Încărcător bazat pe circuitul tranzistorului 13003. Adaptoare puls chinezești

Majoritatea încărcătoarelor de rețea moderne sunt asamblate folosind un circuit de impuls simplu, folosind un tranzistor de înaltă tensiune (Fig. 1.18) conform unui circuit generator de blocare.

Spre deosebire de circuitele mai simple care folosesc un transformator de 50 Hz, transformatorul pentru convertoare de impulsuri de aceeași putere este mult mai mic ca dimensiune, ceea ce înseamnă că dimensiunea, greutatea și prețul întregului convertor sunt mai mici. În plus, convertoarele de impulsuri sunt mai sigure - dacă într-un convertor convențional, atunci când elementele de putere se defectează, sarcina primește o tensiune mare nestabilizată (și uneori chiar alternativă) de la înfășurarea secundară a transformatorului, atunci în cazul oricărei defecțiuni a impulsului convertor (cu excepția defecțiunii optocuplerului cu feedback - dar de obicei este foarte bine protejat) nu va exista deloc tensiune la ieșire.

Orez. 1.18. Un circuit oscilator simplu de blocare a impulsurilor

O descriere a principiului de funcționare și a calculului elementelor de circuit ale unui convertor de impulsuri de înaltă tensiune (transformator, condensatori etc.) poate fi citită la http://www.nxp.com/acrobat/applicationnotes/AN00055.pdf (1 MB ).

Cum funcționează dispozitivul

Tensiunea de rețea alternativă este redresată de dioda VD1 (deși uneori chinezii generoși instalează până la 4 diode într-un circuit de punte), pulsul de curent la pornire este limitat de rezistența R1. Aici este recomandabil să instalați un rezistor cu o putere de 0,25 W - apoi, dacă este supraîncărcat, se va arde, acționând ca o siguranță.

Convertorul este asamblat pe tranzistorul VT1 conform circuitului clasic de flyback. Rezistorul R2 este necesar pentru a începe generarea atunci când este aplicată puterea în acest circuit, este opțional, dar cu el convertorul funcționează puțin mai stabil. Generarea este susținută de condensatorul C1, inclus în circuitul PIC de pe înfășurarea I, frecvența de generare depinde de capacitatea acestuia și de parametrii transformatorului. Când tranzistorul este deblocat, tensiunea la bornele inferioare ale înfășurărilor I și II este negativă, la bornele superioare este pozitivă, semiunda pozitivă prin condensatorul C1 deschide și mai mult tranzistorul, iar amplitudinea tensiunii în înfășurări crește. .

Tranzistorul se deschide ca o avalanșă. După un timp, pe măsură ce condensatorul C1 se încarcă, curentul de bază începe să scadă, tranzistorul începe să se închidă, tensiunea la borna superioară a înfășurării II din circuit începe să scadă, prin condensatorul C1 curentul de bază scade și mai mult, iar tranzistorul se închide ca o avalanșă. Rezistorul R3 este necesar pentru a limita curentul de bază în timpul supraîncărcărilor circuitului și supratensiunilor în rețeaua de curent alternativ.

În același timp, amplitudinea EMF de auto-inducție prin dioda VD4 reîncarcă condensatorul SZ - de aceea convertorul se numește flyback. Dacă schimbați bornele înfășurării III și reîncărcați condensatorul SZ în timpul cursei înainte, atunci sarcina de pe tranzistorul VT1 va crește brusc în timpul cursei înainte (se poate chiar arde din cauza unui curent prea mare) și în timpul cursei inverse. EMF de auto-inducție va fi necheltuit și eliberat la joncțiunea colectorului tranzistorului - adică se poate arde de la supratensiune.

Prin urmare, la fabricarea dispozitivului, este necesar să se respecte cu strictețe fazarea tuturor înfășurărilor (dacă amestecați bornele înfășurării II, generatorul pur și simplu nu va porni, deoarece condensatorul C1, dimpotrivă, va perturba generarea și va stabiliza circuit).

Tensiunea de ieșire a dispozitivului depinde de numărul de spire din înfășurările II și III și de tensiunea de stabilizare a diodei zener VD3. Tensiunea de ieșire este egală cu tensiunea de stabilizare numai dacă numărul de spire în înfășurările II și III este același, altfel va fi diferit. În timpul cursei inverse, condensatorul C2 este reîncărcat prin dioda VD2, de îndată ce se încarcă la aproximativ -5 V, dioda Zener va începe să treacă curent, tensiunea negativă de la baza tranzistorului VT1 va reduce ușor amplitudinea impulsurilor. pe colector, iar tensiunea de ieșire se va stabiliza la un anumit nivel. Precizia de stabilizare a acestui circuit nu este foarte mare - tensiunea de ieșire variază între 15...25% în funcție de curentul de sarcină și de calitatea diodei zener VD3.

Opțiune alternativă pentru dispozitiv

Circuitul unui convertor mai bun (și mai complex) este prezentat în Fig. 1.19.

Pentru a redresa tensiunea de intrare, se utilizează o punte de diodă VD1 și un condensator C1, rezistența R1 trebuie să aibă o putere de cel puțin 0,5 W, altfel în momentul pornirii, la încărcarea condensatorului C1, se poate arde. Capacitatea condensatorului C1, în microfarad, trebuie să fie egală cu puterea dispozitivului, în wați.

