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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Pulse-Netzteil – vom Ladegerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Weit verbreitete Impulsladegeräte für Kleingeräte sind eine gute Grundlage für den Aufbau von Netzteilen, die über mehr Leistungsfähigkeit als die Originalgeräte verfügen. Der Artikel beschreibt, wie man ein solches Ladegerät in ein Netzteil verwandelt. Zum Laden von Akkus und zur Stromversorgung kompakter Geräte (Mobiltelefone, MP-3-Player, E-Books) werden derzeit häufig verschiedene Impulsladegeräte eingesetzt. Leider ist ihre Ausgangsspannung (üblicherweise ca. 5 V bei einem Laststrom von 0,2...2 A) schlecht gefiltert, weist eine hohe Welligkeit auf und sie selbst stellen Funkstörquellen dar, was ihren Einsatz nicht zulässt zur Stromversorgung von Funkempfängern, Tonverstärkern und Messgeräten. All diese Mängel können jedoch ganz einfach behoben werden, und nach einfachen Modifikationen sind solche „Ladegeräte“ in der Lage, die genannten Geräte mit Strom zu versorgen. Als Beispiel wird im Folgenden die Modifikation des Ladegeräts Modell AC-15E beschrieben (sein Diagramm ist in Abb. 1 dargestellt), das eine stabilisierte Ausgangsspannung von 5,6 V bei einem Laststrom von bis zu 0,8 A liefert. Die Netzspannung beträgt 220 V wird über den Schutzwiderstand R5 und die Diode D1 dem gleichgerichteten Spannungsfilterkondensator C1 zugeführt (Positionsbezeichnungen der Elemente entsprechen denen auf der Platine des Gerätes). Der Impulsspannungswandler besteht aus dem Hochspannungstransistor Q1, dem Transformator T1 und den Elementen R5, C6. Der Widerstand R2 dient zum Starten des Wandlers, die Elemente D6, R9, C2 bilden einen Dämpfungskreis.
Der Transistor Q2 enthält Überlastschutz- und Ausgangsspannungsstabilisierungseinheiten. Wenn der Emitterstrom des Transistors Q1 zunimmt, nimmt der Spannungsabfall am Widerstand R3 zu, und wenn er mehr als 0,6 V erreicht, öffnet der Transistor Q2, wodurch der Emitterübergang von Q1 umgangen wird, woraufhin der Kollektorstrom dieses Transistors abnimmt. Die Ausgangsspannungsstabilisierungseinheit funktioniert wie folgt. Wenn die Ausgangsspannung aus irgendeinem Grund ansteigt, erhöht sich der Strom durch die Sendediode des Optokopplers PC1, wodurch sich dessen Fototransistor öffnet. Gleichzeitig öffnet sich der Transistor Q2, was zu einer Verringerung des Basisstroms von Q1 und einer Verringerung der Spannung am Ausgang des Geräts führt. Wenn die Ausgangsspannung vom eingestellten Wert abweicht und abnimmt, läuft der Prozess in die entgegengesetzte Richtung ab. Der Kondensator C7 filtert die durch die Schottky-Diode D7 gleichgerichtete Spannung der Wicklung III des Transformators T1. Die Ausgangsspannung des Gerätes hängt von der Stabilisierungsspannung der Zenerdiode D8 ab (übersteigt diese um ca. 1,1...1,2 V). Die Schaltung des auf Basis dieses Ladegeräts aufgebauten Netzteils (PSU) ist in Abb. dargestellt. 2 (Positionsbezeichnungen neuer Elemente beginnen mit der Nummer 1). Es wurde beschlossen, es mit einer stabilisierten Ausgangsspannung von 3,3 V herzustellen, wobei die D8-Zenerdiode durch ein Gerät mit einer Stabilisierungsspannung von 2,4 V ersetzt wurde. Ein Netzteil mit einer solchen Ausgangsspannung kann zur Stromversorgung kleiner Geräte verwendet werden Radios, Kompaktkameras, Kinderspielzeug und andere Geräte, die für eine autarke Stromversorgung mit einer Spannung von 2,4...3,7 V ausgelegt sind. Auf Wunsch können Sie mit einer entsprechenden Zenerdiode eine Ausgangsspannung im Bereich von 3,3...6 erreichen V.
Um die vom Impulsumrichter erzeugten Störungen zu reduzieren, ist dieser über einen LC-Filter bestehend aus den Elementen 220L1, 1L1, 2L1, 3C1, 1C1 an ein 2-V-Netz angeschlossen. Anstelle des Widerstands R1 wird die Drossel 3L1 und an deren Stelle der höherohmige Schutzwiderstand 1R1 eingebaut. Der Filterkondensator C5 wurde durch einen größeren Kondensator mit höherer Nennspannung ersetzt. Der Wert des Strombegrenzungswiderstands R5 (680 Ohm) wird auf 470 Ohm und des Widerstands R3 (10 Ohm) auf 5,1 Ohm reduziert (je niedriger der Widerstandswert dieses Widerstands, desto höher ist der Laststrom, bei dem der Schutz auslöst). . Die Kapazität des C7-Filterkondensators wurde deutlich erhöht. Parallel zur Sendediode des Optokopplers ist ein bisher auf der Platine fehlender Widerstand R10 geschaltet (je kleiner sein Widerstandswert, desto höher die Ausgangsspannung des Netzteils). Die Spannungsversorgung der Last erfolgt über einen LC-Filter bestehend aus den Elementen 1L4, 1L5, 1L6, 1C5-1C9. LED 1HL1 leuchtet, wenn Ausgangsspannung anliegt. Das Gerät ist für den langfristigen Dauerbetrieb bei einem Laststrom von bis zu 0,5 A ausgelegt, kann jedoch eine Last kurzzeitig mit einem Strom von 1 A versorgen. Die Betriebsart ist in diesem Fall wie folgt: 1 Minute bei Last Strom von 1 A, dann eine Pause von 5 Minuten bei einem Laststrom von weniger als 0,5 A, dann noch einmal 1 Minute bei einem Strom von 1 A und so weiter. Die Amplitude von Welligkeit und Rauschen beträgt bei einem Laststrom von 0,5 A etwa 50 mV, bei 1 A etwa 100 mV (in diesem Fall reduziert sich die Ausgangsspannung auf 3,1 V). Ein Ausgangsstrom von 0,5 A bei einer Spannung von 3,3 V reicht aus, um ein tragbares Radio mit einem relativ leistungsstarken UMZCH zu betreiben, und ein Strom von 1 A reicht aus, um tragbare Kameras und die meisten Kinderspielzeuge mit Strom zu versorgen. Die Stromversorgungsteile sind in einem Kunststoffgehäuse mit den Maßen ca. 95x80x26 mm vom Aufnahmegerät für drahtlose Computertastaturen und Mäuse montiert (Abb. 3). Einige zusätzliche Teile werden mit Schmelzkleber und Quintol-Polymerkleber an den Körper geklebt.
