Электрическая схема маломощного сетевого адаптера – . .

Сетевой адаптер 220В — 12В 2А с «нашей» вилкой

Небольшой обзор сетевого адаптера с выходным напряжением 12В при токе до 2А. Специально для любителей «расчленёнки». Коротко — указанные 2А потянет, но сетевого фильтра нет вообще.

Пару таких адаптеров я купил несколько месяцев назад, для чего уже не вспомню, и делать обзор не планировал, а сегодня наткнулся на фотографии внутренностей адаптера, и решил написать обзор. Может кому пригодится информация.

Через мои руки прошло множество китайских адаптеров питания. Не секрет, что очень часто параметры адаптера завышены в разы, так, наример, указан ток нагрузки 2А, а даже чисто по деталям видно, что больше 0,5А адаптер выдать не может, ну и при попытке нагрузить адаптер в номинал происходит его «возгонка», сопровождаемая различными сцепэффектами. Адаптеры, что продаются в магазинах Рязани, тоже не могут похвастаться качеством, и при их «спекулятивной» цене на них вообще не хочется смотреть.

Поэтому, заказывая эти адаптеры с указанным током 2А, я надеялся, что хотя бы ток в 1А они без проблем потянут, а мне 1А было вполне достаточно.

Конечно, я рассчитывал по прибытии разобрать адаптер и проверить его содержимое и качество сборки. И я был поражён, когда полученные мной адаптеры оказались наглухо закленными. У меня побывало множество их братьев-близнецов, но либо части корпуса соединялись защёлками или винтами, либо склейка была чисто номинальной и с разборкой адаптеров проблем не возникало. И вот на тебе!

Убедить себя в качестве наглухо закленных адаптеров мне так и не удалось, и несмотря на внутреннее сопротивление, я предпринял попытку вскрыть корпус одного из адаптеров. Одно дело разобрать то, что легко разбирается, совсем другое безжалостно расковырять неразборное. И как назло, корпус адаптера оказался закленным на совесть. Часто бывало достаточного одного движения ножа или отвёртки, но этот адаптер оказался исключением. Первая попытка основательно подпортила внешний вид адаптера. Но останавливаться было уже глупо, всё равно корпус уже не похож на новый, и, применяя силовые приёмы, я всё-таки разобрал адаптер. На фотографиях видно, как пострадал корпус, хоть я и старался действовать аккуратно, чтобы сохранить его «товарный вид»:



Теперь о внутренностях.

Первым делом в глаза бросается отсутствие сетевого фильтра, как дросселя, так и конденсатора. Вместо дросселя воткнули предохранитель — хорошо хоть так. Конденсатор после сетевого выпрямителя на 10мкФ (и замер ёмкости это подтвердил) — неплохо, часто видел и 4,7 и даже 2,2 мкФ.

Ну и на ключевом транзисторе установлен радиатор — начинаю верить в обещанные 2А на выходе.

Стабилизация выходного напряжения на оптопаре вкупе с микросхемой TL431, что хорошо, импульсный диод достаточно мощный, я его даташит не смотрел, но по виду 2А потянуть должен, что потом и подтвердилось. После диода фильтр из двух конденсаторов на 470мкФ 25В — это очень неплохо (замер ёмкости тоже более-менее), правда зачем конденсаторы на 25В, когда можно было поставить конденсаторы на 16в вдвое большей ёмкости?, но китайцам виднее. Между двумя конденсаторами включен фильтрующий дроссель, но это скорее не дроссель, а просто перемычка, по разводке платы явно планировался дроссель посерьёзнее.

Качество монтажа печатной платы более-менее, допиливать ничего не пришлось. Был бы этот БП помощнее, посадил бы ключевой транзистор на термопасту, которой тут и не пахнет, но в данном случае уверен, что отвода тепла от транзистора будет достаточно.

В общем, анализ внутренностей БП показал, что обещанные 2А он выдержать вполне способен, и я перешёл к испытаниям. Включаю в сеть. Без нагрузки напряжение на выходе 12,57в. Даю нагрузку в 1А — на выходе 12,54. Нагрузка 2А — на выходе 12,49. Правда, я мерил выходное напряжение непосредственно на выходных контактах печатной платы, на нагрузке за счёт сопротивления проводов было несколько меньше. Для пробы дал кратковременную нагрузку 3А — работает, напряжение тоже практически не просело. Но испытания я проводил всё-таки при нагрузке в 2А. Где-то 2 часа гонялся адаптер на токе в 2А, причём с собранным корпусом. Самым горячим элементом в итоге оказался выпрямительный диод, на токе 2А он греется довольно сильно, но не обжигает. Транзистор на радиаторе греется незначительно, импульсный трансформатор горячее. Больше в схеме БП ничего не греется. При токе нагрузки в 1А нагрев вообще пустяковый.

Так что этим адаптером я доволен, огорчает лишь искорёженный корпус. Зато появилась возможность впаять помехозащитный конденсатор по входу сети.

mysku.ru

Увеличение срока службы сетевого адаптера

   Практически все бытовые устройства сегодня снабжены адаптерами питания от осветительной сети 220 В. Это зарядные устройства для сотовых телефонов (см. рис. 5.4) и портативных радиостанций, портативных электрощипцов и машинок для стрижки, сканеров, принтеров и целой когорты другой техники. Выход из строя такого адаптера можно предотвратить не только соблюдением методов правильной эксплуатации устройства (в частности, отказавшись от подключения нагрузки к уже включенному в сеть адаптеру), но и путем замены некоторых элементов более «надежными», что называется – с запасом.

   В большинстве схем сетевых адаптеров функционирует маломощный транзистор в корпусе ТО-92 – KSP44, MPSA44, BF420, 13001 и другие аналогичные. Это сравнительно низковольтные транзисторы (напряжение пробоя 400 В, a BF420 – до 300 В), они работают практически на пределе своих возможностей, в том числе в части температурного режима (температура их корпуса на номинальном токе нагрузки доходит до 70 °С). Поэтому они часто выходят из строя (обычно в момент включения адаптера в сеть или в режиме некорректной эксплуатации, когда «нагрузку» подключают к выходу уже подключенного в сеть адаптера), одновременно с транзистором сгорают диоды выпрямителя, стабилитрон, резистор в цепи эмиттера транзистора (если есть) и некоторые другие резисторы (это заметно впоследствии по их обугленным корпусам). Типовая схема адаптера представлена на рис. 5.5.

   Рис 5 4 Сетевой адаптер

   Во время ремонта все эти элементы нужно проверить и при необходимости заменить исправными. Наиболее часто выходят из строя стабилитрон VD3 и транзистор VT1.

   Поскольку у транзисторов разных производителей может быть разная цоколевка, перед впаиванием нового транзистора необходимо убедиться в соответствии цоколевки с дорожками на печатной плате. Коллектор должен быть соединен с обмоткой трансформатора, эмиттер непосредственно или через резистор сопротивлением менее 100 Ом соединен с «минусом» питания, к базе обычно подключено несколько резисторов-конденсаторов, один из резисторов высокоомный, сопротивлением более 100 кОм. При необходимости потребуется изогнуть соответственно выводы нового транзистора.

   Рис 5 5 Типовая схема сетевого адаптера 220 В – 12 Вт

   Транзистор VT1 желательно заменить более мощным и высоковольтным, к примеру 500-вольтовым транзистором 13003 любого производителя, в корпусе ТО-126 (корпус, как у отечественного КТ815). В большинстве случаев цоколевка совпадает (эмиттер-кол-лектор-база, если повернуть названием к себе), поэтому не нужно ни «возиться с дорожками», ни изгибать выводы транзистора. У этого транзистора коэффициент передачи тока h31e 10…20 (против 40…50 у низковольтных аналогов), поэтому сопротивление высокоомного резистора нужно уменьшить до 470…330 кОм. Использовать в части рассматриваемой замены другие типы транзисторов не рекомендуется – из-за низкого рабочего напряжения (КТ940А, КТ969А – всего 300 В) или слишком низкого коэффициента h31c.