Convertorul în sine este asamblat conform circuitului deja familiar folosind tranzistorul VT1. Circuitul emițător include un senzor de curent pe rezistența R4 -

Orez. 1.19. Circuitul electric al unui convertor mai complex

de îndată ce curentul care trece prin tranzistor devine atât de mare încât căderea de tensiune pe rezistor depășește 1,5 V (cu rezistența indicată pe diagramă fiind de 75 mA), tranzistorul VT2 se deschide ușor prin dioda VD3 și limitează curentul de bază al tranzistorului VT1 astfel încât curentul colectorului său să nu depășească cei 75 mA de mai sus. În ciuda simplității sale, acest circuit de protecție este destul de eficient, iar convertorul se dovedește a fi aproape etern chiar și cu scurtcircuite în sarcină.

Pentru a proteja tranzistorul VT1 de emisiile de EMF de auto-inducție. un lanț de netezire VD4-C5-R6 a fost adăugat la circuit. Dioda VD4 trebuie să fie de înaltă frecvență - ideal BYV26C, puțin mai rău - UF4004...UF4007 sau 1N4936, 1N4937. Dacă nu există astfel de diode, este mai bine să nu instalați deloc un lanț!

Condensatorul C5 poate fi orice, dar trebuie să reziste la o tensiune de 250...350 V. Un astfel de lanț poate fi instalat în toate circuitele similare (dacă nu este acolo), inclusiv circuitul din Fig. 1.18 - va reduce considerabil încălzirea carcasei tranzistorului comutatorului și va „prelungi în mod semnificativ durata de viață” a întregului convertor.

Tensiunea de ieșire este stabilizată folosind o diodă zener DA1 situată la ieșirea dispozitivului izolarea galvanică este asigurată de un optocupler VOl. Microcircuitul TL431 poate fi înlocuit cu orice diodă zener de putere redusă, tensiunea de ieșire este egală cu tensiunea de stabilizare plus 1,5 V (cădere de tensiune pe LED-ul optocuplerului VOl); Pentru a proteja LED-ul de suprasarcini, se adaugă o mică rezistență R8. De îndată ce tensiunea de ieșire devine puțin mai mare decât era de așteptat, curentul va curge prin dioda zener, LED-ul optocuplerului VOl va începe să strălucească, fototranzistorul său se va deschide ușor, tensiunea pozitivă de la condensatorul C4 va deschide ușor tranzistorul VT2, ceea ce va reduce amplitudinea curentului de colector al tranzistorului VT1. Instabilitatea tensiunii de ieșire a acestui circuit este mai mică decât cea a precedentului și nu depășește 10...20%, de asemenea, datorită condensatorului C1, practic nu există fond de 50 Hz la ieșirea convertorului.

Este mai bine să folosiți un transformator industrial în aceste circuite, de la orice dispozitiv similar. Dar îl puteți înfășura singur - pentru o putere de ieșire de 5 W (1 A, 5 V), înfășurarea primară ar trebui să conțină aproximativ 300 de spire de sârmă cu un diametru de 0,15 mm, înfășurare II - 30 de spire ale aceluiași fir, înfășurare III - 20 de spire de sârmă cu diametrul de 0,65 mm. Înfăşurarea III trebuie să fie foarte bine izolată de primele două, este indicat să o înfăşuraţi într-o secţiune separată (dacă există). Miezul este standard pentru astfel de transformatoare, cu un spațiu dielectric de 0,1 mm. În cazuri extreme, puteți utiliza un inel cu un diametru exterior de aproximativ 20 mm.

Circuitul stabilizator de impulsuri nu este mult mai complicat decât cel al transformatorului, dar este mai dificil de configurat. Prin urmare, pentru radioamatorii cu experiență insuficientă care nu cunosc regulile de lucru cu tensiune înaltă (în special, nu lucrați niciodată singuri și nu reglați niciodată un dispozitiv pornit cu ambele mâini - doar una!), nu recomand să repetați această schemă.

Diagramă schematică

În fig. 1. Este prezentat circuitul electric al unui stabilizator de tensiune de impuls pentru încărcarea telefoanelor mobile (încărcător de telefon).

Orez. 1. Circuit electric al unui stabilizator de tensiune de impuls pentru încărcarea telefoanelor mobile.

Circuitul este un oscilator de blocare implementat pe tranzistorul VT1 și transformatorul T1. Puntea de diode VD1 redresează tensiunea de rețea alternativă, rezistorul R1 limitează impulsul de curent atunci când este pornit și servește și ca siguranță. Condensatorul C1 este opțional, dar datorită acestuia, generatorul de blocare funcționează mai stabil, iar încălzirea tranzistorului VT1 este puțin mai mică (decât fără C1).

La borna superioară (conform diagramei) a înfășurării II există o mică tensiune pozitivă, prin condensatorul descărcat C2 deschide și mai puternic tranzistorul, curentul în înfășurările transformatorului crește și, ca urmare, tranzistorul se deschide complet, la o stare de saturaţie.

Începe să se închidă, amplitudinea tensiunii în înfășurări scade și mai mult și schimbă polaritatea în negativ. Apoi tranzistorul se oprește complet. Tensiunea la colectorul său crește și devine de câteva ori mai mare decât tensiunea de alimentare (supratensiunea inductivă), cu toate acestea, datorită lanțului R5, C5, VD4, este limitată la un nivel sigur de 400...450 V.

