывают трансформаторные и электронные Первые характеризуются большими размерами и весом, простотой, надежностью, низкой стоимостью и легким ремонтом. Импульсные устройства, наоборот, имеют малые габаритные параметры и незначительный вес, но при этом они долговечны и стабильны в работе.
Виды блоков питания
Существует множество частных решений исполнения блоков питания. Они будут отличаться по выдаваемому выходному и т. д. Выпускается также адаптер питания (универсальный), который способен выдавать несколько разных по значению напряжений. Такими устройствами можно запитывать различную аппаратуру. Универсальные блоки имеют на корпусе механизм переключения номинального выходного напряжения, а также могут иметь различные по типу сменные штекера. В последнее время большой популярностью пользуется адаптер питания USB. К такому блоку можно подключать разнообразные устройства, которые способны заряжаться через USB-кабель.
Заключение
Благодаря качественному адаптеру аппаратура получает требуемое напряжение питания, а от этого зависит стабильность и продолжительность ее работы.