Литература: Кашкаров А. П. Электронные устройства для уюта и комфорта.

nauchebe.net

Защитные устройства для сетевых адаптеров — Меандр — занимательная электроника

В статье предлагаются устройства для защиты от повышенного напряжения различных маломощных устройств, питающихся от сети переменного тока 220 В, которые включены в электрическую розетку постоянно или большую часть времени.

Защитные устройства предназначены для работы с элек­тронными часами, многофункциональными телефонными ап­паратами, источниками питания антенных усилителей, устрой­ствами сигнализации, видеонаблюдения, устройствами беспро­водной связи, зарядными устройствами и т.п. устройствами.

Длительное нахождение того или иного аппарата во вклю­ченном состоянии повышает вероятность его поломки как из- за коротких бросков сетевого напряжения длительностью в до­ли-единицы секунд, так и из-за продолжительных, например, когда из-за сильного ветра, неаккуратности электромонтёров или из-за старения электросетей и оборудования в сетевой ро­зетке вместо -220 В появляется напряжение -300…420 В. Ра­ботающие в таких условиях сетевые адаптеры могут не толь­ко выйти из строя, но и стать причиной пожара.

Устройство, понижающее напряжение на адаптере

Устройство, принципиальная схема которого вместе с узлом выпрямителя ИП показана на рис.1, предназначено для защиты устройств с линейными трансформаторными источниками питания от сетевых перенапряже­ний. Алгоритм работы устройства следующий: когда действующее значение и, соответст­венно, амплитуда сете­вого напряжения повы­шаются выше допусти­мого, силовой ключ на полевом транзисторе отключает первичную обмотку понижающего трансформатора от се­тевого напряжения. Особенностью конст­рукции является то, что, если защищаемый источник питания ра­ботает на относитель­но слаботочную нагруз­ку, например электронные часы, телефонный аппарат, то они будут продолжать работать, поскольку трансформатор источника питания при сетевом перенапряжении будет продолжать получать часть сетевого напряжения. Защитное устройство состоит из двух узлов: узел контроля выходного напряжения трансформато­ра, собранный на R2, R3, VD6-VD10, HL1, U1 и высоковольт­ного силового ключа, собранного на VT1, VS1, VD1-VD4, R1, R4, R5, R6, С1-С4. Элементы FU1, Т1, L1, L2, VD11-VD14, С9 относятся к защищаемому источнику питания.

Рис. 1

Узел контроля напряжения работает следующим образом: если напряжение в сети не превышает нормы, то стабили­трон VD10 закрыт, светодиод оптрона VU1 не светится. По­скольку в каждой полуволне выпрямленного сетевого напря­жения на затвор полевого транзистора через резистор R4 поступает открывающее напряжение, VT1 открыт, на первич­ную обмотку сетевого трансформатора поступает полное на­пряжение питания, из которого вычитается прямое напря­жение падения на диодах VD1-VD4 около 2 В и пороговое напряжение открывания полевого транзистора -3…6 В.

Если напряжение в сети увеличивается, то увеличивает­ся и амплитуда напряжения на вторичной обмотке сетевого трансформатора, что приводит к открыванию стабилитрона VD10, начинает светить светодиод оптрона, фототранзистор оптрона открывается протекающим через управляющий эле­ктрод током, открывается маломощный тиристор VS1. Откры­тый тиристор шунтирует затвор-исток полевого транзистора, VT1 закрывается, и питание первичной обмотки трансфор­матора Т1 отсекается. Эти процессы повторяются в каждой полуволне сетевого напряжения.

При номинальном действующем напряжении сети 220 В переменного тока амплитуда напряжения составит 310 В, ес­ли устройство настроено на защиту от напряжения выше 250 В, то защитное устройство будет отсекать питание транс­форматора при достижении амплитудой около 352 В. Таким образом, питание защищаемого ИП не прекращается полно­стью, что делает большинство других защитных устройств, а снижается поступающая на трансформатор мощность, при этом форма напряжения переменного тока на вторичной обмотке трансформатора искажается и в зависимости от величины пе­ренапряжения и тока нагрузки может принять примерно та­кой же вид, как показано на осциллограмме рис.2.

Рис. 2

Предохранитель, аналогичный FU1, должен быть в каж­дом устройстве, питаемом от сети 220 В/50 Гц. Дроссели L1, L2 снижают уровень поступающих на трансформатор се­тевых, кроме того, при работе ИП в режиме ограничения мощности эти дроссели несколько снижают уровень со­здаваемых защитным узлом проникающих в сеть помех, хотя при аварийной ситуации в питающей сети это не­принципиально.

Поскольку при модернизации ИП напряжение на вы­ходе его выпрямителя будет понижено примерно на 3%, то основной выпрямитель ИП (диоды VD11-VD14) можно заменить диодами Шоттки, что на 1…2 В увеличит на­пряжение на конденсаторе фильтра выпрямленного на­пряжения С9. Конденсаторы С5-С8 необходимы для пре­дотвращения пробоя диодов Шоттки, чувствительных к пре­вышению величины обратного напряжения. Конденсаторы С1-С4 — помехоподавляющие. Резисторы R2, R3 уменьшают ток через мостовой выпрямитель VD6-VD9, а также, умень­шают величину экстратока при пробое изоляции оптрона, на­пример, во время грозы или при прогорании участка платы под оптроном, что по разным причинам иногда случается. Свечение светодиода HL1 при работе узлов защиты почти незаметно, он начинает ярко светиться при питании ИП по­вышенным напряжением в случае, если узел защиты не ра­ботает, например, «пробит» VT1. Стабилитрон VD5 при нор­мальной работе устройства никакого влияния на работу по­левого транзистора VT1 не оказывает, поскольку пороговое напряжение открывания полевого транзистора в несколько раз больше пробивного напряжения изоляции затвора, но за­щищает ПТ, например, при прикосновении к выводу его за­твора отвёрткой и в других нештатных ситуациях.

К недостаткам устройства можно отнести то, что при ра­боте в штатном режиме оно искажает форму сетевого напря­жения, из-за того, что каждая полуволна сетевого напряже­ния на трансформатор нагрузки подается со «ступенькой», составляющей 3..6 В, в зависимости от типа примененного транзистора VT1.

При работе этого защитного узла с ма­ломощными источниками питания, мощностью менее 10 Вт, резистор R1 желательно установить меньшего номинала — 20…47 кОм. При монтаже полевого транзистора не забывай­те, что он чувствителен к повреждению статическим элект­ричеством.

Устройство с отключением адаптера

На рис.3 показана принципиальная схема устройства, ко­торое полностью отключает подключенную к нему нагрузку в случае аномально повышенного напряжения сети. Это простое миниатюрное устройство предназначено для работы совместно с электронными аппаратами, источник питания ко­торых построен по обычной схеме с сетевым понижающим трансформатором работающим на частоте 50 Гц. Также его можно применить для защиты ламп накаливания мощностью до 25 Вт, например, используемых в дежурном освещении коридоров, подсобных помещениях. Возможно применение этого устройства с домашними ёлочными гирляндами на ми­ниатюрных лампах накаливания.