Datorită elementelor R5, C5, generarea nu este complet neutralizată și, după un timp, polaritatea tensiunii din înfășurări se schimbă din nou (conform principiului de funcționare a unui circuit oscilant tipic). Tranzistorul începe să se deschidă din nou. Aceasta continuă la nesfârșit într-un mod ciclic.

Elementele rămase ale părții de înaltă tensiune a circuitului asamblează un regulator de tensiune și o unitate pentru protejarea tranzistorului VT1 de supracurent. Rezistorul R4 din circuitul luat în considerare acționează ca un senzor de curent. De îndată ce căderea de tensiune peste 1...1,5 V, tranzistorul VT2 se va deschide și închide baza tranzistorului VT1 la firul comun (închide-l cu forță). Condensatorul SZ accelerează reacția lui VT2. Dioda VD3 este necesară pentru funcționarea normală a stabilizatorului de tensiune.

Stabilizatorul de tensiune este asamblat pe un singur cip - o diodă zener ajustabilă DA1.

Pentru izolarea galvanică a tensiunii de ieșire de tensiunea rețelei, se folosește optocuplerul VO1. Tensiunea de funcționare pentru partea tranzistorului a optocuplerului este preluată din înfășurarea II a transformatorului T1 și netezită de condensatorul C4.

De îndată ce tensiunea la ieșirea dispozitivului devine mai mare decât cea nominală, curentul va începe să curgă prin dioda zener DA1, LED-ul optocuplerului se va aprinde, rezistența colector-emițător a fototranzistorului VO1.2 va scădea, tranzistorul VT2 se va deschide ușor și va reduce amplitudinea tensiunii la baza VT1.

Se va deschide mai slab, iar tensiunea de pe înfășurările transformatorului va scădea. Dacă tensiunea de ieșire, dimpotrivă, devine mai mică decât tensiunea nominală, atunci fototranzistorul va fi complet închis, iar tranzistorul VT1 se va „oscila” la putere maximă. Pentru a proteja dioda Zener și LED-ul de supracurent, este indicat să conectați un rezistor cu o rezistență de 100...330 Ohmi în serie cu acestea.

Configurare

Prima etapă, se recomandă conectarea dispozitivului la rețea pentru prima dată printr-o lampă de 25 W, 220 V și fără condensator C1. Glisorul R6 al rezistenței este setat în poziția inferioară (conform diagramei). Dispozitivul este pornit și oprit imediat, după care tensiunile de pe condensatoarele C4 și C6 sunt măsurate cât mai repede posibil.

Dacă există o tensiune mică pe ele (în funcție de polaritate!), atunci generatorul a pornit, dacă nu, generatorul nu funcționează, trebuie să căutați erori la bord; În plus, este recomandabil să verificați tranzistorul VT1 și rezistențele R1, R4.

Dacă totul este corect și nu există erori, dar generatorul nu pornește, schimbați bornele înfășurării II (sau I, dar nu ambele deodată!) și verificați din nou funcționalitatea.

A doua etapă: porniți dispozitivul și controlați cu degetul (nu placa metalică pentru radiatorul) încălzirea tranzistorului VT1, acesta nu ar trebui să se încălzească, becul de 25 W nu ar trebui să se aprindă (căderea de tensiune pe acesta ar trebui să fie nu depășește câțiva volți).

Conectați o lampă mică de joasă tensiune la ieșirea dispozitivului, de exemplu, pentru o tensiune de 13,5 V. Dacă nu se aprinde, schimbați bornele înfășurării III.

Și la sfârșit, dacă totul funcționează bine, verificați funcționalitatea regulatorului de tensiune prin rotirea cursorului rezistorului de tăiere R6. După aceasta, puteți lipi condensatorul C1 și puteți porni dispozitivul fără o lampă de limitare a curentului.

Tensiunea minimă de ieșire este de aproximativ 3 V (căderea minimă de tensiune la pinii DA1 depășește 1,25 V, la pinii LED - 1,5 V).

Dacă aveți nevoie de o tensiune mai mică, înlocuiți dioda zener DA1 cu un rezistor cu o rezistență de 100...680 0m. Următorul pas de configurare necesită setarea tensiunii de ieșire a dispozitivului la 3,9...4,0 V (pentru o baterie cu litiu). Acest dispozitiv încarcă bateria cu un curent în scădere exponențial (de la aproximativ 0,5 A la începutul încărcării la zero la sfârșit (pentru o baterie cu litiu cu o capacitate de aproximativ 1 A/h este acceptabil)). În câteva ore de încărcare, bateria câștigă până la 80% din capacitatea sa.

Detalii si design

Un element special de design este un transformator.

Transformatorul din acest circuit poate fi utilizat numai cu un miez de ferită divizat. Frecvența de funcționare a convertorului este destul de mare, așa că este nevoie doar de ferită pentru fierul transformatorului. Iar convertorul în sine este cu un singur ciclu, cu magnetizare constantă, deci miezul trebuie împărțit, cu un spațiu dielectric (între jumătățile sale sunt așezate unul sau două straturi de hârtie subțire de transformator).