Widerstand 1R1 – nicht brennbar P1-7 oder importierter diskontinuierlicher Widerstand, platziert in einem isolierenden, nicht brennbaren Silikonrohr. Die Kondensatoren 1C1, 1C2 sind Hochspannungskeramik, 1C3, 1C6, 1C7, 1C9 sind Mehrschichtkeramik (die ersten drei sind zwischen den Anschlüssen der entsprechenden Oxidkondensatoren eingelötet, der vierte ist im Netzstecker XS1 montiert). Oxidkondensatoren sind importierte Analoga von K50-68. Drosseln 1L1 - 1L3 - Miniatur-Industrieproduktion mit H-förmigen Ferrit-Magnetkernen und Wicklungen mit einem Widerstand von 3...22 Ohm, 1L4-1L6 - selbstgemacht, auf ringförmige Magnetkerne mit einem Durchmesser von 22 mm aus Niederfrequenz gewickelt Ferrit und enthalten 20 bis 30 Windungen mehradriger Montagedrähte. Je höher die Induktivität dieser Drosseln und je geringer der Widerstand ihrer Wicklungen ist, desto besser. Wenn Sie ein defektes Ladegerät umbauen oder reparieren, können Sie anstelle des MJE13001-Transistors (unter Berücksichtigung der Pinbelegung) KF13001, MJE13002, MJE13003 verwenden. Wenn möglich, empfiehlt es sich, einen Fall mit dem höchsten statischen Übertragungskoeffizienten des Basisstroms und dem niedrigsten Rückwärtskollektorstrom auszuwählen. Anstelle des 2SC845-Transistors reicht auch jeder der Serien 2SC1845, BC547, SS9014, KT645, KT3129, KT3130. Der PS817C-Optokoppler kann durch jeden der Typen SFH617A-2, LTV817, PC817, EL817, PS2501-1, PC814, PC120, PC123 ersetzt werden, und die FR107-Diode kann durch jeden der Typen UF4007, FR157, MUR160, 1N5398, KD247D ersetzt werden , KD258G. Die gleichen Dioden können durch 1N4007 ersetzt werden. Anstelle der 1N4148-Diode reicht auch eine der Dioden 1N914, 1SS244, KD521, KD522. Möglicher Ersatz der Schottky-Diode 1N5819 – MBRS140TR, SB140, SB150 und der LED KIPD35E-Zh – jedes Dauerlicht ohne eingebauten Widerstand. Wenn das Netzteil für eine höhere Ausgangsspannung ausgelegt ist, muss der Widerstandswert des Strombegrenzungswiderstands 1R3 erhöht werden. Das Aussehen des Netzteils ist in Abb. dargestellt. 4.
Zum Anschluss an die Last wird ein zweiadriges Kabel mit Kupferleitern mit einem Querschnitt von 1 mm verwendet2. Darauf sind zwei Ferrit-Rohrmagnetkerne mit einer Länge von 24 mm aufgesetzt: einer befindet sich in der Nähe des Netzteilgehäuses, der andere neben dem XS1-Netzstecker. Das Gehäuse des Geräts ist nicht abgeschirmt, daher sind die einfachsten von ihm gespeisten UKW-Funkempfänger (z. B. solche, die auf den Mikroschaltungen K174XA34, K174XA34A, TDA7088T montiert sind) bei unsicherem Funkempfang empfindlich gegenüber Störungen, wenn sie sich an einem Ort befinden Abstand von weniger als 500 mm (ca. der gleiche oder größere HF-Störpegel wird durch Kompaktleuchtstofflampen erzeugt). Falls gewünscht, ist es nicht schwierig, das Netzteil abzuschirmen, indem man die Innenseite des Gehäuses mit klebriger Aluminiumfolie abdeckt, die elektrisch mit der negativen Platte des 1C8-Kondensators verbunden ist. Auf ähnliche Weise können Sie auch andere Ladegeräte aufrüsten, beispielsweise solche, die nach den Schemata [1, 2] zusammengebaut sind. Literatur
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▪ Abschnitt der Website Elektriker im Haus. Artikelauswahl ▪ Artikel Getrennte Schmierung eines Zweitaktmotors. Persönlicher Transport ▪ Artikel Kapazitätsmesser an einem Logikelement. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik ▪ Artikel Gleichrichter mit geringer Welligkeit. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
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