パルス PSU - 充電器から。スキーム、説明

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スイッチング電源 - 充電器から。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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小型機器用に広く入手可能なパルス充電器は、元のデバイスよりも多くの機能を備えた電源を構築するための優れた基盤となります。この記事では、そのような充電器を電源に変える方法について説明します。

バッテリーを充電し、小型機器 (携帯電話、MP-3 プレーヤー、電子書籍) に電力を供給するために、現在、さまざまなパルス充電器が広く使用されています。残念ながら、その出力電圧 (通常、負荷電流 5 ～ 0,2 A で約 2 V) のフィルタリングが不十分で、高レベルのリップルがあり、また、それら自体が無線干渉源となるため、使用することはできません。ラジオ受信機、音声増幅器、測定器などのデバイスに電力を供給します。ただし、これらの欠点はすべて非常に簡単に解消でき、簡単な変更を加えることで、そのような「充電器」は指定されたデバイスに電力を供給できるようになります。

例として、以下では、最大 15 A の負荷電流で 1 V の安定した出力電圧を提供する充電器モデル AC-5,6E の変更について説明します (その図は図 0,8 に示されています)。 220 V の主電源電圧は、保護抵抗器 R5 とダイオード D1 を介して整流電圧フィルターコンデンサ C1 に供給されます (素子の位置指定はデバイスの回路基板上の位置指定に対応します)。パルス電圧コンバータは、高電圧トランジスタ Q1、トランス T1、素子 R5、C6 で構成されています。抵抗 R2 はコンバータを起動するように設計されており、要素 D6、R9、C2 はダンピング回路を形成します。

パルスPSU-充電器から
図。 1

トランジスタ Q2 には過負荷保護および出力電圧安定化ユニットが含まれています。トランジスタQ1のエミッタ電流が増加すると、抵抗R3の電圧降下が増加し、0,6V以上になるとトランジスタQ2が開き、Q1のエミッタ接合がバイパスされ、その後このトランジスタのコレクタ電流が減少します。

出力電圧安定化部は次のように動作します。何らかの理由で出力電圧が増加すると、フォトカプラ PC1 の発光ダイオードを流れる電流が増加し、そのフォトトランジスタが開きます。それとともに、トランジスタ Q2 が開き、Q1 のベース電流が減少し、デバイスの出力電圧が減少します。出力電圧が設定値から減少方向に逸脱すると、プロセスは逆方向に進みます。

コンデンサ C7 は、ショットキーダイオード D7 によって整流された変圧器 T1 の巻線 III の電圧をフィルタリングします。デバイスの出力電圧は、ツェナーダイオード D8 の安定化電圧に依存します (約 1,1 ～ 1,2 V 超えます)。

この充電器をベースに組み立てた電源ユニット（PSU）の回路を図に示します。 2 (新しい要素の位置指定は番号 1 で始まります)。 D3,3ツェナーダイオードを安定化電圧8Vの素子に置き換え、安定化出力電圧2,4Vで製造することとしました。このような出力電圧の電源は、小型の電源に使用できます。ラジオ、コンパクトカメラ、子供のおもちゃ、および電圧 2,4 ～ 3,7 V の自律電源用に設計されたその他のデバイス。必要に応じて、適切なツェナーダイオードを使用して、3,3 ～ 6 V の範囲の出力電圧を得ることができます。 V.

米。 2（クリックで拡大）

パルスコンバータによって発生する干渉を低減するために、パルスコンバータは、要素 220L1、1L1、2L1、3C1、1C1 で構成される LC フィルタを介して 2 V ネットワークに接続されています。抵抗器Ｒ１の代わりにチョーク１Ｌ３が設置され、抵抗器Ｒ１の代わりに高抵抗の保護抵抗器１Ｒ１が設置されている。フィルタコンデンサ C1 は、より高い電圧定格を持つ大きなコンデンサに置き換えられました。

電流制限抵抗器 R5 (680 オーム) の値は 470 オームに減少し、抵抗器 R3 (10 オーム) の値は 5,1 オームに減少します (この抵抗器の抵抗値が低いほど、保護がトリガーされる負荷電流が高くなります) 。 C7 フィルターコンデンサーの静電容量が大幅に増加しました。以前はボード上になかった抵抗器 R10 がフォトカプラの発光ダイオードに並列に接続されています (抵抗値が低いほど、電源の出力電圧が高くなります)。負荷への電圧は、要素 1L4、1L5、1L6、1C5 ～ 1C9 で構成される LC フィルターを通じて供給されます。出力電圧がある場合、LED 1HL1 が点灯します。