Cel mai bine este să luați un transformator de la un dispozitiv similar inutil sau defect. În cazuri extreme, îl puteți bobina singur: secțiune transversală a miezului 3...5 mm2, înfășurare I - 450 de spire cu un fir cu diametrul de 0,1 mm, înfășurare II - 20 de spire cu același fir, înfășurare III - 15 se rotește cu un fir cu diametrul de 0,6... .0,8 mm (pentru tensiunea de ieșire 4...5 V). La înfășurare, este necesară respectarea strictă a direcției de înfășurare, în caz contrar dispozitivul va funcționa prost sau nu va funcționa deloc (va trebui să depuneți eforturi atunci când îl configurați - vezi mai sus). Începutul fiecărei înfășurări (în diagramă) este în partea de sus.

Tranzistor VT1 - orice putere de 1 W sau mai mult, curent de colector de cel puțin 0,1 A, tensiune de cel puțin 400 V. Câștigul de curent h21e trebuie să fie mai mare de 30. Tranzistoarele MJE13003, KSE13003 și toate celelalte tipuri 13003 ale oricărei companii sunt ideale . În ultimă instanță, se folosesc tranzistori domestici KT940, KT969.

Din păcate, acești tranzistori sunt proiectați pentru o tensiune maximă de 300 V, iar la cea mai mică creștere a tensiunii de rețea peste 220 V se vor sparge. În plus, le este frică de supraîncălzire, adică trebuie instalate pe un radiator. Pentru tranzistoarele KSE13003 și MJE13003, nu este necesar un radiator (în majoritatea cazurilor, pinout-ul este același ca pentru tranzistoarele KT817 domestice).

Puntea de diode VD1 trebuie proiectată pentru un curent de 1 A, deși curentul consumat de circuit nu depășește sute de miliamperi - deoarece atunci când este pornit, are loc o creștere destul de puternică a curentului și este imposibil să creșteți rezistența de rezistența R1 pentru a limita amplitudinea acestei supratensiuni - se va încinge foarte mult.

În loc de puntea VD1, puteți instala 4 diode de tip 1N4004...4007 sau KD221 cu orice indice de litere. Stabilizatorul DA1 și rezistența R6 pot fi înlocuite cu o diodă zener, tensiunea la ieșirea circuitului va fi cu 1,5 V mai mare decât tensiunea de stabilizare a diodei zener.

Cablul „comun” este prezentat în diagramă numai în scopuri grafice și nu trebuie împământat și/sau conectat la șasiul dispozitivului. Partea de înaltă tensiune a dispozitivului trebuie să fie bine izolată.

Elementele dispozitivului sunt montate pe o placă din folie de fibră de sticlă într-o carcasă din plastic (dielectrică), în care sunt găurite două găuri pentru LED-uri indicatoare. O opțiune bună (folosită de autor) este proiectarea plăcii dispozitivului într-o carcasă realizată dintr-o baterie A3336 uzată (fără un transformator descendente).

Literatură: Andrey Kashkarov - Produse electronice de casă.

Circuitul stabilizator de comutare nu este mult mai complicat decât cel obișnuit folosit la sursele de alimentare cu transformatoare, dar mai greu de configurat.

Prin urmare, pentru radioamatorii cu experiență insuficientă care nu cunosc regulile de lucru cu tensiune înaltă (în special, nu lucrați niciodată singuri și nu reglați niciodată un dispozitiv pornit cu ambele mâini - doar una!), nu recomand să repetați această schemă.

În fig. Figura 1 prezintă un circuit electric al unui stabilizator de tensiune de impuls pentru încărcarea telefoanelor mobile.

Orez. 1 Circuitul electric al unui stabilizator de tensiune de impuls

Când alimentarea este pornită, tranzistorul VT1 se deschide ușor prin rezistorul R2 și un curent mic începe să curgă prin înfășurarea I a transformatorului T1. Datorită cuplajului inductiv, curentul începe să curgă și prin înfășurările rămase. La borna superioară (conform diagramei) a înfășurării II există o mică tensiune pozitivă, prin condensatorul descărcat C2 deschide și mai puternic tranzistorul, curentul în înfășurările transformatorului crește și, ca urmare, tranzistorul se deschide complet, la o stare de saturaţie.

După ceva timp, curentul din înfășurări încetează să crească și începe să scadă (tranzistorul VT1 este complet deschis în tot acest timp). Tensiunea de pe înfășurarea II scade, iar prin condensatorul C2 scade tensiunea de la baza tranzistorului VT1. Începe să se închidă, amplitudinea tensiunii în înfășurări scade și mai mult și schimbă polaritatea în negativ.

Apoi tranzistorul se oprește complet. Tensiunea de pe colectorul său crește și devine de câteva ori mai mare decât tensiunea de alimentare (supratensiunea inductivă), cu toate acestea, datorită lanțului R5, C5, VD4, este limitată la un nivel sigur de 400...450 V. Datorită elementele R5, C5, generarea nu este complet neutralizată și, de ceva timp, polaritatea tensiunii din înfășurări se schimbă din nou (conform principiului de funcționare a unui circuit oscilant tipic). Tranzistorul începe să se deschidă din nou. Aceasta continuă la nesfârșit într-un mod ciclic.

Stabilizatorul de tensiune este asamblat pe un singur cip - o diodă zener ajustabilă DA1.