Рис. 3

Если напряжение сети переменного тока не превышает 250…280 В, ток через варистор RU1 отсутствует или очень мал, конденсаторы С2, С3 разряжены, транзисторы VT1, VT2 закрыты. Благодаря протеканию тока через сопротивление подключенной нагрузки, нагрузочный резистор R2, резистор R3 и конденсатор С1 маломощный высоковольтный симистор VS1 открывается в начале каждой полуволны сетевого на­пряжения (при напряжении около 15 В), на нагрузку посту­пает напряжение питания. При повышенном сетевом напря­жении, когда амплитуда напряжения сети переменного тока превышает классификационное напряжение варистора RU1, варистор открывается. При этом накопительные конденсато­ры С2, С3 быстро заряжаются, транзисторы VT1, VT2 от­крываются и шунтируют выводы управляющего электрода и первого анода VS1.

Симистор перестаёт отрываться, нагрузка будет обесто­чена до тех пор, пока напряжение сети не придёт в норму. Последовательно включенные диод Шоттки VD1 и резистор R1 устраняют несимметричность открывания симистора в за­висимости от полярности полуволны сетевого напряжения. Резистор R5 ограничивает максимальный ток через варис­тор. При напряжении в сети равном 350…420 В через под­ключенную нагрузку, резистор R3, конденсатор С1 и откры­тые транзисторы может протекать переменный ток величи­ной до 10 мА, с учётом падения напряжения на маломощ­ной подключенной нагрузке. Даже тока 2…5 мА может ока­заться достаточно для сохранения полной или частичной ра­ботоспособности нагрузки при повышенном напряжении сети, например, электронных часов, собранных на КМОП-микросхемах, например, серии К176, и некоторых других устройств, не критичных к пониженному напряжению питания, имеющих в источниках питания понижающие трансформаторы с малым током «холостого хода».

Плавкий предохранитель FU1 должен быть установлен вне зависимости от того, имеется ли такой предохранитель в схе­ме защищаемого устройства.

Безошибочно изготовленное из исправных деталей уст­ройство начинает работать сразу. Подбором сопротивления резистора R1 устанавливают симметричность подаваемого на нагрузку напряжения переменного тока.

Для экспресс проверки конструкции при отсутствии регу­лируемого автотрансформатора можно подключить к выходу устройства лампу накаливания мощностью 8…25 В на напря­жение 220…245 В. После чего замкнуть выводы варистора RU1 между собой или подключить параллельно RU1 варис­тор на меньшее напряжение, например, типа FNR-07K241, лампа накаливания должна погаснуть. Если потребуется под­нять напряжение срабатывания устройства примерно на 10…12 В, то можно последовательно с варистором RU1 вклю­чить два маломощных стабилитрона, включенных встречно­последовательно, например, 1N4746A, BZV55C-18, TZMC-18. Нежелательно применять экземпляры таких стабилитронов, выпущенные до 1990-х годов.

При встраивании этого защитного устройства в модерни­зируемую конструкцию, желательно последовательно с пер­вичной обмоткой понижающего трансформатора включить ре­зистор сопротивлением примерно равным сопротивлению пер­вичной обмотки трансформатора по постоянному току, для маломощных сетевых адаптеров это обычно 100…600 Ом. Мощность этого резистора 1…2 Вт. Такое решение практи­чески исключает повреждение первичной обмотки понижаю­щего трансформатора при нормальном напряжении питания и даже иногда позволяет кратковременно (несколько се­кунд) выдерживать скачки напряжения сети до 400…450 В без повреждения понижающего трансформатора. Если уст­ройство будет эксплуатироваться только для защиты мало­мощных ламп накаливания, то R1 и VD1 (рис.3) можно не устанавливать. Также можно их не устанавливать, если ос­новная вторичная обмотка понижающего трансформатора под­ключена не к диодному выпрямителю, а к лампам накалива­ния, нагревательному элементу (электронож, электровыжигатель, миниатюрный низковольтный электропаяльник).

Все детали этой конструкции установлены на монтажной плате размерами 50×40 мм (см. рис.4). Монтаж навесной, при разработке печатной платы для этого устройства рас­стояние между дорожками и контактными площадками с боль­шой разностью потенциалов должно быть не менее 5 мм. Это уменьшит вероятность самовозгорания материала монтаж­ной платы из-за старения, повышенной влажности, негатив­ного воздействия микроорганизмов.

Рис. 4

В этом устройстве питающее напряжение также подает­ся на трансформатор со «ступенькой» величиной около 15 В.

Обе конструкции рассчитаны на максимальное действую­щее напряжение сети 420 В переменного тока, но кратковре­менно могут работать при напряжении сети до 450 В. Описан­ные выше устройства не предназначены для защиты устройств с импульсными сетевыми источниками питания, например, за­рядных устройств носимой мобильной аппаратуры, DVD-плее­ров, источников питания внешних жёстких дисков и т.п.

Детали

Дроссели могут быть малогабаритные промышленного из­готовления или самодельные индуктивностью от 33 мкГн, рас­считанные на соответствующий ток. Резисторы типа МЛТ, РПМ, С1-4, С1-14, С2-23. Под мощными резисторами жела­тельно просверлить вентиляционные отверстия диаметром 4 мм. Варистор FNR-07K391 можно заменить, например, FNR-10К391, MYG10-391.

Неполярные высоковольтные конденсаторы керамические импортные малогабаритные на рабочее напряжение от 1500 В или аналогичные отечественные. Конденсатор на 0,1 мкФ 630 В плёночный типа К73-17, К73-24 или аналог на рабо­чее напряжение постоянного тока не менее 630 В или пе­ременного не менее 275 В. Остальные неполярные конден­саторы малогабаритные плёночные на рабочее напряжение от 50 В. Оксидные конденсаторы типа К50-35, К50-68 или им­портные.

Диоды 1N4006 можно заменить 1N4005, 1N4007, 1N4937, КД243Д, Е, Ж, КД258Г или другими на соответствующий на­грузке ток и рабочее напряжение не менее 600 В. Диоды Шоттки SR360 можно заменить аналогичными по парамет­рам MBRD360, MBR360. Диоды 1SS244 можно заменить ди­одами КД102А, КД102Б, КД243Б, КД247А, 1N4003, UF4003, 1N4934, MUR120. Вместо диода Шоттки 1N5817 подойдёт 1N5818, 1N5819, SB120.

Вместо транзистора 2SC815 подойдут любые из серий 2SC1815, SS9014, КТ312, КТ315, КТ3102, КТ6111, КТ645. Вместо транзистора 2SA733 подойдут любые из SS9015, ВС558, КТ361, КТ3107, КТ6112. Желательно установить би­полярные транзисторы с одинаковым или близким коэффи­циентом передачи тока базы. Мощный n-канальный высо­ковольтный полевой транзистор КП707В2 можно заменить КП707В1, КП707Е1, IRFPE30, SSP3N80, BUZ80, BUZ80A, MTP3N60, IRF822. При работе с трансформаторами, ток в первичной обмотке которых при максимальной нагрузке пре­вышает 0,2 А, полевой транзистор надо установить на неболь­шой теплоотвод. Цоколевка некоторых из элементов устройства приведена на рис.5.