このデバイスは、最大 0,5 A の負荷電流での長期連続動作向けに設計されていますが、1 A の電流を消費する負荷に短時間電力を供給することもできます。この場合の動作モードは次のとおりです。負荷で 1 分間1 A の電流で、次に 5 A 未満の負荷電流で 0,5 分間の休止、次に 1 A の電流で再び 1 分間というように続きます。リップルとノイズの振幅は、負荷電流 0,5 A で約 50 mV、1 A で約 100 mV です (この場合、出力電圧は 3,1 V に低下します)。 0,5 V の電圧で 3,3 A の出力電流は、比較的強力な UMZCH を搭載したポータブルラジオに電力を供給するのに十分であり、1 A の電流はポータブルカメラやほとんどの子供用おもちゃに電力を供給するのに十分です。

電源部品は、ワイヤレスコンピュータのキーボードおよびマウスの受信装置から約95x80x26 mmの寸法のプラスチックケースに取り付けられています（図3）。一部の追加パーツはホットメルト接着剤とクイントールポリマー接着剤で本体に接着されています。

図。 3

抵抗器 1R1 - 不燃性 P1-7 または輸入された不連続で、絶縁シリコンの不燃性チューブ内に配置されます。コンデンサ 1C1、1C2 は高電圧セラミック、1C3、1C6、1C7、1C9 は積層セラミックです (最初の 1 つは対応する酸化物コンデンサの端子間にはんだ付けされ、50 番目は電源プラグ XS68 に実装されています)。酸化物コンデンサは KXNUMX-XNUMX の輸入品です。

チョーク 1L1 - 1L3 - H 型フェライト磁気コアと抵抗 3 ～ 22 オームの巻線を備えた小型工業製品、1L4 ～ 1L6 - 低周波で作られた直径 22 mm のリング磁気コアに巻かれた自家製フェライトで、20 ～ 30 ターンの多芯取り付けワイヤが含まれています。これらのチョークのインダクタンスが高く、巻線の抵抗が低いほど、より優れています。

故障した充電器をリメイクまたは修理する場合、MJE13001 トランジスタの代わりに (ピン配置を考慮して) KF13001、MJE13002、MJE13003 を使用できます。可能であれば、ベース電流の静的伝達係数が最も高く、逆コレクタ電流が最も低いインスタンスを選択することをお勧めします。 2SC845 トランジスタの代わりに、2SC1845、BC547、SS9014、KT645、KT3129、KT3130 シリーズのいずれかを使用できます。 PS817C フォトカプラは SFH617A-2、LTV817、PC817、EL817、PS2501-1、PC814、PC120、PC123 のいずれかに置き換えることができ、FR107 ダイオードは UF4007、FR157、MUR160、1N5398、KD247D のいずれかに置き換えることができます、KD258G。同じダイオードを 1N4007 に置き換えることができます。 1N4148 ダイオードの代わりに、1N914、1SS244、KD521、KD522 のいずれかを使用できます。ショットキーダイオード 1N5819 - MBRS140TR、SB140、SB150、および KIPD35E-Zh LED - 内蔵抵抗なしの連続光の代替品として使用可能。電源がより高い出力電圧に合わせて構成されている場合は、電流制限抵抗器 1R3 の抵抗値を大きくする必要があります。電源の外観を図に示します。 4.

図。 4

負荷への接続には、断面積 1 mm の銅導体を備えた XNUMX 線コードが使用されます。²。長さ 24 mm の 1 つのフェライト管状磁気コアがその上に配置されます。174 つは電源ハウジングの近くに、もう 34 つは XS174 電源プラグの隣にあります。デバイスの本体はシールドされていないため、デバイスの本体から電力を供給される最も単純な VHF ラジオ受信機 (たとえば、K34XA7088、K500XA1A、TDA8T マイクロ回路に組み立てられたもの) は、無線受信が不確実な状況で設置されている場合、干渉の影響を受けやすくなります。距離が XNUMX mm 未満であること（CFL によってほぼ同じかそれ以上の RF レベルの干渉が発生します）。必要に応じて、ケースの内側を粘着性のあるアルミ箔で覆い、XNUMXCXNUMX コンデンサの負極に電気的に接続して電源をシールドすることは難しくありません。

同様の方法で、他の充電器、たとえばスキーム [1、2] に従って組み立てられた充電器をアップグレードできます。

文学

Butov A. ステレオ電話用のアクティブ信号スプリッター。 - ラジオ、2014 年、第 1 号、p. 12-14。
Butov A. ネットワーク充電器の改良。 - ラジオ、2013 年、第 3 号、p. 20、21。

著者：A。ブトフ

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