Pentru a izola galvanic tensiunea de ieșire de tensiunea de rețea, se folosește un optocupler VOL. Tensiunea de funcționare pentru partea tranzistorului a optocuplerului este preluată din înfășurarea II a transformatorului T1 și netezită de condensatorul C4. De îndată ce tensiunea la ieșirea dispozitivului devine mai mare decât valoarea nominală, curentul va începe să circule prin dioda Zener DA1, LED-ul optocuplerului se va aprinde, rezistența colector-emițător a fototranzistorului VOL2 va scădea, tranzistorul VT2 va scădea. deschideți ușor și reduceți amplitudinea tensiunii la baza VT1.

Se va deschide mai slab, iar tensiunea de pe înfășurările transformatorului va scădea. Dacă tensiunea de ieșire, dimpotrivă, devine mai mică decât tensiunea nominală, atunci fototranzistorul va fi complet închis, iar tranzistorul VT1 se va „oscila” la putere maximă. Pentru a proteja dioda Zener și LED-ul de suprasarcinile curente, este indicat să includeți în serie cu acestea un rezistor cu o rezistență de 100...330 Ohmi.

Configurare
Prima etapă: se recomandă conectarea dispozitivului la rețea pentru prima dată printr-o lampă de 25 W, 220 V și fără condensator C1. Glisorul R6 al rezistenței este setat în poziția inferioară (conform diagramei). Dispozitivul este pornit și oprit imediat, după care tensiunile de pe condensatoarele C4 și Sb sunt măsurate cât mai repede posibil. Dacă există o tensiune mică pe ele (în funcție de polaritate!), atunci generatorul a pornit, dacă nu, generatorul nu funcționează, trebuie să căutați erori pe placă și instalare. În plus, este recomandabil să verificați tranzistorul VT1 și rezistențele R1, R4.

Dacă totul este corect și nu există erori, dar generatorul nu pornește, schimbați bornele înfășurării II (sau I, dar nu ambele deodată!) și verificați din nou funcționalitatea.

A doua etapă: porniți dispozitivul și controlați cu degetul (nu placa metalică pentru radiatorul) încălzirea tranzistorului VTI, acesta nu ar trebui să se încălzească, becul de 25 W nu ar trebui să se aprindă (căderea de tensiune pe el nu trebuie să depășească câțiva volți).

Conectați o lampă mică de joasă tensiune la ieșirea dispozitivului, de exemplu, pentru o tensiune de 13,5 V. Dacă nu se aprinde, schimbați bornele înfășurării III.

Tensiunea minimă de ieșire este de aproximativ 3 V (căderea minimă de tensiune la pinii DA1 depășește 1,25 V, la pinii LED - 1,5 V).
Dacă aveți nevoie de o tensiune mai mică, înlocuiți dioda zener DA1 cu un rezistor cu o rezistență de 100...680 Ohmi. Următorul pas de configurare necesită setarea tensiunii de ieșire a dispozitivului la 3,9...4,0 V (pentru o baterie cu litiu). Acest dispozitiv încarcă bateria cu un curent în scădere exponențial (de la aproximativ 0,5 A la începutul încărcării la zero la sfârșit (pentru o baterie cu litiu cu o capacitate de aproximativ 1 A/h este acceptabil)). În câteva ore de încărcare, bateria câștigă până la 80% din capacitatea sa.

Despre detalii
Un element special de design este un transformator.
Transformatorul din acest circuit poate fi utilizat numai cu un miez de ferită divizat. Frecvența de funcționare a convertorului este destul de mare, așa că este nevoie doar de ferită pentru fierul transformatorului. Iar convertorul în sine este cu un singur ciclu, cu magnetizare constantă, deci miezul trebuie împărțit, cu un spațiu dielectric (între jumătățile sale sunt așezate unul sau două straturi de hârtie subțire de transformator).

Cel mai bine este să luați un transformator de la un dispozitiv similar inutil sau defect. În cazuri extreme, îl puteți bobina singur: secțiune transversală a miezului 3...5 mm2, înfășurare I-450 spire cu un fir cu diametrul de 0,1 mm, înfășurare II-20 spire cu același fir, înfășurare III-15 se rotește cu un fir cu diametrul de 0,6.. .0,8 mm (pentru tensiunea de ieșire 4...5 V). La înfășurare, este necesară respectarea strictă a direcției de înfășurare, în caz contrar dispozitivul va funcționa prost sau nu va funcționa deloc (va trebui să depuneți eforturi atunci când îl configurați - vezi mai sus). Începutul fiecărei înfășurări (în diagramă) este în partea de sus.

Tranzistor VT1 - orice putere de 1 W sau mai mult, curent de colector de cel puțin 0,1 A, tensiune de cel puțin 400 V. Câștigul de curent b2b trebuie să fie mai mare de 30. Tranzistoarele MJE13003, KSE13003 și toate celelalte tip 13003 ale oricărei companii sunt ideale. În ultimă instanță, se folosesc tranzistori domestici KT940, KT969. Din păcate, acești tranzistori sunt proiectați pentru o tensiune maximă de 300 V, iar la cea mai mică creștere a tensiunii de rețea peste 220 V se vor sparge. În plus, le este frică de supraîncălzire, adică trebuie instalate pe un radiator. Pentru tranzistoarele KSE13003 și MGS13003, nu este necesar un radiator (în cele mai multe cazuri, pinout-ul este același cu cel al tranzistoarelor KT817 domestice).