Рис. 5

Вместо тиристора КУ112А подойдёт КУ112АМ. Оптрон LTV817 можно заменить PC817 или аналогичным. Стабили­трон КС518 можно заменить аналогичным 1N4746A, TZMC-18. Тип используемого на месте VD10 стабилитрона зави­сит от выходного напряжения на вторичной обмотке транс­форматора при минимальном токе нагрузки и от того, на ка­кое максимальное напряжение сети будет настроен защит­ный узел. Вместо стабилитрона КС515Г можно применить 1N4744A. В качестве показательного примера защитный узел, собранный по схеме рис.1, работает с трансформатором про­мышленного изготовления типа ТП20-1. По параметрам ему близок известный трансформатор ТВК-110ЛМ. На месте Т1 мо­жет быть практически любой силовой трансформатор с выход­ным напряжением на одной из вторичных обмоток 5…40 В. При необходимости, диоды VD11-VD14 и конденсатор С9 ус­танавливают на большее рабочее напряжение.

Автор: Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.

Возможно, вам это будет интересно:

meandr.org

11. Сетевые адаптеры. | Техническая библиотека lib.qrz.ru

СЕТЕВЫЕ АДАПТЕРЫ

В магазинах, киосках подземных переходов, на радиорынках можно купить так называемые адаптеры, оформленные в виде большой сетевой вилки. Независимо от названия фирмы они, как правило, китайского производства. Адаптеры бывают двух видов -«универсальные» и специализированные. Универсальный адаптер


(рис. 99) содержит понижающий трансформатор Т1 с большим числом отводов вторичной обмотки, переключатель SA1, выпрямительный мост, обычно из диодов 1N4001 (50 В, 1 А), сглаживающий конденсатор С1, индикатор включения в сеть — светодиод HL1 с ограничительным резистором R1, переключатель полярности выходного напряжения SA2 и набор выходных разъемов на конце кабе-

ля (условно показан только один — Х2). Число положений переключателя может быть меньшим, может отсутствовать индикатор включения в сеть. Специализированные адаптеры не имеют отводов вторичной обмотки, переключателя полярности. выходной разъем.


только один, как правило, нет индикатора включения.

Надписи на адаптерах обещают очень хорошие характеристики, не подтверждающиеся, однако, на практике. На рис. 100 — 104 приведены зависимости выходного напряжения и напряжения пульсации от выходного тока при напряжении сети 205 В для семи типов адаптеров, перечисленных в табл. 4. Выходные напряжения и токи в таблице указаны в соответствии с надписями на корпусе.

Какие выводы можно сделать из изучения этих характеристик? Во-первых, заявленные значения выходных напряжений обеспечиваются при выходных токах, значительно меньших, чем указано на корпусе — в два раза и более. Минимальное напряжение (1,5 и 3 В) адаптеры фирмы «FIRST» выдают при токах, составляющих 5% от приведенных на корпусе. Во-вторых, при токе, соответствующем максимальному, выходные напряжения падают в полтора-два раза (и более для малых выходных напряжений) относительно указанного.

Характеристику универсального адаптера SLD MW108 удалось снять только для положения переключателя выходного напряжения «12 В» (рис. 103). Во время измере-

ний трансформатор разогрелся до такой степени, что начала плавиться изолирующая пленка, намотанная поверх обмоток (и это при снятой верхней половине корпуса).В то же время при подаче на первичную обмотку напряжения 150 В трансформатор без нагрузки практически не нагревался. Это говорит о том, что трансформатор рассчитан неправильно (если он вообще кем-то был рассчитан). Кроме того, уменьшение выходного напряжения при увеличении тока весьма велико, что говорит о большом сопротивлении обмоток трансформатора.

Лучшими параметрами, прежде всего наименьшим выходным сопротивлением, обладал адаптер PPI-1280-TUV. Им комплектовались активные громкоговорители для IBM PC. Адаптеры RW-900 и 28, по утверждению продавца, подходили только для приставок «Dendy». Их


выходное сопротивление существенно больше. Из сравнения этих трех близких по заявленным характеристикам устройств можно сделать достаточно однозначный и очевидный вывод — чем больше масса адаптера, тем меньше его выходное сопротивление.

На рис. 103 приведена также характеристика для «адаптера», собранного из стандартного трансформатора ТПП211 [16] с включенными последовательно вторичными обмотками и диодного моста с конденсатором 1000 мкФ от одного из адаптеров. Выходное сопротивление его существенно меньше, чем у RW-900 или *28, но и масса намного больше.

При использовании адаптеров надо иметь ввиду, что приведенные на рис. 100 — 104 графики иллюстрируют зависимости для среднего


выходного напряжения. Реально на него наложено напряжение пульсации, причем его форма при малых токах близка к пилообразной. На рис. 104 приведены зависимости двойной амплитуды пульсации (от пика до пика) от выходного тока для части испытанных устройств. Для адаптеров фирмы «FIRST» приведены зависимости для двух положений переключателя SA1 — верхняя кривая соответствует положению «12», нижняя — «б». Как видно из этих графиков, зависимость амплитуды пульсации от тока определяется в основном емкостью конденсатора фильтра.

Даже при токах, составляющих всего 10% от максимальной величины, напряжение пульсации имеет величину порядка 0,5 В, что слишком много для питания какой-либо радиоэлектронной аппаратуры. Поэтому использовать адаптеры без многократного увеличения емкости фильтрующего конденсатора или без стабилизаторов напряжения практически нельзя. Наиболее просто в качестве стабилизатора на фикси

рованное напряжение с «круглым» значением использовать микросхемы КР142ЕН5 и КР142ЕН8 с соответствующими буквенными индексами. Если требуемое выходное напряжение не является «круглым», можно использовать микросхему КР142ЕН12А(Б).

Определить пригодность того или иного адаптера для построения блока питания можно следующим образом. При необходимом выходном токе (лучше, если он не превышает половины предельного для данного адаптера) напряжение на выходе адаптера при минимальном напряжении сети должно превышать выходное на половину

напряжения пульсации плюс минимально допустимое напряжение вход-выход используемой микросхемы (около 2…2,5 В).

В качестве примера на рис. 105 приведена схема заряднопитающего устройства для портативного радиоприемника на микросхеме К174ХА10, в котором установлены четыре аккумулятора ЦНК-0,45. Выходное напряжение 5,6 В устанавливается подстроечным резистором R3, а максимальный ток зарядки (примерно 150 мА) — подборкой резистора R1 при подключении к выходу блока разряженной аккумуляторной батареи. Конденсатор С1 устраняет высокочастотные помехи, возникающие в момент закрывания диодов выпрямительного моста. Блок удобен тем, что зарядка аккумуляторов происходит быстро (4…6 ч), и перезарядить аккумуляторы невозможно.

Блок собран на основе адаптера RW-900. Чертеж печатной платы приведен на рис. 106. Использованы резисторы МЛТ, они установлены на плате вертикально, R3 — типа СПЗ-19а. Конденсатор С2 и диоды VD1 — VD4 — от адаптера,


остальные конденсаторы — КМ-6. В качестве С4 можно установить любой оксидный емкостью не менее 10 мкФ. На месте VD5 можно использовать практически любой выпрямительный или импульсный диод.


Микросхема DAl установлена на ребристый теплоотвод размерами 10 х 18 х 38 мм от промышленного устройства. Для хорошего охлаждения теплоотвода и трансформатора в нижней и верхней стенках корпуса адаптера (ориентация при включении его в настенную розетку) просверлены по шесть отверстий диаметром 6 мм.

Если ограничивать выходной ток не требуется, резистор R1 и конденсатор СЗ можно исключить. В таком варианте максимальный выходной ток изготовленного блока питания составлял 0,5 А при напряжении пульсации около 1 мВ. По приведенной схеме, подобрав сопротивления резисторов R3 и R4. можно изготовить блок на любое выходное напряжение в пределах, допустимых трансформатором адаптера.