Tranzistorul VT2 poate fi orice siliciu de putere redusă, tensiunea de pe acesta nu trebuie să depășească 3 V; același lucru este valabil și pentru diodele VD2, VD3. Condensatorul C5 și dioda VD4 trebuie proiectate pentru o tensiune de 400...600 V, dioda VD5 trebuie proiectată pentru curentul maxim de sarcină. Puntea de diode VD1 trebuie proiectată pentru un curent de 1 A, deși curentul consumat de circuit nu depășește sute de miliamperi - deoarece atunci când este pornit, are loc o creștere destul de puternică a curentului și este imposibil să creșteți rezistența de rezistorul Ш pentru a limita amplitudinea acestei supratensiuni - se va încinge foarte mult.

Decor
Elementele dispozitivului sunt montate pe o placă din folie de fibră de sticlă într-o carcasă din plastic (dielectrică), în care sunt găurite două găuri pentru LED-uri indicatoare. O opțiune bună (folosită de autor) este proiectarea plăcii dispozitivului într-o carcasă realizată dintr-o baterie A3336 uzată (fără un transformator descendente).

Lămpile de economisire a energiei sunt utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi și în producție în timp devin inutilizabile, dar multe dintre ele pot fi restaurate după reparații simple. Dacă lampa în sine eșuează, atunci din „umplerea” electronică puteți face o sursă de alimentare destul de puternică pentru orice tensiune dorită.

Cum arată o sursă de alimentare de la o lampă de economisire a energiei?

În viața de zi cu zi, aveți nevoie adesea de o sursă de alimentare de joasă tensiune compactă, dar în același timp puternică, puteți face una folosind o lampă de economisire a energiei. La lămpi, lămpile defectează cel mai adesea, dar sursa de alimentare rămâne în stare de funcționare.

Pentru a realiza o sursă de alimentare, trebuie să înțelegeți principiul de funcționare al electronicii conținute într-o lampă de economisire a energiei.

Avantajele comutării surselor de alimentare

În ultimii ani, a existat o tendință clară de a se îndepărta de la sursele clasice de alimentare cu transformator la cele cu comutare. Acest lucru se datorează, în primul rând, dezavantajelor majore ale surselor de alimentare cu transformatoare, cum ar fi masa mare, capacitatea scăzută de suprasarcină și eficiența scăzută.

Eliminarea acestor deficiențe în comutarea surselor de alimentare, precum și dezvoltarea bazei elementului, a făcut posibilă utilizarea pe scară largă a acestor unități de alimentare pentru dispozitive cu putere de la câțiva wați la mulți kilowați.

Schema de alimentare

Principiul de funcționare a unei surse de alimentare comutatoare într-o lampă de economisire a energiei este exact același ca în orice alt dispozitiv, de exemplu, într-un computer sau un televizor.

În termeni generali, funcționarea unei surse de alimentare comutatoare poate fi descrisă după cum urmează:

Curentul alternativ de rețea este transformat în curent continuu fără a-și schimba tensiunea, adică. 220 V.
Un convertor de lățime a impulsurilor care utilizează tranzistori transformă tensiunea de curent continuu în impulsuri dreptunghiulare cu o frecvență de 20 până la 40 kHz (în funcție de modelul lămpii).
Această tensiune este furnizată lămpii prin inductor.

Să ne uităm la circuitul și procedura de operare a unei surse de alimentare cu lămpi de comutare (figura de mai jos) mai detaliat.

Circuit electronic de balast pentru o lampă de economisire a energiei

Tensiunea de rețea este furnizată redresorului în punte (VD1-VD4) printr-un rezistor limitator R 0 de rezistență mică, apoi tensiunea redresată este netezită pe un condensator de filtru de înaltă tensiune (C 0) și printr-un filtru de netezire (L0) este alimentat la convertorul tranzistorului.

Convertorul tranzistorului pornește în momentul în care tensiunea la condensatorul C1 depășește pragul de deschidere al dinistorului VD2. Acest lucru va porni generatorul pe tranzistoarele VT1 și VT2, rezultând auto-generare la o frecvență de aproximativ 20 kHz.

Alte elemente de circuit precum R2, C8 și C11 joacă un rol de susținere, facilitând pornirea generatorului. Rezistoarele R7 și R8 măresc viteza de închidere a tranzistoarelor.

Și rezistențele R5 și R6 servesc ca limitatoare în circuitele de bază ale tranzistoarelor, R3 și R4 le protejează de saturație, iar în cazul unei defecțiuni joacă rolul de siguranțe.

Diodele VD7, VD6 sunt de protecție, deși multe tranzistoare proiectate să funcționeze în astfel de dispozitive au astfel de diode încorporate.

TV1 este un transformator, cu înfășurările sale TV1-1 și TV1-2, tensiunea de feedback de la ieșirea generatorului este furnizată circuitelor de bază ale tranzistoarelor, creând astfel condiții pentru funcționarea generatorului.

În figura de mai sus, părțile care trebuie îndepărtate la refacerea blocului sunt evidențiate cu roșu punctele A–A` trebuie conectate cu un jumper.

Modificarea blocului

Înainte de a începe refacerea sursei de alimentare, ar trebui să decideți ce putere curentă trebuie să aveți la ieșire, de aceasta depinde adâncimea modernizării. Deci, dacă este necesară o putere de 20-30 W, atunci modificarea va fi minimă și nu va necesita prea multă intervenție în circuitul existent. Dacă trebuie să obțineți o putere de 50 de wați sau mai mult, atunci va fi necesară o actualizare mai amănunțită.