Используя универсальный адаптер, можно изготовить стабилизированный блок питания с переключаемым выходным напряжением. Схема доработанного адаптера FIRST ITEM N0:57 приведена на рис. 107. Вторичная обмотка трансформатора Т1 использована полностью, ее отводы заизолированы. Включение микросхемы DAl стандартное, назначение диодов VD5 и VD6 такое же, как и в предыдущей конструкции.

Диоды VD1 — VD4, конденсатор С2, светодиод HL1 и переключатели SA1 и SA2 использованы от адаптера. Резисторы R3 — R8 не обязательно должны иметь указанные сопротивления, они могут отличаться в любую сторону в 1,5 раза. Важно, чтобы сопротивления R3 — R7 были равны между собой с точностью 1…2 %, а сопротивление R8 было вдвое большим, поскольку ими определяется погрешность установки выходных напряжений.

Все элементы устройства, кроме трансформатора Т1, установлены на печатной плате (рис. 108). Для сверления крепежных отверстий


и отверстий для установки переключателей и светодиода удобно применить в качестве трафарета печатную плату от используемого адаптера. Для того, чтобы выпаять переключатель из платы и при этом не повредить ее, надо, прогревая паяльником одновременно несколько соседних контактов, изгибать плату. Переходя постепенно к другим контактам, можно выпаять переключатель целиком.

Микросхема DAl установлена на медную пластину размерами 52 х 38 мм и толщиной 1 мм, выполняющую роль теплоотвода. Она имеет отогнутый край для крепления на плате, а по ее периметру просверлены отверстия диаметром 4 мм для обеспечения вентиляции корпуса. Для тех же целей в верхней и нижней стенках корпуса просверлено по восемь отверстий диаметром 6 мм.

Настройка адаптера заключается в установке выходных напряжений без нагрузки подборкой резисторов R2 и R9. Можно сразу поставить резистор R9 указанного на схеме сопротивления, а параллельно ему и вместо R2 впаять переменные резисторы сопротивлением 10кОм и 56Ом соответственно. Подстройкой резистора, подключенного параллельно R9, устанавливают выходное напряжение 12 В, резистором R2 — 1,5 В. Поскольку эти установки взаимосвязаны, их надо повторить несколько раз. После этого устанавливают постоянные резисторы с подобранными сопротивлениями, причем резистор параллельно R9 подпаивают со стороны печатных проводников.

Изготовленный экземпляр стабилизированного адаптера обеспечивал выходной ток до 200 мА. При напряжении 12 В ток ограничен появлением пульсации, при меньших — нагревом микросхемы DAl. Увеличением поверхности теплоотвода можно суще-


ственно увеличить выходной ток при малых выходных напряжениях.

Нередко многие импортные радиоэлектронные устройства комплектуются адаптерами, рассчитанными на подключение к сети 120 В. Использовать такие адаптеры можно, включая их, по крайней мере, четырьмя способами (рис. 109). Самый простой, но обладающий наименьшим КПД, вариант — рис. 109,а. Сопротивление резистора R1 можно рассчитать, а можно и подобрать, что проще.

Для иллюстрации методики подбора рассмотрим различные варианты включения на примере адаптера Panasonic KX-A09, которым комплектуются бесшнуровые телефоны КХ-ТС910-В. На корпусе адаптера указано, что его входное напряжение 120 В при частоте 60 Гц. Выходные параметры -12 В 200 мА постоянного тока. Потребляемая от сети мощность составляет 6 Вт.

На частоте 50 Гц входное напряжение

должно быть снижено примерно до 105 В (почти пропорционально снижению частоты). Поэтому от адаптера уже нельзя получить полное паспортное выходное напряжение, и скорее всего, его нельзя будет использовать для питания того устройства, в комплект которого он входил. Если же на адаптере указана рабочая частота сети 50…60 Гц, его, естественно, можно будет применить по назначению.

На рис. 110 приведена зависимость выходного напряжения рассматриваемого адаптера от выходного тока при входном напряжении 105 В (кривая 1). Оно изменяется от 15,2 В при нулевом токе нагрузки до 10,5 В при 200 мА. Поэтому для получения сопоставимых результатов все элементы схем рис. 109 в дальнейшем подбирались так, чтобы обеспечить выходное напряжение 11,8 В при выходном токе 120 мА (одна из точек графика рис. 110,а, сопротивление нагрузки 98 Ом).

Для подбора резистора в схеме рис. 109,а вначале следует оценить его необходимую величину по приближенной формуле R1 =U^2/P, где U — напряжение на этом резисторе (120 В), Р — рассеиваемая им мощность, примерно равная потребляемой адаптером. Для данного случая R1 = 120^2/6 =2400 Ом. На всякий случай следует взять вначале

резистор с полуторакратным запасом по сопротивлению. Далее, подключив необходимую нагрузку (98 Ом) и постепенно уменьшая сопротивление R1, добиться необходимого напряжения на выходе


адаптера. Лучше, конечно, использовать проволочный переменный резистор на соответствующую мощность.

В данном примере для получения необходимого выходного напряжения потребовался резистор сопротивлением 24400м. Хорошее совпадение с расчетной величи-

ной — случайность, поскольку формула не учитывает индуктивной составляющей сопротивления первичной обмотки трансформатора адаптера, а значение потребляемой мощности задано также весьма приближенно.

Для такого сопротивления резистора R1 была снята зависимость выходного напряжения от тока нагрузки (рис. 110, кривая 2). Видно, что напряжение падает с увеличением тока более резко — с 22,5 до 9 В.

Для уменьшения потерь параллельно первичной обмотке трансформатора адаптера был подключен конденсатор, емкость которого подбиралась для обеспечения резонанса. На рис. 111 приведена зависимость напряжения на нагрузке от емкости конденсатора. Резонанс хотя и заметен, но его роль ничтожна — подъем напряжения составляет около 1,5%. Для сохранения выходного напряжения на заданном уровне при емкости С1=0,44 мкФ сопротивление резистора R1 было увеличено до 2570 Ом.


Нагрузочная характеристика адаптера (рис. 110, кривая 3) мало отличалась от кривой 2.

Вполне естественно заменить резистор R1 на конденсатор. При сохранении С1=0,44 мкФ емкость конденсатора С2 потребовалась равной 0,54 мкФ. Нагрузочная кривая для этого случая менее крута (кривая 4 на рис.


110), напряжение изменяется от 20,3. до 9,5 В.

В еще большей степени уменьшить зависимость выходного напряжения от тока можно, увеличив емкости конденсаторов С1 и С2. Для примера при произвольно выбранной емкости С1=1 мкФ подобранная для обеспечения заданно-

го напряжения емкость конденсатора С2 составила 0,67 мкФ, при этом выходное напряжение в зависимости от тока изменяется от 18,3 до 9,8 В (кривая 5 на рис. 110).

С другой стороны, если стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки не принципиальна или ток нагрузки практически не меняется, можно исключить конденсатор С1 (рис. 109,г, кривая 6 на рис. 110). Подбор емкости можно начать с величины, определенной по полуэмпирической формуле С2=Р/12. где Р — мощность в ваттах, емкость — в микрофарадах. Формула учитывает запас, обеспечивающий исключение перегрузки адаптера. Для данного случая начальное значение емкости С2= 6/12 =0,5 мкФ. При подобранной емкости С2=0,76 мкФ и изменении выходного тока от 0 до 200 мА выходное напряжение меняется от 27 до 8,9 В.

Таким образом, если необходима стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки, наиболее целесообразно использование емкостного делителя, причем емкости устанавливаемых конденсаторов сверху практически не ограничены — чем больше, тем лучше. Если стабильность не играет роли — используйте вариант с одним конденсатором С2 (рис. 109,г).

Варианты с гасящим резистором (рис. 109,а и б) применять нецелесообразно из-за больших потерь мощности и сильного нагрева этого резистора.

Приведенные на рис. 110 графики иллюстрируют зависимости для среднего выходного напряжения. На него наложено напряжение пульсации, его форма близка к пилообразной. На рис. 112 приведены зависимости двойной амплитуды пульсации (от пика до пика) от выходного тока для первого (от напряжения 105 В, кривая 1) и последнего (через единственный конденсатор С2, кривая 2) из

рассмотренных вариантов подключения адаптера. Для других вариантов включения пульсации имеют промежуточную величину.

Для вариантов рис. 109,в и г параллельно конденсатору С2 следует включать резистор сопротивлением несколько сотен килоом для его разрядки после отключения от сети. В варианте 1,в весьма желателен резистор сопротивлением 22…47 Ом, включенный последовательно с конденсатором С2. Он уменьшит бросок тока в момент включения в сеть. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть не менее 250 В, очень удобны К73-16 и К73-17.

При всех экспериментах с адаптерами следует помнить, что рабочее напряжение устанавливаемых в них оксидных конденсаторов обычно составляет, как правило, 16 В и поэтому нежелательна подача на них большего напряжения на сколько-нибудь длительное время.

 

lib.qrz.ru

Диагностика неисправностей и ремонт сетевых адаптеров



November 22, 2010 by admin
Комментировать »

В большинстве схем адаптеров стоит маломощный транзистор в корпусе ТО-92 – KSP44, MPSA44 и др. – с обозначением «44», а также BF420, 13001 и другие аналогичные. Это сравнительно низковольтные транзисторы (400 В, a BF420 – вообще 300 В), к тому же они работают практически на пределе, и температура их корпуса на номинальном токе нагрузки доходит до 70 °С. Поэтому они часто выходят из строя (обычно в момент включения адаптера в сеть), одновременно с транзистором сгорают диоды выпрямителя, резистор R1 (по схеме на рис. 1.18), резистор в цепи эмиттера транзистора (если есть) и некоторые другие резисторы (это заметно по их обугленным корпусам) и стабилитрон VD3. Во время ремонта все эти элементы нужно проверить и при необходимости заменить исправными.

Кстати!

У транзисторов разных производителей может быть разная цоко- левка, поэтому перед впаиванием нового транзистора необходимо убедиться по дорожкам на плате (коллектор соединен с обмоткой трансформатора, эмиттер непосредственно или через резистор сопротивлением менее 100 Ом соединен с «минусом» питания, к базе обычно подключены несколько резисторов-конденсаторов, один из резисторов высокоомный, сопротивлением более 100 кОм) в правильности цоколевки транзистора и при необходимости изогнуть их.

Транзистор VT1 желательно заменить более мощным и высоковольтным – идеально 500-вольтовым транзистором 13003 любого производителя, в корпусе ТО-126 (корпус – как у отечественного КТ815). В большинстве случаев цоколевка совпадает (эмиттер-кол- лектор-база, если повернуть названием к себе), поэтому не нужно ни возиться с дорожками, ни изгибать выводы транзистора.

У этого транзистора коэффициент передачи тока Ь21э чуть ниже (10…20 против 40…50), поэтому сопротивление высокоомного резистора нужно уменьшить до 470…330 кОм. Использовать другие типы транзисторов не рекомендуется – у них или слишком низкое рабочее напряжение (КТ940А, КТ969А – всего 300 В), или слишком низкий коэффициент h2b и вдобавок встроенный низкоомный резистор между эмиттером и базой – такой транзистор в этой схеме работать не будет.

nauchebe.net

Сетевой адаптер с выходной мощностью 2 Вт на микросхеме LNK362P.

 

Сетевой адаптер с выходной мощностью 2 Вт на микросхеме LNK362P.

 

Основные преимущества этой реализации:

  • Низкое число элементов (всего 19), низкая стоимость решения.
  • Встроенные в Linkswitch-XP функции безопасности и надежности.
    • Допуск микросхемы +/-5%, авторестарт, гистерезис, защита от перегрева — позволяют температуре печатных проводников оставаться ниже опасного уровня.
    • Авторестарт — защитит источник пиатния от КЗ в нагрузке и разрыва цепи обратной связи.
    • Защитное расстояние микросхемы >3.2мм. делает устройство более устойчивым к пыли и влажности.
  • Технология EcoSmart — позволяет конечному устройству соответствовать всем существующим мировым стандартам энергопотребления.
    • Потребление на холостом ходу 110мВт при Uвх=265В.
    • КПД выше 61.5% (удовлетворяет требованиям СЕС в 55.2%)
  • Конструкция трансформатора E-Shield tm а также частотный джиттер (встроенный в микросхему), позволяет данному источнику питания соответствовать стандартам ЭМИ — EN550022 и CISPR-22 класс B.

 

Внешний вид печатного узла:

 

Семейство микросхем LinkSwitch-LP было спроектированио для замены маломощных дискретных импульсных и линейных источников питания. Релейный метод управления (вкл/выкл) дает преимущества высокого КПД в области максимальной нагрузки.

В отличии от большинства импульсных источников питания на дискретных элементах, LinkSwitch-XT имеет встрооенную интелектуальную тепловую защиту. Защита имеет строгий допуск 142С +/- 5%, широкий гистерезис в 75 С и автоматический рестарт, который запустит источник, как только достаточно температура опустится. Это защищает источник питания, нагрузку, пользователя и при этом температура печатных проводников никогда не достигнет опасного температуры выше 100 С. Аналогичные системы импульсного питания на дискретных элементах очень часто требуют, что после отключения необходимо отключить входное напряжение, после чего запустить источник снова. Это достаточно неудобно, особенно в промышленном применении источников, где оператор не сможет следить за всеми устройствами сразу, ввиду большого их количества.

Корпус микросхемы имеет очень большое защитное расстояние между высоковольтным пином DRAIN и пинами с низким напряжением. Это очень важно для надежной работы источников питания в пыльных помещениях и в помещениях с повышенной влажностью. Большое защитное расстояние существенно уменьшает вероятность искы, что в свою очередь повыщает надежность и время работы.

Еще одной важной защитой является авто-рестарт, который начинает работать, если втечении 40 ms нет реакции обратной связи (например КЗ в нагрузке или обрыв цепи обратной связи). Авто рестарт ограничивает уровень выходного тока на уровне 5% от максимального. Как только неисправность устранена, микросхема возвращается в нормальный режим работы.

Потребление на холостом ходу микросхемы составляет 110 мВт при напряжении 265 В (наихудший случай), это полностью удовлетворяет европейские стандарты в 300 мВт.

Обмотки трансорматора на ЕЕ16 также имеют большое защитное расстояние , что делает источник более безопасным.

 

1. Спецификация:






Описание

Обозначение

Мин

Норма

Макс

Единицы изм.

Вход

Входное напряжение

Входная частота

Потребление на холостом ходу

 

Vin

fline

 

85

47

 

 

50/60

 

265

64

0,15

 

VAC

Hz

W

Выход

Выходное напряжение 1

Выходная пульсация 1

Выходной ток 1

Выходная мощность

Vout1

Vripple1

Iout1

Pout1

КПД

КПД при полной нагрузке

Средний КПД при мощности 25,50,75,100% от Pmax

Температура окружающей среды

Tamb

0

40

С

 

2. Схема этого источника питания представлена на следующем рисунке:

3. Описание работы схемы:

Топология этой схемы — обратноходовая. Выходное напряжение снимается и сравнивается с опорным (VR1) на вторичной части схемы. Результат сравнения подается через оптопару PC817A на U1 (LNK362P) как сигнал обратной связи.Это позволяет U1 регулировать выходное напряжение в широком диапазоне выходных нагрузок.Если потребляемый ток нагрузки превысит максимально допустимый микросхемой, микросхема войдет в режим авторестарта и выходной ток будет ограничен на уровне 5% от максимального. Схема также использует технологию Clampless, которая позволяет исключить цепь гашения выброса (возникающего из-за индукции рассеяния трансформатора в момент отключения силового ключа), засчет емкости первичной обмотки трансформатора.