Trebuie reținut că ieșirea sursei de alimentare va fi tensiune DC, nu AC. Este imposibil să se obțină o tensiune alternativă cu o frecvență de 50 Hz dintr-o astfel de sursă de alimentare.

Puterea de determinare

Puterea poate fi calculată folosind formula:

P – putere, W;

I – puterea curentului, A;

U – tensiune, V.

De exemplu, să luăm o sursă de alimentare cu următorii parametri: tensiune – 12 V, curent – 2 A, atunci puterea va fi:

Ținând cont de suprasarcină, se pot accepta 24-26 W, astfel încât fabricarea unei astfel de unități va necesita intervenția minimă în circuitul unei lămpi de economisire a energiei de 25 W.

Piese noi

Adăugarea de noi piese la diagramă

Detaliile adăugate sunt evidențiate cu roșu, acestea sunt:

punte de diode VD14-VD17;
doi condensatori C9, C10;
înfășurare suplimentară plasată pe șocul de balast L5, numărul de spire este selectat experimental.

Înfășurarea adăugată la inductor joacă un alt rol important ca transformator de izolare, protejând împotriva tensiunii de rețea care ajunge la ieșirea sursei de alimentare.

Pentru a determina numărul necesar de spire în înfășurarea adăugată, ar trebui să faceți următoarele:

o înfășurare temporară este înfășurată pe inductor, aproximativ 10 spire din orice fir;
conectat la un rezistor de sarcină cu o putere de cel puțin 30 W și o rezistență de aproximativ 5-6 Ohmi;
conectați-vă la rețea, măsurați tensiunea la rezistența de sarcină;
împărțiți valoarea rezultată la numărul de spire pentru a afla câți volți sunt pe 1 tură;
calculați numărul necesar de spire pentru o înfășurare permanentă.

Un calcul mai detaliat este prezentat mai jos.

Testați activarea sursei de alimentare convertite

După aceasta, este ușor să calculați numărul necesar de ture. Pentru a face acest lucru, tensiunea care este planificată a fi obținută din acest bloc este împărțită la tensiunea unei spire, se obține numărul de spire și se adaugă aproximativ 5-10% la rezultatul obținut în rezervă.

W=U out /U vit, unde

W – numărul de spire;

U out – tensiunea de ieșire necesară a sursei de alimentare;

U vit – tensiune pe tură.

Înfășurarea unei înfășurări suplimentare pe un inductor standard

Înfășurarea originală a inductorului este sub tensiune de rețea! Atunci când înfășurați o înfășurare suplimentară deasupra acesteia, este necesar să asigurați izolație între înfășurări, mai ales dacă este înfășurat un fir de tip PEL, în izolație emailată. Pentru izolarea de întreținere, puteți utiliza bandă de politetrafluoretilenă pentru a etanșa conexiunile filetate, care este folosită de instalatori, grosimea sa este de numai 0,2 mm.

Puterea într-un astfel de bloc este limitată de puterea totală a transformatorului utilizat și de curentul admisibil al tranzistorilor.

Sursă de putere mare

Acest lucru va necesita o actualizare mai complexă:

transformator suplimentar pe un inel de ferită;
înlocuirea tranzistoarelor;
instalarea tranzistoarelor pe radiatoare;
creşterea capacităţii unor condensatoare.

Ca urmare a acestei modernizari se obtine o sursa de alimentare cu o putere de pana la 100 W, cu o tensiune de iesire de 12 V. Este capabila sa furnizeze un curent de 8-9 amperi. Acest lucru este suficient pentru a alimenta, de exemplu, o șurubelniță de putere medie.

Schema sursei de alimentare actualizate este prezentată în figura de mai jos.

Sursa de alimentare 100W

După cum se poate observa în diagramă, rezistența R0 a fost înlocuită cu una mai puternică (3 wați), rezistența sa a fost redusă la 5 ohmi. Poate fi înlocuit cu două de 2 wați 10 ohmi, conectându-le în paralel. În plus, C 0 - capacitatea sa este crescută la 100 μF, cu o tensiune de funcționare de 350 V. Dacă nu este de dorit să creșteți dimensiunile sursei de alimentare, atunci puteți găsi un condensator miniatural de o astfel de capacitate, în special, îl poate lua de la o cameră de filmare.

Pentru a asigura funcționarea fiabilă a unității, este util să reduceți ușor valorile rezistențelor R 5 și R 6, la 18-15 ohmi și, de asemenea, să creșteți puterea rezistențelor R 7, R 8 și R 3, R 4 . Dacă frecvența de generare se dovedește a fi scăzută, atunci valorile condensatoarelor C 3 și C 4 – 68n ar trebui crescute.

Cea mai dificilă parte poate fi realizarea transformatorului. În acest scop, inelele de ferită de dimensiuni adecvate și permeabilitate magnetică sunt cel mai adesea utilizate în blocurile de impulsuri.

Calculul unor astfel de transformatoare este destul de complicat, dar există multe programe pe Internet cu care acest lucru este foarte ușor de făcut, de exemplu, „Programul de calcul al transformatorului de impuls Lite-CalcIT”.

Cum arată un transformator de impulsuri?