Диоды D1-D4 выпрямляют переменный ток. Полученный постоянный ток запасается в конденсаторах С1 и С2. Индуктивность L1 и конденсаторы С1 и С2 формируют П-образный фильтр, подавляющий диференциальную помеху. Резистор R1 подавляет «звон» фильтра.

Микросхемы LNK362P включает в себя следующие компоненты: Силовой MOSFET транзистор на 700 Вольт, низковольтный CMOS контроллер, высоковольтный источник (обеспечивает старт источника и стабилизацию тока во время работы), тепловую защиту (гистерезис) и схему авто рестарта. Высокие характеристики источника обусловлены работой транзитосра на частоте до 132 кГц.

Выпрямленное и фильтрованное напряжение приложено к одному концу обмотки трансформатора, к второму концу подключен сток микросхемы U1. Как только напряжение сток-исток превышает 50 Вольт, внутренний источник тока начинает заряжать конденсатор С3, соединенный с пином Bypass Pin (BP). Как только напряжение на С3 достигает 5.8 Вольт, контроллер открывает MOSFET транзитор. Ток через транзистор снимается с внутреннего сопротивления транзистора сток-исток Rds в момент включенного состояния. В тот момент, когда ток достигает установленного предела I limit, контроллер запирает транзистор. Кроме этого микросхема отслеживает максимальный рабочий цикл и при достижении максимального, отключает транзистор, даже если ток не достиг максимального значения. Контроллер регулирует выходное напряжение путем пропуска рабочих циклов (управление вкл/выкл), если напряжение выше требуемого уровня. В нормальном режиме работы MOSFET транзистор выключается каждый раз, когда ток обратной связи (feedback pin) достигает значения 49 uA. Если ток обратной связи меньше 49 uA и поступает сигнал с внутреннего clock генератора, транзистор открывается на этот рабочий цикл. Рабочий цикл завершается при достижении током I limit. При полной нагрузке несколько рабочих циклов могут быть пропущены из-за очень высокой рабочей частоты. При снижении нагрузки большее количество рабочих циклов оказывается пропущено, что снижаем эффективную рабочую частоту.

Выходное напряжение источника питания определяется суммой VR1, R2 и напряжения на светодиоде оптопары U2A. Когда источник питания включается, U2A регулирует проводимость фото-транзистора (U2B), который обеспечивает ток >49uA на пин обратной связи микросхемы, при этом следующий рабочий цикл будет пропущен. Резистор R2 ограничивает ток через VR1 на уровне 1 mA. Резистор R3 может быть использован для более точной подстройки выходного напряжения а также для ограничения тока через U2A во время переходный процессов. Так как контроллер микросхемы отрабатывает каждый рабочий цикл (т.е. решение о том будет рабочий цикл или нет принимается непосредственно перед каждым из них), следовательно обратная связь не требует частотной компенсации.

4. Печатная плата источника питания:

 

5. Перечень элементов:




















Обозначение

Кол-во

Номинал

Описание

Part number производителя.

Производитель

1

С1, С2

2

3.3 uF

3.3 uF, 400 V, Electrolytic, (8 x 11.5)

TAQ2G3R3MK0811MLL3

Taicon Corporation

2

С3

1

100 nF

100 nF, 50 V, Ceramic, Z5U, 0.2 Lead Space

C317C104M5U5CA

Kemet

3

С4

1

100 pF

100 pF 100 pF, Ceramic, Y1

440LT10

Vishay

4

С5

1

330 uF

330 uF 330 uF, 16 V, Electrolytic, Very Low ESR, 72 mOhm, (8 x 11.5)

EKZE160ELL331MHB5D

Nippon Chemi-Con

5

D1, D2, D3, D4

4

1N4005

600 V, 1 A, Rectifier, DO-41

1N4005

Vishay

6

D5

1

1N4934

100 V, 1 A, Fast Recovery, 200 ns, DO-41

1N4934

Vishay

7

J1, J2

2

CON1

Test Point, WHT,THRU-HOLE MOUNT

5012

Keystone

8

J3

1

Output Cable Assembly

6 ft, 22 AWG, 0.25 Ohm, 2.1 mm connector (custom)

9

JP1

1

J

Wire Jumper, Non insulated, 22 AWG, 0.3 in

298

Alpha

10

L1, L2

2

1 mH

1 mH, 0.15 A, Ferrite Core

SBCP-47HY102B

Tokin

11

R1

1

3.9 k.

3.9 kOhm, 5%, 1/8 W, Carbon Film

CFR-12JB-3K9

Yageo

12

R2

1

1 k.

1 kOhm, 5%, 1/8 W, Carbon Film

CFR-12JB-1K0

Yageo

13

R3

1

390 .

390 Ohm, 5%, 1/8 W, Carbon Film

CFR-12JB-390R

Yageo

14

RF1

1

8.2 .

8.2 Ohm, 2.5 W, Fusible/Flame Proof Wire Wound

CRF253-4 5T 8R2

Vitrohm

15

T1

1

EE16

Transformer, EE16, Horizontal, 10 pins

SNX-1378

Santronics Li Shin

16

U1

1

LNK362P

LinkSwitch-XT, LNK362P, DIP-8B

LNK362P

Power Integrations

17

U2

1

PC817A

Opto-coupler, 35 V, CTR 80-160%, 4-DIP

PC817X1

Sharp

18

VR1

1

BZX79-B5V1

5.1 V, 500 mW, 2%, DO-35

BZX79-B5V1

Vishay

6. Трансформатор.

Электрическая спецификация:

Электрическая прочность (1 с., 60 Гц, с пинов 3,4,5 на пины 8,9) — 3000 VAC.

Индуктивность первичной обмотки (пины 3-4, остальные обмотки отключены, частота измерения 100кГц) — 2.64 mH, +/-12%.

Резонансная частота (пины 3-4, все остальные обмотки отключены) — 275 кГц (мин) — 500 кГц (макс.).

Индукция рассеяния первичной обмотки (Пины 3-4, пины 8-9 закорочены, частота измерения 100 кГц) — 70uH (макс).

 

Диаграмма построения:

 

Далее рассмотрим графики и осцилограммы работы источника питания:

1. Зависимость КПД от выходной мощности.

 

2. Зависимость КПД от входного напряжения и выходной мощности.








% от полной нагрузки

КПД (%) @ 115 VAC

КПД (%) @ 230 VAC

25

63,3

58,2

50

65,2

61,4

75

64,9

63,0

100

64,9

63,2

Усредненный КПД

64,6

61,5

Требования СЕС

55,2

 

 

 

 

 

 

3. Потребляемая источником мощность на холостом ходу:

 

4. Выдаваемая в нагрузку мощность, взависимости от входного напряжения (при входной мощности 1 и 2 Вт.).

 

5. Нагрузочная характеристика.

(замеры проводилсь на конце 2х метрового кабеля, его сопротивление по постоянному току 0,2 Ом)

 

6. Зависимость выходного напряжения от входного.

 

7. Тепловой режим работы.

Температура измерялась внутри пластикового корпуса при полной нагрузке, без воздушной конвекции.