Calculul efectuat cu ajutorul acestui program a dat următoarele rezultate:

Un inel de ferită este utilizat pentru miez, diametrul său exterior este de 40, diametrul său interior este de 22 și grosimea sa este de 20 mm. Înfășurarea primară cu fir PEL - 0,85 mm 2 are 63 de spire, iar cele două înfășurări secundare cu același fir au 12.

Înfășurarea secundară trebuie înfășurată în două fire deodată și este recomandabil să le răsuciți mai întâi ușor împreună pe toată lungimea, deoarece aceste transformatoare sunt foarte sensibile la asimetria înfășurărilor. Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci diodele VD14 și VD15 se vor încălzi neuniform, iar acest lucru va crește și mai mult asimetria, ceea ce le va deteriora în cele din urmă.

Dar astfel de transformatoare iartă cu ușurință erorile semnificative la calcularea numărului de spire, până la 30%.

Deoarece acest circuit a fost proiectat inițial pentru a funcționa cu o lampă de 20 W, tranzistorii 13003 au fost instalați (2). Este posibil să fie instalate pe o placă metalică (radiator) cu o suprafață de aproximativ 30 cm2.

Proces

Un test de funcționare trebuie efectuat cu respectarea anumitor precauții pentru a nu deteriora sursa de alimentare:

Prima rulare de testare trebuie efectuată folosind o lampă incandescentă de 100 W pentru a limita curentul la sursa de alimentare.
Asigurați-vă că conectați la ieșire un rezistor de sarcină de 3-4 ohmi cu o putere de 50-60 W.
Dacă totul a decurs conform așteptărilor, lăsați-l să funcționeze 5-10 minute, opriți-l și verificați gradul de încălzire al transformatorului, tranzistoarelor și diodelor redresoare.

Dacă nu s-au făcut erori în timpul procesului de înlocuire a pieselor, sursa de alimentare ar trebui să funcționeze fără probleme.

Dacă un test de funcționare arată că unitatea funcționează, tot ce rămâne este să o testați în modul de încărcare completă. Pentru a face acest lucru, reduceți rezistența rezistenței de sarcină la 1,2-2 ohmi și conectați-l direct la rețea fără bec timp de 1-2 minute. Apoi opriți și verificați temperatura tranzistoarelor: dacă depășește 60 0 C, atunci acestea vor trebui instalate pe calorifere.

Ca calorifer, puteți folosi fie un radiator din fabrică, care va fi cea mai corectă soluție, fie o placă de aluminiu cu o grosime de cel puțin 4 mm și o suprafață de 30 cm2. Este necesar să se plaseze o garnitură de mică sub tranzistoare; acestea trebuie fixate de radiator folosind șuruburi cu bucșe izolatoare și șaibe.

Bloc lampa. Video

Videoclipul de mai jos arată cum se face o sursă de alimentare comutată dintr-o lampă economică.

Puteți face singur o sursă de alimentare comutată din balastul unei lămpi de economisire a energiei, cu abilități minime în lucrul cu un fier de lipit.

Tranzistoare T, structuri de siliciu n-p-n, amplificatoare de înaltă tensiune.

Producția de tranzistori 13001 este localizată în Asia de Sud-Est și India. Sunt utilizate în surse de alimentare cu comutație de putere redusă, încărcătoare pentru diverse telefoane mobile, tablete etc. Atenţie! Cu parametri generali apropiati (aproape identici). diferiți producători tranzistori 13001 pot.

diferă în locațiile pinului
Disponibil în carcase din plastic TO-92, cu cabluri flexibile și TO-126 cu cabluri rigide. Tipul de dispozitiv este indicat pe carcasă.

Figura de mai jos prezintă pinout-urile MJE13001 și 13001 de la diferiți producători, cu diferite carcase.

Cei mai importanți parametri. Coeficientul de transfer curent 10 13001 poate avea din 70 inainte de
, în funcție de scrisoare. 10 13001 poate avea din 15 .
Pentru MJE13001A - de la 15 13001 poate avea din 20 .
Pentru MJE13001B - de la 20 13001 poate avea din 25 .
Pentru MJE13001C - de la 25 13001 poate avea din 30 .
Pentru MJE13001D - de la 30 13001 poate avea din 35 .
Pentru MJE13001E - de la 35 13001 poate avea din 40 .
Pentru MJE13001F - de la 40 13001 poate avea din 45 .
Pentru MJE13001G - de la 45 13001 poate avea din 50 .
Pentru MJE13001H - de la 50 13001 poate avea din 55 .
Pentru MJE13001I - de la 55 13001 poate avea din 60 .
Pentru MJE13001J - de la 60 13001 poate avea din 65 .
Pentru MJE13001K - de la 65 13001 poate avea din 70 .

Pentru MJE13001L - de la - 8 Frecvența limită de transmisie curentă

MHz. - 400 Tensiune maximă colector - emițător

V. - 200 Curent maxim de colector (constant)

mA. Tensiune de saturație colector-emițător 0,5 la curent de colector 50mA, bază 10mA -

V. Tensiune de saturație bază-emițător 1,2 cu un curent de colector de 50mA, curent de bază de 10mA - nu mai mare

V. Disiparea puterii colectorului 0.75 - în carcasă TO-92 - 1.2 V, în carcasa TO-126 -

W fără calorifer.

Încărcător bazat pe circuitul tranzistorului 13003. Adaptoare puls chinezești - surse de alimentare