90 VAC

265 VAC

Темпаратура окружающей среда

40 С

40 C

LNK362P (source pin)

93.0C (at) 2.0W output (6.2V, 322mA)

118.0C (at) 2.0W output (6.2V, 322mA)

Карта тепловых полей.

 

8. Осцилограммы напряжения и токов на коллекторе.

Левая осцилограмма: 85 VAC, полная нагрузка, верх — I drain 0.1А/дел., низ — V drain 100V/дел.

Правая осцилограмма: 265 VAC, полная нагрузка, верх — I drain 0.1A/дел., низ — V drain 200V/дел.

 

9. Профиль выходного напряжения при запуске.

Левая осцилограмма: 115 VAC, 1V, 10 ms/дел.

Правая осцилограмма: 230 VAC, 1V, 10 ms/дел.

 

10. Тест на ЭМИ.

115 VAC, 60 Hz, пределы EN55022B.

 

230 VAC, 60 Hz, пределы EN55022B.

 

Статью перевел и дополнил менеджер по направлению Power Integrations.

Бандура Геннадий — Bandura (at) macrogroup.ru

Макро Групп.

 

www.qrz.ru

Простое устройство зависимого включения нагрузки

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Бытовая техника >

Простое устройство зависимого включения нагрузки

           В статье описано простое и несложное в изготовлении устройство зависимого включения маломощной нагрузки. Основная область применения данного устройства – автоматическое включение блока питания антенного усилителя при включении телевизора в рабочий режим. Данное устройство, во-первых, уменьшает старение и деградацию деталей блока питания и кристаллов транзисторов антенного усилителя, возникающую при их круглосуточной непрерывной работе, когда блок питания постоянно подключен к сети. Во-вторых, позволяет экономить электроэнергию, включая питание антенного усилителя только во время работы телевизора. В-третьих, повышает пожарную безопасность при эксплуатации электрических устройств хоть и с небольшим, но все-таки  тепловыделением, к каковым относятся блоки питания.

            Как-то понадобилось автору изготовить несложное устройство для автоматического включения блока питания (БП) антенного усилителя при включении телевизора в рабочий режим. Для удобства было решено собрать его непосредственно в корпусе сетевого удлинителя, куда собственно, и подключаются БП антенного усилителя и телевизор. Просмотрев около десятка разных схем в журналах и на радиолюбительских сайтах, отбросив громоздкие схемы с трансформаторами и реле, выбор пал на следующую схему [1], показанную на рис.1:

Рисунок 1

            В качестве датчика тока в этой схеме используются три последовательно включенных диода VD2-VD4, пульсации напряжения на которых выпрямляются однополупериодным выпрямителем на диоде Шоттки VD5 и сглаживаются конденсатором C1. Через ограничительный резистор R1 напряжение с C1 подается на вход оптосимистора A1, который в свою очередь открывает мощный симистор VS1, коммутирующий ведомую нагрузку.

            Учитывая малую потребляемую мощность БП антенного усилителя, схему было решено немного переделать.

            400-вольтовый оптосимистор MOC3020 был заменен на более совершенный 600-вольтовый MOC3063-M со встроенной схемой контроля перехода через ноль. Поскольку пиковый повторяющийся ток нагрузки MOC3063-M по datasheet составляет 1 А и с многократным запасом перекрывает потребляемый ток БП антенного усилителя (несколько десятков мА), было решено мощный симистор из схемы исключить. Автору ранее ни разу не встречалась схема подключения нагрузки непосредственно к выходу оптосимисторов серий MOC30xx, поэтому представлял интерес проверить работоспособность такой схемы включения на трансформаторную нагрузку.

            Схема была собрана навесным монтажом непосредственно в корпусе сетевого удлинителя. Мощные диоды 1N5408 были заменены на более распространенные мощные FR506, а диод Шоттки BAT46 на 1N5819.

           Как показали испытания, при работе с телевизором в качестве главной нагрузки необходимо учитывать, что в дежурном режиме потребляемая мощность составляет несколько Вт. Поскольку величина падения напряжения на трех последовательно включенных диодах VD2-VD4 не имеет резко выраженной зависимости от величины протекающего тока, открывание оптосимистора происходило как в дежурном, так и в рабочем режимах телевизора.

          Для того, чтобы включение ведомой нагрузки происходило только в рабочем режиме телевизора, цепочка из трех последовательно включенных диодов была заменена на диод и два резистора. Это позволило получить значительную разницу падения напряжения на R1, R2 и VD2 в дежурном и рабочем режимах телевизора. Окончательный вариант переделанной схемы показан на  рис. 2:

Рисунок 2

 

            Монтаж элементов устройства в корпусе удлинителя показан на рис.3:

                                                                                                                                                                         Рисунок 3

 

            Внешний вид переделанного удлинителя на 6 розеток показан на рис.4:

                                                                                                                                                                            Рисунок 4

             Две крайних слева розетки запитаны напрямую от сети, розетка с маркировкой “ТВ” предназначена для подключения телевизора, управляющего маломощной нагрузкой, подключаемой к трём крайним слева розеткам с маркировкой “БП”. Учитывая, что таких нагрузок может быть не одна, и что из-за своих габаритов два блока питания в рядом расположенные розетки могут не поместиться, под маломощную нагрузку зарезервировано 3 розетки.

            При указанных на схеме номиналах работоспособность схемы была проверена на кинескопных телевизорах с потребляемой мощностью от 60 до 100 Вт. Было замечено кратковременное срабатывание схемы в момент включения телевизора сетевой кнопкой. После заряда конденсатора фильтра и размагничивания кинескопа включение/выключение телевизора с пульта вызывало четкое включение/выключение БП антенного усилителя. Было измерено напряжение на выходе БП антенного усилителя под нагрузкой при подключении к данному устройству и непосредственно к сети. Результаты оказались одинаковы.

                Элементная база.

            Резисторы R1 и R2 применены из имеющихся в наличии импортных малогабаритных мощностью 2 Вт и сопротивлением 2 Ом. При потребляемой мощности телевизора около 80 Вт размах импульса напряжения на одном резисторе составил около 1,25 В. При этом напряжение на конденсаторе C1 составило около 3 В, а ток через светодиод оптосимистора DA1 — около 17,5 мА (по datasheet допускается 5-60мА) при сопротивлении резистора R3=100 Ом.

            Нагрев резисторов R1, R2 в рабочем режиме незначительный, но учитывая, что при включении телевизора сетевой кнопкой возникает кратковременный бросок тока зарядки конденсаторов фильтра и ток размагничивания кинескопа, мощность резисторов выбрана с многократным запасом. Диоды VD1, VD2 для надежности также лучше использовать с запасом на ток не менее 5 А и обратное рабочее напряжение не менее 600 В, например серий FR506-FR507, HER506-HER508 или аналогичные.

            Оптосимистор MOC3063-M можно заменить на MOC3163-M или аналогичный.

            Резистор R3 может быть любой малогабаритный мощностью 0,125 Вт.

            В качестве резисторов R1, R2 можно использовать резисторы типа МЛТ, С2-23 или импортные мощностью 1…2 Вт. Сопротивление резисторов при необходимости нужно подобрать таким образом, чтобы в рабочем режиме телевизора на конденсаторе C1 напряжение составляло около 3 В.

              Внимание! Устройство имеет гальваническую связь с питающей сетью. Все подключения необходимо производить только при отключенном сетевом питании устройства.

                         

 

          Литература.

          1) Каравкин В. Зависимое включение нагрузок. Радиоконструктор №4-2009.

 




Все вопросы в
Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

radiokot.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о